摘要：各热力站耗热量差异明显，耗热量节能潜力主要在过量供热通过统计，可知各热力站的耗热量差异明显，存在节能潜力。节能潜力主要在于过量供热，过量供热主要包括两方面：一是由于室外温度较高时供水温度偏高，造成庭院管网的供热量大于建筑的需热量。这部分的过量供热在24%左右。二是由于楼栋、楼内的供热不均造成的损失。这两部分的节能潜力分别为10%左右。鉴于此，本文主要分析集中供热热力站的节能潜力。
关键词：集中供热热力站；节能；潜力
1、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、哈尔滨、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。
2、热力站电耗高的原因分析
2.1、循环泵的选型
循环水泵是动力提供者，同时也是热力站的最主要耗电设备，合理的选择循环水泵，既能保证系统正常的运行，又能降低运行能耗。本文针对公司部分耗电高的热力站循环泵，根据运行数据计算循环泵运行效率并与《供热系统节能改造技术规范》的国标比较。水泵的运行效率小于额定工况效率的90%时，应判定不合格。水泵运行效率应按下式计算：
ηb=100%×Gb×Hb/（3.6Nb） （1）
Hb=H2-H1 （2）
式中：ηb—水泵运行效率，%；Gb—检测期间水泵循环流量，m3/h；Hb—检测期间水泵扬程，MPa；Nb—检测期间水泵输入功率，kW；H2—水泵出口压力，MPa；H1—水泵进口压力，MPa。
通过对热力站的循环泵进行流量测量后，根据循环泵的扬程功率等公式计算出循环泵的效率。能耗高的热力站循环泵效率普遍低，仅为45%~60%。循环泵的效率低的原因是：大马拉小车，大流量小温差，多台泵并联运行等。
2.2、二次网水力失调
（1）当二级供热管网输送效率小于92%时，应判断为不合格。二级供热管网输送效率应按下式计算：
η2=100%×∑Qy/Q2 （3）
式中：η2——二级供热管网输送效率，%；
∑Qy——检测期间各用户供热量之和，GJ；
Q2——检测期间热力站输出热量，GJ。
（2）当供水、回水温差不在10℃~15℃的范围内，应判定运行效果不合格。
（3）供热管网的流量比小于0.9或大于1.2时，应判定为不合格。
3、热力站优化运行降低电能耗的措施
3.1、站内供水温度的控制方法
换热站供水温度控制的系统形式如图1所示。通过一次侧的电动调节阀调节一次流量，进而对二次供水温度进行控制。为了避免一次侧热网的总流量的大起大落，使一次侧基本保持定流量运行，也可以安装三通电动调节阀，如图2所示。
图2供水温度控制系统示意图（三通阀）
3.2、电动调节阀常见问题
由于一次网规模庞大，各站的资用压头差别也较大，首站资用压头达到48m，末站只有5m。另一方面，各站的采暖面积不一致，部分前端站的采暖面积较小，所需的一次流量较少。
在上述两方面原因下，对于部分站，存在“资用压头偏大”的情况。如果只依靠电动调节阀进行流量的控制，会导致电动调节阀两侧压差过大，产生关不严或者打不开的情况。
3.3、循环水泵的节能技术
热力站系统形式和结构设计的不合理是导致循环水泵能耗偏高的重要原因之一。在采暖输配系统中，常常由于多余的局部阻力部件如阀门等造成不必要的压力损失，各环节压降之和即为水泵扬程，各热力站管路上的某些多余阀门等调节装置，导致水泵必须提高扬程以克服系统阻力。
重新布局局部管路，消除多余的没必要的阀门部件，可以有效降低热水循环水泵的压头。
通过对热力管网水力平衡的调节，末端的压头需求和流量需求均明显的降低。热力站内管路与阀门改造后，水力压头需求又进一步降低。最重要的是通过前面3.2节对各个站循环水泵的测试得出热力站在最初设计过程中，循环水泵的选型都明显偏大。综合以上三点可得出通过对供热循环水泵更换，可以降低供热循环水泵的电耗，实现水泵性能与管路实际阻力特性匹配。
3.4、水泵自控系统完善
循环水泵的自动控制方法主要是根据管网的运行的压力或流量来对水泵的频率进行控制。但是如何控制变频器的频率是一个非常关键的问题。同时，当变频器的频率变化引起二次网的循环流量发生变化，随之二次网的供水温度发生变化，那么前面的控制又要发生变化，电动调节阀就会频繁动作，影响使用年限。综合以上问题提出了如下三种变频器频率控制方案，用户可以根据需要自行选择：
（1）直接给定频率：大部分供热系统基本上是采用这种方法，虽然也可以节省由于系统水泵选择偏大而导致的电耗，但是基本上是定流量运行方式，不能实现最大化节能要求。
（2）压差或压力定频率：根据二次网的供水压力或供回水压差来控制二次网循环水泵的运行频率，取压点的位置可以在二次网的供回水管上，有条件的场合可以将测压点放在系统的最不利用户的供回水干管上。该控制模式下也可以称为变流量运行控制，对于现行的供热模式是不太合适的。
（3）室外温度定频率：在室外温度变化的同时，系统的循环流量也随之变化，供回水压力或压差也发生变花，即变压变流量，才可以达到系统最佳调节工况，同时也是最大限度地节能。
总之，随着我国集中供热事业的高速发展，供热规模和供热能力也有了很大的提高，但同时也存在很多突出的问题，供热能耗居高不下，供热效率较低。据统计我国建筑能耗占全国总能耗的1/3，我国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。
参考文献：
[1]孟垂宇.集中供热热力站的设计方法简述[J].四川水泥,2017(05):121.
[2]张博.集中供热系统运行调节的实践研究[D].北京建筑大学,2016.
[3]白云阁.热力站节能运行调节的工程应用研究与分析[D].北京建筑大学,2015.
论文作者:鞠德清
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：水泵论文; 热力论文; 节能论文; 集中供热论文; 流量论文; 压头论文; 效率论文; 《防护工程》2018年第1期论文;