熱力站節能降耗改造措施及效果分析

張 佳 敏

(太原市熱力公司，山西 太原 030001)

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熱力站節能降耗改造措施及效果分析

張 佳 敏

(太原市熱力公司，山西 太原 030001)

介紹了熱力站節能降耗必要性，從換熱器、循環泵、補水水箱三方面，對熱力站主要設備節能降耗改造措施進行了效果分析，提出了節能降耗的注意事項，達到了熱力站優質經濟運行的目的。

熱力站，換熱器，循環泵，補水水箱

0 引言

隨著我國經濟實力和綜合國力的不斷提升，供熱事業得到了大規模的推進發展，但快速發展的同時也伴隨著一系列問題，譬如能源短缺和環境污染問題，對熱力站采取有效的節能降耗措施是集中供熱得以可持續發展的需要，必須足夠重視。

目前太原市集中供熱覆蓋達1.7億 m2。為了優化集中供熱質量，太原市積極開展了聯網擴容改造工程、既有建筑節能改造工程等，在我市集中供熱和城市基礎設施建設中充分發揮了主力軍作用。要節能降耗首先要分析熱力站能耗過大的原因，盡可能用最經濟的循環流量將適量的熱量分配到各個熱用戶。

1 熱力站節能降耗必要性

熱力站是城市集中供熱系統中熱網與用戶的連接站，是城市供熱的樞紐環節。它的作用是根據熱網工況和用戶的不同條件，采用不同的連接方式，將熱網輸送的熱媒加以調節、轉換，向熱用戶系統分配熱量以滿足用戶需求。目前能耗較高是熱力站普遍存在的問題，主要是由泵和換熱器等設備的選型不合理、運行管理存在問題和管道連接方式不合理造成的。

太原市熱力公司第三供暖分公司主要承擔(瑞光熱電)集中供熱工程所涉及區域內的供熱運行和供熱管理等工作。2017年分公司實際供熱面積1 197萬 m2(含城南供熱面積240萬 m2)，共有熱力站107座(含4座自管站)。根據以往運行經驗及研究表明，熱力站應設置在高負荷中心或用戶小區中心，以減少因供熱半徑過長帶來的熱損失以及增加的成本，達到節能降耗的效果，循環水泵應設置在高效區，以降低電耗，水泵的流量應適宜，以減少管道的熱損失。在保證設備安全和采暖用戶室內溫度指標的前提下，熱力站的經濟運行，是企業節能降耗，降低運營成本的關鍵。

2 熱力站主要設備節能降耗改造措施及效果

水—水換熱熱力站的主要設備有換熱器、循環泵、補水泵、補水水箱、除污器、過濾器、軟水器等，正確選配熱力站設備是節能降耗的基礎。

下面結合實際運行情況，分析換熱器、循環泵及補水水箱節能降耗改造措施及效果。

2.1 換熱器

熱交換設備的選型直接影響著換熱效率及能耗大小。在設計熱力站時，換熱器的容量和臺數應根據熱負荷調節并按照最不利工況進行選擇，換熱器應滿足熱媒(一、二次側)的工作壓力、溫度等參數的要求，當采用板式換熱器時，單臺的板片數應控制在50片～100片之間較宜，從節能降耗角度考慮，應選用結構緊湊，傳熱系數高，流動阻力小及使用壽命長的換熱器，換熱器的傳熱系數宜不小于3 000 W/(m2·K)。為了降低站內管道系統阻力損失，換熱器的一、二次水的進出口管徑不宜過小，最大流速宜控制在0.5 m/s以下，如果采用小管徑高流速運行，節能改造需在進出口之間加裝旁通管和調節閥門。

2.2 循環泵

循環泵的正確選型、合理使用和管理，對于確保正常供熱和提高經濟效益是十分重要的。水泵的實際工作點不是由水泵本身決定的，而是由水泵和管路系統共同決定的。循環泵的流量應與采暖系統的計算流量相匹配，揚程應與管網系統的總阻力損失相符合。過大或過小都會影響水泵的運行效率。選擇循環泵時首先應對各個廠家樣本的參數進行對比，選擇高效節能型，即在相同(或相近)流量和揚程的前提下，配用的電機功率較低的泵型。根據熱負荷認真計算統計系統總流量，所選水泵的流量不應大于設計流量的10%，認真計算熱力站內、室外管網系統及最遠(最不利點)用戶的系統總阻力，所選水泵的揚程按管網系統的總阻力最多加15 kPa～30 kPa。

2016年夏季，為了改善供熱效果，降低熱力站運行能耗，分公司以綠軍苑熱力站為試點，實施了熱力站及二次網節能降耗改造。經過一個冬季的運行檢驗，發現供熱運行工況良好，節能效果明顯，節約量與節能改造方案基本吻合，達到了預期目的。

綠軍苑熱力站于2013年建成投運，站內設暖氣片低區一套系統，為綠軍苑小區5棟7層住宅樓和5棟12層住宅樓供暖，該熱力站2015年—2016年采暖季供熱面積為89 084.45 m2，2016年—2017年采暖季供熱面積為97 384.55 m2，站內安裝有兩臺循環泵(型號：KQL150/345-30/4-QT，參數：Q=174 t/h，H=38 m，P=30 kW)，變頻控制。由于該小區住宅樓采用上供下回暖氣片供熱系統形式，經過對運行數據和實際測量結果的分析，原暖氣片低區設計熱指標為70 W/m2，實測熱指標為38 W/m2，該現象為站內循環水泵選型余量較大，用戶庭院管網水力失調嚴重所導致的。盡管熱力站采用大流量小溫差方式運行，但是供熱效果依舊欠佳，運行各項指標都偏大。該熱力站耗熱量有：用戶耗熱量、站內換熱器換熱損失耗熱量、管網損失耗熱量。其中主要耗熱量為用戶側散熱器。經過對該站實施節能降耗改造措施，節熱5 736.29 GJ/采暖季，單位面積節熱0.100 GJ/(采暖季·m2)，節熱率為20.8%(按照供熱面積97 384.55 m2折算，總節熱9 738 GJ/采暖季)，該站總節約熱費11.5萬元/采暖季。 2015年—2016年采暖季和2016年—2017年采暖季節電量為86 460 kWh，單位面積節電1.06 kWh/m2，節電率為54.9%(按照供熱面積為97 384.55 m2折算，節電量為103 227.6 kWh)，該站總節約電費5.8萬元/采暖季。

具體節能降耗改造措施：

1)加大主干線供回水溫差，降低循環水泵流量，減小管網損失。

2)熱力站內將其中一臺30 kW(型號：KQL150/345-30/4-QT，參數：Q=174 t/h，H=38 m，P=30 kW)循環水泵更換成一臺18.5 kW(型號：KQL150/285-18.5/4，參數：Q=173.6 t/h，H=24 m，P=18.5 kW)循環水泵。

3)拆除熱力站循環水泵出口止回閥及二次網過濾器，減小站內阻力損失。

4)在用戶各熱力入口加裝平衡閥，便于水力平衡調節。

存在的問題：

1)平衡調節后的閥門開度可能由于用戶行為而無法保持。

2)節能降耗改造需要在用戶庭院管網上重新設置閥門，需征得用戶支持。

綠軍苑節能分析數據見表1，表2。

表1 2015年—2016年采暖季和2016年—2017年采暖季熱量統計表

表2 2015年—2016年采暖季和2016年—2017年采暖季電量統計表

2.3 補水水箱

熱力站補水水箱的有效容積按15 min～30 min的補水能力考慮，有效容積設計太大將造成初投資偏高。補水水箱有兩個進水口，一補二進水管路由電磁閥和浮球閥控制進水，軟水器至補水水箱的進水管路僅由浮球閥控制進水，浮球閥為易損耗設備，一旦發生故障無法關閉，水會順著溢流管流出，不僅造成浪費，如果未能及時發現隱情，將有可能導致站內設備被浸泡，嚴重威脅站內安全生產運行。節能降耗改造可以將補水水箱的兩個進水口整合成一個，由電磁閥和浮球閥雙重控制水箱進水(電磁閥為自控設備，分公司中控室具備遠程操控能力)，增加可靠性，并有效節省因不必要的水量(供熱熱媒為軟化水)損失而造成能源浪費。

3 節能降耗注意事項

降低能耗、節約成本是供熱企業生存、發展的根本。對于供熱企業來說，提高經濟效益的唯一途徑就是節約成本。

1)對于熱力站負荷偏小、循環泵功率偏大以及管網不平衡造成電耗過大的現象，可以采用增設變頻器節約用電。

2)為緩解庭院網失衡問題，努力在運行初期做好管網調節，改變熱力站“大流量、小溫差”的不經濟運行方式。

3)熱力站應全面采用量調節，加強管網的運行調節，在采暖初寒、末寒期降低循環流量，達到節能降耗的目的。

綜上所述，對熱力站采取可靠、經濟的節能降耗改造措施，可以取得一定的經濟效益，也達到了滿意的預期運行效果。經過節能改造，既節約了熱耗、電耗、水耗，又不影響熱用戶正常供暖。因此，為了響應國家相關政策，熱力站的節能降耗勢在必行。應擇優選取技術、經濟支持的最佳節能降耗方案，以實現集中供熱熱力站在安全、穩定運行的前提下進一步實現優質經濟運行。

[1] 賀 平，孫 剛，王 飛，等.供熱工程[M].第4版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

The energy saving and consumption reduction transformation measures and effects analysis thermal power station

Zhang Jiamin

(TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030001,China)

This paper introduced the necessity of energy saving and consumption reduction transformation of thermal power station, from the heat exchanger, circulating pump, supplement tank three aspects, made effect analysis on the energy saving and consumption reduction transformation measures of main equipment of thermal power station, put forward some matters needing attention of saving energy and consumption reduction, achieved the goal of high quality and economic operation of thermal power station.

thermal power station, heat exchanger, circulating pump, supplement tank

1009-6825(2017)17-0174-03

2017-04-02

張佳敏(1988- )，男，助理工程師

TU833

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