集中供熱換熱站節能運行研究

賀 蕾

（四平熱力有限公司，吉林 四平 136000）

集中供熱換熱站節能運行研究

賀 蕾

（四平熱力有限公司，吉林 四平 136000）

經過多年的發展和不斷科學的探討，最經濟的供熱方式就是熱電聯產，而且這種方式比區域鍋爐房環保節能，比電采暖更經濟實惠，所以現在絕大部分城市都盡量采取熱電聯產的方式供熱供暖。集中供暖系統的每個環節的能耗受到各方面因素影響。其中換熱站作為供暖系統中非常重要的一部分，它的節能運行也十分關鍵，目前國內很多換熱站運行單憑經驗操作，在整個運行過程中會產生很多能源的浪費，這樣會導致供暖效率下降。文章介紹了目前國內集中供暖概況以及換熱站的結構、換熱站運行調節的幾種方式，重點介紹變頻調速技術用于換熱站達到節能運行的效果。希望對換熱站的運行調節具有一定的實際指導意義。

熱電聯產；換熱站；節能運行；變頻調速技術

1 集中供暖現狀概述

以往的城市供熱是區域性的建鍋爐房來滿足城市供熱需求，通過燃燒煤、天然氣來給用戶供暖，這樣不僅能源消耗大，而且不環保。

現在通過熱電聯產的方式，通過建立電廠，利用電廠的余熱來滿足城市供暖的需求，而且通過建立換熱站及在冬天運行期間，科學合理的管理和運行方式來保證經濟運行。既能滿足用熱戶的用熱量，還能節能減排，為國家在冬季取暖，減少廢氣的排放貢獻力量。

雖然這些年我國集中供熱得到飛速發展，但與國外相比，我國集中供熱還有很多不足之處［1］。在集中供熱中，換熱站起到了承上啟下的角色［2］，它是否節能運行就顯得格外重要。就目前來說，換熱站存在能源浪費嚴重、運行管理粗放、缺乏調控指導等等問題［3］。因此換熱站具有很大的節能潛力。

2 換熱站的構成

換熱站內部設備可以分為兩部分，采暖系統和民用生活熱水系統。換熱站的主要設備有：調節閥門、補水箱、過濾器、熱水儲水箱、水——水（汽——水）換熱器、離心水泵、以及各種檢測儀表等。換熱站內同時還安裝有熱量表、調節供熱量的自動調節裝置。

3 集中供熱調節方式

換7熱站調節的方式，換熱站運行調節的方式有三種：質調節；量調節；分階段改變流量的質調節。

3.1 質調節

在供熱初期一般是通過質調節改變供暖系統的供水溫度，而循環水量保持不變，這樣的調節方式稱為質調節。在供熱初期這樣的運行方式雖然消耗電能，但是能節約很多的熱消耗，從而達到經濟運行的目的。

3.2 量調節

在供熱平穩期，通過改變循環泵的頻率，提高供熱壓力，調節二次網平衡，做到在換熱站敷設范圍內的所有樓的供水溫度一致，這樣的調節方式稱為量調節。這樣能減少阻力損失減少熱能的浪費。

3.3 分階段改變流量的質調節

在平穩期以后，按照每天的室外溫度的高低來改變流量和調節供水溫度來節約熱消耗，這樣能大大減少了熱能的消耗，而且不同時期不同溫度，可以通過調節循環泵的流量進行調節。這樣的調節方法既能盡量的避免了水力平衡的失調，又明顯的節約了電能和熱能的消耗。

4 變頻技術用于換熱站

變頻調速就必須同時改變電源的電壓和頻率。現有的交流供電電源都是恒壓恒頻的，所以，必須通過變頻器獲得變壓變頻的電源，如圖1所示。

變頻裝置共有4種變頻類型：交—直、直—交、直—直、交—交。變頻技術的基本原理：變頻調速技術就是通過變頻器改變輸入異步電動機定子的供電頻率來調節電動機轉速，來達到調節某種機械設備運行速度的目的。一臺三相異步電動機的定子繞組加上三相交流電壓時，此時在電壓的作用下會產生一個旋轉磁場，其速度由定子電壓的頻率所決定。如果磁場旋轉，在磁場中的轉子繞組將切割磁感線，同時轉子繞組產生感應電動勢和感應電流，而產生的感應電流又會受到旋轉磁場的作用而產生電磁力，即轉矩，它會使轉子跟隨旋轉磁場旋轉。若將三相異步電動機繞組的任意兩相進行交換，產生的旋轉磁場的方向將會改變。這時候電動機的轉向也將發生改變，如圖2所示。

變頻器在換熱站中起著改變負載電機轉速、調節系統水量來響應換熱站負荷變化的作用，和傳統的非線性閥門等執行裝置比較更加準確便捷。變頻器的控制方式大致可以分為面板控制、端子控制和現場總線控制三種方式，總線控制方式因為具有穩定可靠、操作簡單、維護方便、提高系統自動化等優點，這種控制方式已經成為換熱站變頻技術的主流趨勢。換熱站從一次網取熱多少由調節閥的開度決定，造成熱網近端壓頭損失嚴重、水力失衡、可擴展性差和換熱站能效低等缺點。采用變頻器后，可以給換熱站帶來以下優點：降低設備啟動時對電網的沖擊；減少機械磨損造成的定期維護費用、實現無級變速；大幅節約電能；可進行總線控制電機轉速，更加穩定可靠。

圖1 變頻裝置原理圖

圖2 異步電動機變頻調速控制特性

在換熱站內，由于循環水泵是長期恒定在額定轉速運行，在負荷較低的時候，水量不能隨之改變，因此造成能源上的損失。在采用變頻技術以后，可以根據熱負荷的變化調節水泵轉速，在保證系統正常運行的前提下，降低能耗。據不完全統計，只有不到5%的最冷天氣換熱站是滿負荷運行，但是60%的時間其流量只有30%～60%［2］。因此必須對換熱站進行變頻節能還是很有必要的。

5 結束語

文章基于熱電聯產系統，對換熱站節能運行進行分析。在換熱站中，對循環水泵進行變頻控制，減少能耗損失。在將來的集中供熱系統中此技術將會起到較大的作用，對換熱站的節能運行有著重要意義。

［1］［1］王洋.熱電聯產集中供熱關鍵環節能耗及節能措施分析［D］.山東建筑大學，2011.

［2］張玥.換熱站節能控制系統研究［D］.大連海事大學，2008.［3］吳躍波.換熱站系統結構的優化［D］.合肥工業大學，2005.

Research on the energy saving operation of the central heating heat exchange station

He Lei
（Siping thermal company， Siping， Jilin Province ，136000）

After years of development and scientific explore unceasingly， the heating co-generation is the most economical way of heating mode .And this way is more environmental protection and energy saving than the regional boiler room ，more economical and practical than the electric heating.So the co-generation heat addition and heating is the way that vast majority of cities as far as possible to take .Each link of the energy consumption of central heating system is affected by various factors.As part of the most important in heating system ， the heat exchange station's energy-saving operation is also very critical， but many heat exchange stations operation in current domestic only operation by experience， and it will produce a lot of energy waste in the whole operation process， so it will cause a decline in the efficiency of heating.This paper describes the present situation of the central heating， and the structure of the heat exchange station， several ways of heat exchange station operation adjustment at present domestic ，focus on the effect of using variable-frequency regulating speed technology in heat exchange station to achieve energy saving operation .This paper has a certain practical guiding significance in the operation of the heat exchange station regulation .

co-generation ；heat exchange station ；energy saving operation； variable-frequency regulating speed technology

TU833

A

1671-3818（2016）10-0046-02

賀蕾（1981-），男，漢族，吉林四平人，本科，2013年畢業于吉林大學，工程師，主要研究供熱換熱站高節能。