蘇尼特左旗鑫茂供熱公司節(jié)能改造效益分析

何旸+雷鳴+劉毅娟+趙武

摘 要：蘇尼特左旗鑫茂供熱公司采用分布變頻泵、二級泵和分解泵供熱新技術(shù)，整合了東、西兩座鍋爐房，改造了熱源和換熱站傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)，裝備了計算機智能監(jiān)控系統(tǒng)管理指導(dǎo)供熱運行，有效解決了傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)中熱源與熱網(wǎng)、各熱力站、二次網(wǎng)各分支之間流量熱量難以平衡調(diào)節(jié)的難題，并取得理想的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：分布變頻泵；計算機熱網(wǎng)監(jiān)控；鍋爐；供熱公司

中圖分類號：TU995 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.030

文章編號：2095-6835（2015）15-0030-02

蘇尼特左旗鑫茂供熱系統(tǒng)由東、西兩側(cè)兩座鍋爐房組成，西側(cè)鍋爐房共40 t沸騰爐、東側(cè)鍋爐房共80 t沸騰爐，6個間供換熱站、熱力管網(wǎng)、水暖設(shè)施組成集中供熱系統(tǒng)，實際總供熱面積為5.9×105 m2。在供熱系統(tǒng)的設(shè)計和改造中，應(yīng)用了分布變頻泵技術(shù)、計算機智能監(jiān)控系統(tǒng)指導(dǎo)供熱運行。

1 2012—2013采暖中存在的問題

1.1 供熱成本高

根據(jù)統(tǒng)計，2012—2013采暖季實際供熱面積為5.2×105 m2，共耗煤41 000 t；按鍋爐78%的熱效率計算，外網(wǎng)耗熱量為0.70 GJ/m2。耗電297.6萬元，電價為0.58元/kW·h，折合耗電量5.131×106 kW·h，9.87 kW·h/m2。

1.2 未形成能源互補

兩臺鍋爐房距離僅1 km，卻各自獨立運行，未形成能源互補，初末寒期本只需1臺鍋爐即可帶整個管網(wǎng)，卻需要開2臺爐各帶一半；嚴(yán)寒期如果某側(cè)鍋爐房遇到問題，則另一鍋爐房無法支援。

1.3 用水量互相影響

熱源用水與外網(wǎng)用水量不同，但串聯(lián)關(guān)系中多余的熱水只能走旁通未啟動的鍋爐，增加了耗熱量；一網(wǎng)各換熱站之間調(diào)節(jié)時互相影響，當(dāng)調(diào)節(jié)一個站時，其他站也要進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)；每個換熱站二次網(wǎng)各分支的調(diào)節(jié)互相影響。

1.4 電能浪費

采用熱力站傳統(tǒng)模式，水泵揚程必須考慮整個熱網(wǎng)最遠端、最不利的環(huán)節(jié)，進而造成水泵長期運行在大功率和低效率的運行工況下，不僅浪費了大量電能，設(shè)備安全也得不到保障。

2 實施分布變頻泵技術(shù)改造

技術(shù)改造分為以下4步：①東、西鍋爐房熱源整合。東側(cè)鍋爐房總功率為57 MW，可完全滿足外網(wǎng)熱負(fù)荷的需求。對2個鍋爐房的供回水用DN400管道進行連接，將兩個熱源整合為一體，并對東側(cè)鍋爐房進行二級泵系統(tǒng)改造。在供暖期間以東側(cè)鍋爐房為主，西側(cè)鍋爐房備用。②使用“二級泵技術(shù)”“分布變頻泵技術(shù)”“二次網(wǎng)分解泵技術(shù)”全面整改供熱工藝系統(tǒng)。通過合理分布水泵的配置方式實現(xiàn)在該地區(qū)將電耗控制在3.5 kW·h/m2的水平，以降低電耗成本。③在鍋爐房、換熱站加裝智能彎管流量計，使現(xiàn)場流量、熱量參數(shù)實時上傳，為整個熱網(wǎng)的供熱管理和平衡調(diào)節(jié)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。④建立計算機熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，對供熱運行進行平衡分析和統(tǒng)一控制管理。該系統(tǒng)是由供熱計算機監(jiān)控中心統(tǒng)轄全部熱力站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成的供熱計算機監(jiān)控系統(tǒng)，組成網(wǎng)絡(luò)的通訊方式采用ADSL VPN寬帶網(wǎng)。

3 改造后的經(jīng)濟效益分析

3.1 節(jié)能空間分析和節(jié)能目標(biāo)

據(jù)調(diào)查，錫林浩特采暖季的平均環(huán)境溫度為-10.3 ℃，供熱期為10月1日到第二年的5月1日，共計212 d。根據(jù)理論供熱公式逐日計算確定上個采暖季的供熱量，下式為供熱界普遍使用的理論計算公式：

式（1）中：Q為總熱量，W；t0為實測環(huán)境溫度；tn為設(shè)計室內(nèi)溫度，取18 ℃；t'w為設(shè)計計算溫度，取-27 ℃；S為總供熱面積；q為熱指標(biāo)取57 W/m2。

根據(jù)式（1），2012—2013供暖季5.2×105 m2所需要的單位面積供熱量為0.65 GJ/m2。比較在2012—2013采暖季東蘇旗鑫茂熱力公司5.2×105 m2供熱面積的實際供熱量0.7 GJ/m2（鍋爐效率按78%計算）可得出，供熱量的節(jié)能空間為0.05 GJ/m2，節(jié)能空間是當(dāng)前供熱量的7.14%.

根據(jù)此節(jié)能空間計算，2013—2014采暖季東蘇旗鑫茂熱力公司5.9×105 m2供熱面積可節(jié)約煤量約4 260 t，合計49萬元人民幣（按熱值11 296.8 kJ 、煤價115元/t計算）。

3.2 用電量的節(jié)能空間分析

實施“二級泵技術(shù)”“分布變頻泵技術(shù)”“二次網(wǎng)分解泵技術(shù)”全面整改供熱工藝系統(tǒng)后，按鍋爐和熱力站所選水泵額定功率、供暖期不間斷運行（暖氣片掛暖熱用戶流量為4 kg/m2、地暖熱用戶為5 kg/m2）計算，改造后至少可以節(jié)電30%.

4 改造后實際節(jié)煤、節(jié)電數(shù)據(jù)對比

2013-08，我公司對熱源和熱網(wǎng)實施了分布變頻泵節(jié)能技術(shù)改造。運行1個采暖季（2013—2014采暖季）后，該公司將上一個采暖季（2012—2013采暖季）與本采暖季能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比如下。

4.1 節(jié)煤

2012—2013年，供熱面積為5.2×105 m2，耗煤量41 000 t，折合5.9×105 m2的耗煤量為46 519 t；2013—2014年供熱面積為5.9×105 m2，耗煤量為38 000 t，相比2012—2013年節(jié)煤8 519 t，折合費用94萬元。

4.2 節(jié)電

2012—2013年，供熱面積為5.2×105 m2，費用為297.6萬元，折合5.9×105 m2的費用為337.7萬元；2013—2014年供熱面積為5.9×105 m2，費用為216.8萬元，相比2012—2013年的節(jié)電比例為35.8%，折合費用120.9萬元，總共214.9萬元，當(dāng)年即可收回投資。

從反饋數(shù)據(jù)看，通過實施分布變頻泵節(jié)能技術(shù)改造，鑫茂供熱公司已達到甚至超過預(yù)期目標(biāo)，其節(jié)能效果非常明顯。

5 結(jié)束語

東蘇旗鑫茂熱力公司分布變頻泵節(jié)能技術(shù)改造于2013年供暖期前完成。整個熱網(wǎng)采用分布式變頻泵運行后，供熱設(shè)備軟、硬件管理采用計算機監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)模式實施數(shù)據(jù)采集并進行控制和管理，熱網(wǎng)調(diào)節(jié)采用國內(nèi)最先進的供熱軟件在調(diào)度中心進行分析處理和調(diào)節(jié)，使熱網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)變得簡單易行，極大地提高了東蘇旗的供熱質(zhì)量。

〔編輯：張思楠〕