供热换热站及热力二次网节能改造浅析

赵广飞

（济南热力集团，山东 济南 250000）

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。城市集中供热系统的发展对能源的需求也将持续走高，集中供热面积越来越大，其供热运行能耗也越来越受到行业的重视，电耗和热耗都是热力站主要能耗指标，导致能耗过大的原因一：循环泵工作点远离水泵高效区，循环泵在低效率下工作，导致电耗过高，故选择适应管路特性曲线的循环泵是节能的关键。原因二：“大流量，小温差运行”，水力不平衡是造成“大流量，小温差运行”的主因，故解决水力平衡是根本。根据以上分析可知，选择合适的循环泵和解决管网的水力平衡是节能改造的根本，以下为某换热站的节能改造案例分析。

一、项目概况

供暖系统为住宅提供从A到F的供暖，总建筑面积为264000平方米。该地区的6栋建筑均为25层建筑，分为低层采暖区和高层采暖区。低地板采暖供热区14.8万平方米供暖实际12.12万平方米,拟回归温度为50℃/-40℃;楼板11.6万平方米,实际11.25万平方米,供回流温度50℃/-40℃。2015年电站建成投产后，出现了用户供热、制冷不均、用电量过剩等问题。据统计，从2017年2月16日到2017年2月22日，系统每周耗电量为20306kw·h每个温暖季节的用电量为438029kw·h，相当于一个温暖季节的289000 KWH，电价为0.66 KWH/(kW·h)，大大增加了供暖企业的成本。迫切需要节约能源，减少消耗，降低运行成本，解决供热和制冷差距问题。

二、国内集中供热节能研究现状

上世纪90年代初，供暖节能一直是人们关注的焦点，供暖企业和管理单位都认识到，节能可以降低能耗，提高供暖效率。研究和实施节能管理标准化、制度化和标准化，对供热节能的健康发展具有重要影响。《21世纪后节约能源和减少排放综合工作方案》指出，为了促进建筑物的节约能源和减少排放，必须考虑到所有因素。21世纪初，中国开始对北京、唐山、天津、哈尔滨等北方城市的现有建筑进行节能整修研究。滨海、兰州、沈阳等多个城市进行了一定规模的技术、理论研究和工程示范，对建筑能源改造技术、政策和资金投入进行了研究和探索。为了促进供暖能源效率领域的进一步进展，应加强公共职能和市场工具的一体化，进一步改进关于建筑物能源效率的立法和条例，建立有效的建筑能效标准和技术体系，通过税收优惠和税收优惠，开展能效教育和推广活动，促进供热节能。

三、供热换热站及热力2次网节能改造方案

（一）管网的初调节。对于新建或翻新的管网，应进行初步调整，并在设计和施工中进行初步加热调整。特别是对于分支系统，由于近端和远端之间的距离差异较大，仅靠管径无法达到液压平衡，只能通过阀门进行调节。地暖低、高区结果是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℃，而设计供回水高、低区温差为10℃，这是水力不平衡的直接反映。泵的功率与循环流量的三次方成正比。大流量、小温差是造成高功耗的主要原因。因此，对管网进行初步调整是必要的。本工程采用比例调节和混合调节回水温度，使管网达到理想的水力平衡状态。

（二）二次管网定压点处的压力必须稳定。当供热系统停止运行或运行时，换热站供热系统的正常运行依赖于电压点不变保证系统的恒压保证，换热站的供热系统充满水，而热源的压力又是足够的，压力不稳定这就不可避免导致供热系统压力波动，既不能保证供热站供热系统的正常运行，也不能保证供水温度的稳定，不能满足供热用户的需求。

（三）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。

（四）故障诊断确保了系统的可靠运行。目前，我国还没有完善的供热系统故障检测方法。初期就很难检测到故障，有时即使检测到系统故障，也很难确定准确的位置，这不仅严重影响了正常的加热，而且使维护更加困难。通过计算机控制系统中存在的渗漏,以及故障定位系统可以及时发现堵塞等,通过分析、供热系统的运行参数,以便及时采取措施来保证供暖质量。

通过技术实践，确定了整个加热季节的给水和回水的平均温度，并对其进行了节能改造。温度10℃附近温度接近设计大流量、回水温度也是小水力失调”。换热器的主要电气设备是水泵。降低循环泵功耗的主要方法是保证循环泵的效率和管网的平衡，实现“低流量、大温差运行”。60.9%的理论经济性只考虑了改造前后循环泵的功率。所有热电厂在能源转换前后的实际节能率为57.23%。理论和实际的节能效果非常接近，说明热电站的主要电气设备是循环泵，这也证实了理论分析的有效性。