供热换热站及热力二次网节能改造浅析

程斌

摘 要：近年来人们生活水平的提高，对居住环境的要求也在提高。我国的供暖和集中供热事业得到了迅速的发展。在我国，建筑能源占所有能源的四分之一，而供热系统的节能是建筑节能的一个重要组成部分。因此，近年来节能控制在供热系统中的应用口益受到很高的重视，加以实施开放的政策，使我国供热事业，在供热技术方面和供热规模都有很大的发展。本文就供热换热站及热力二次网节能改造展开探讨。

关键词：供热;循环泵;供热调节;节能

进入二十一世纪以来，随着我国工业化、城镇化进程的加快，城市集中供热系统也获得了长足的发展。作为耗能大户，城市集中供热系统的发展对能源的需求也将持续走高，同时亦对城市环境的影响越来越明显。供热系统新技术、新方法在工程实践中的大力推广与应用，提高供热系统的运行管理水平，加强能源的综合利用效率，使有限的资源尽可能得到充分的利用，是我国集中供热事业发展的方向。

1 项目概况

某热力站承担某小区A号楼～F号楼居民楼的供暖，设计总供热面积为26.4万m²。小区6栋楼均为25层的高层建筑，采用地板辐射的方式供暖，分为地暖低区和地暖高区，地暖低区设计供热面积为14.8万m²，实际供热面积为12.12万m²，设计供回水温度为50℃/40℃;地暖高区为11.6万m²，实际供热面积为11.25万m²，设计供回水温度为50℃/40℃。该站2012年建成投运后，出现了用户冷热不均以及耗电量过大的问题。据统计，2014年2月16日～2014年2月22日7d时间，系统周耗电量达到20306kW·h，水泵整个采暖季恒定频率运行，一个采暖季的耗电量高达438029kW·h，按照电价0.66元/（kW·h）计算，一个采暖季电费就要28.9万元，大大增加了供热企业的成本。节能改造降低运行成本，彻底解决用户冷热不均的问题迫在眉睫。

2 国内集中供热节能研究现状

我国的建筑节能工作大体是从20世纪80年代初开始的。80年代初我国国民经济出现了严重的比例失调，能源供应极为紧张，国家确定了“大力开展以节能为中心的技术改造和结构改革”的能源方针，改造了二十万台小型锅炉，换成高能效、低能耗的大型锅炉，另一方面推广集中供热，把集中供热作为节能的一项重要途径在全国大力推广。80年代后期，由于一直以来采用粗放的经营管理模式，看天烧火，单位面积能耗高等一系列问题逐渐突出。90年代初，供热节能不断受到大家的重视，供热企业和管理单位认识到节能降耗、提高供热效益所带来的好处，也开始考虑和建立节能管理工作规范化、制度化、标准化，对供热节能的健康发展有着深远的影响。进入21世纪以后节能减排综合性工作方案指出从各个环节来全面推进建筑的节能减排工作。我国在21世纪初开始了既有建筑的综合节能改造的研究工作，在北方的很多城市，如：北京、唐山、天津、哈爾滨、兰州、沈阳等很多城市都做了一定规模的技术及理论研究和工程示范工作，在建筑节能改造技术和政策方面的支持及资金的注入，也进行了相应的研究和探索，总结了不少有益的经验。随着经济体制改革和供热综合节能技术的发展，供热节能范围由以前的粗放的节能方法向包括热用户、供热调节、运行管理及热源、热网、热力站四个方面内容进行，这些技术措施是全国各热力单位在实践中总结的经验，很有实用价值。我国供热行业经历了规模由小到大、技术水平由低到高的发展过程，随着节能工作的不断开展，其技术水平和认识程度也逐步地提高和深入。为了促进供热节能事业取得新的进展，应加强政府职能与市场手段的结合，进一步完善建筑节能法律法规，建立健全建筑节能标准体系和技术体系，利用财税激励政策及节能教育宣传等推动供热节能工作。

3 供热换热站及热力2 次网节能改造方案

3.1 管网的初调节

新建或者改建管网进行初调节是必不可少的，供热初调节应纳入到设计和施工内容的一部分。特别是枝状管网，由于近远端距离相差比较大，仅靠管道的口径进行水力平衡是无法实现的，所以只能靠阀门进行调节。从改造前地暖低、高区的运行结果看，低区系统实际运行供回水温度为3.71℃，高区系统实际运行供回水温度为6.97℃，高、低区设计供回水温差10℃，都有一定差距，其温差差距就是水力不平衡的直接反映。水泵功率和循环流量的三次方成正比，大流量，小温差运行是造成运行电耗过高的主要原因，故管网的初步调节是必不可少的。本工程采用比例调节和回水温度混合调节方法，使管网达到一个理想的水力平衡状态。

3.2 二次管网恒压点压力应保持稳定

换热站供热系统中，恒压点是指在供热系统停止或运行状态下，压力始终保持恒定不变的点。保证恒压点压力恒定不变是换热站供热系统正常运行的前提条件。必须保证供热系统无汽化现象，保证散热设备不会被压坏，保证换热站供热系统充满水不倒空，保证热用户有足够的压力。当恒压点压力不稳定时，必然会造成供热管网压力的波动，从而无法保证换热站供热系统的正常运行，无法实现供、回水温度的稳定，因此无法满足热用户的需求。

3.3 循环水泵选择

通过对水泵扬程、流量、功率的测试，结合运行记录二网供回水温度、压力等参数，可以确定出水泵的运行效率，再结合建筑面积，根据以往相关类型建筑节能改造后的供回水温差，可以确定出适宜的循环泵流量和扬程，控制循环泵的工作点位于水泵的高效区。根据计算结果，地暖低区的面积热指标为28.33W/m²，地暖高区的面积热指标为19.42W/m²，由于目前系统尚存在水力失调，部分用户不热，因此在匹配循环泵时，地暖低区面积热指标取35W/m²，循环泵的设计参数：流量为366.91m³/h，扬程为11.6mH₂O，根据流量和扬程，选择水泵额定流量400m³/h，额定扬程为12.5mH₂O，额定功率为22kW;地暖高区面积热指标取25W/m²，循环泵的设计参数：流量为241.92m³/h，扬程为12mH₂O，根据流量和扬程，选择水泵额定流量300m³/h，额定扬程为12mH₂O，额定功率为22kW。

3.4 故障诊断，确保系统可靠运行

目前，我国供热系统故障检测方面还没有成熟的办法，供热系统故障很难在出现初期就被发现，有些时候即使判断出系统发生了故障但是很难确定准确的位置，不但严重影响了正常供热，同时也增加了检修难度。利用计算机监控系统，通过对供热系统运行参数的分析，可以及时诊断出系统中存在的泄漏以及堵塞等故障的位置，以便及时采取措施，保证供暖的质量。

4 结语

通过本工程实践，节能改造后其整个采暖季平均供回水温度接近10℃，其值接近设计供回水温度，故“大流量、小温差运行”主要是由水力不平衡引起的。（2）换热站主要的用电设备为循环水泵，减小循环水泵用电量的主要途径是提供循环水泵的效率及管网平衡，达到“小流量，大温差运行”。（3）理论节电率60.9%只是考虑循环泵功率在改造前后的节电率，实际节电率57.23%是整个热力站用电量在节能改造前后的节电率，其理论节电率和实际节电率非常接近，说明热力站主要的耗电设备为循环泵，同时也证明理论分析的正确性。

参考文献：

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[2]李胜利，陈泽信，孔令强.换热站循环水泵的节能改造[J].电机与控制，2018（5）：50-52.

[3]李书营，王秀清，李建龙.换热机组二次流量偏大的原因分析及解决方案[J].科技创新与应用，2018（17）：108.