分布式變頻供熱系統(tǒng)改造實(shí)踐分析

夏靜

【摘 要】 本文根據(jù)本溪市衡澤熱力發(fā)展有限公司熱源工程，對(duì)分布式變頻供熱系統(tǒng)改造進(jìn)行了分析，分別介紹了改造前現(xiàn)狀、改造內(nèi)容及采用的節(jié)能技術(shù)措施、節(jié)能效果分析節(jié)能量計(jì)算。

【關(guān)鍵詞】 變頻 供熱系統(tǒng) 改造

1 公司熱源簡(jiǎn)介

本溪衡澤熱力發(fā)展有限公司現(xiàn)有兩個(gè)大型熱源廠，彩屯熱源廠現(xiàn)有3臺(tái)80噸循環(huán)流化床熱水鍋爐、2臺(tái)75噸蒸汽鍋爐、3臺(tái)40噸循環(huán)流化床熱水鍋爐，供暖面積530萬(wàn)平，有一個(gè)太子河主循環(huán)泵站。供暖范圍為彩屯、溪湖、北地、消防、西勝區(qū)域.轉(zhuǎn)山熱源廠現(xiàn)有3臺(tái)70噸往復(fù)爐排熱水鍋爐，有一個(gè)主循環(huán)泵站，供暖面積220萬(wàn)平，供暖范圍為轉(zhuǎn)山、平山、東明、東風(fēng)區(qū)域。小鍋爐房供暖面積為50萬(wàn)平。目前公司已建有62個(gè)換熱站。

2 改造前現(xiàn)狀

2009年前在轉(zhuǎn)山熱源廠二環(huán)循環(huán)主泵站及彩屯熱源廠太子河二環(huán)循環(huán)主泵站，安裝有GPRS全網(wǎng)平衡系統(tǒng)軟件，調(diào)度中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠顯示各換熱站各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，并控制各個(gè)換熱站的運(yùn)行，但供熱區(qū)域較大，存在二環(huán)主泵站近端換熱站溫度過高，用戶室內(nèi)溫度接近25度，用戶經(jīng)常開窗，浪費(fèi)能源；遠(yuǎn)端太冷，室內(nèi)溫度只有10度左右，為保證遠(yuǎn)端換熱站用戶溫度，增加二環(huán)管網(wǎng)供水溫度加大系統(tǒng)循環(huán)流量，直接增加彩屯熱源廠及轉(zhuǎn)山熱源廠運(yùn)行負(fù)荷，在轉(zhuǎn)山熱源廠主循環(huán)泵站安裝1臺(tái)355KW的循環(huán)泵，在彩屯熱源廠太子河泵站安裝1臺(tái)560KW的循環(huán)泵，主循環(huán)泵功率很大，加大能源消耗不但造成能源浪費(fèi)也很難保證遠(yuǎn)端用戶室內(nèi)溫度。

3 改造內(nèi)容及采用的節(jié)能技術(shù)措施

供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是在熱源處設(shè)計(jì)單泵系統(tǒng)，用于克服熱源、熱網(wǎng)和熱用戶系統(tǒng)阻力而提供輸送熱媒所需要?jiǎng)恿ΑＳ捎谘h(huán)水泵設(shè)計(jì)在熱源處選擇流量、揚(yáng)程設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)思想在供熱系統(tǒng)近端熱用戶形成過多資用壓頭。為使近端熱用戶循環(huán)流量不超標(biāo)設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，將多余資用壓頭消耗掉，節(jié)流損失是循環(huán)水泵設(shè)計(jì)方法本身造成。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)造成供熱系統(tǒng)能效水平低下.供熱系統(tǒng)能效高低取決于兩方面因素：無(wú)效供熱量多少，無(wú)效供熱量包括鍋爐熱損失、外網(wǎng)熱損失和系統(tǒng)冷熱不均引起無(wú)效熱量；管網(wǎng)熱媒輸送中無(wú)效電能的數(shù)量。冷熱不均無(wú)效熱量和熱媒輸送過程無(wú)效電能都與循環(huán)水泵設(shè)計(jì)方法不合理有直接關(guān)系。根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算冷熱不均產(chǎn)生無(wú)效熱量約占系統(tǒng)總供熱量30-40%，輸送管網(wǎng)的無(wú)效電耗約占30-60%。采用正確系統(tǒng)循環(huán)水泵設(shè)計(jì)思路具有很大節(jié)能潛力。

供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵正確設(shè)計(jì)思想應(yīng)該是盡量減少熱媒輸送過程中無(wú)效電耗。什么是管網(wǎng)輸送的無(wú)效電耗呢？首先需要承認(rèn)建立各熱用戶飛設(shè)計(jì)資用壓頭和各輸送管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓頭是必須保證有效電耗。各熱用戶多余資用壓頭，即循環(huán)水泵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生的無(wú)效電耗.部分動(dòng)力將被各種流量調(diào)節(jié)閥通過節(jié)流方式消耗掉。熱用戶多余壓頭，通過節(jié)流方法加以消耗，調(diào)節(jié)流量、消除冷熱不均來說是有效調(diào)節(jié)，從循環(huán)水泵更加科學(xué)設(shè)計(jì)思想來說熱用戶多余資用壓頭，確實(shí)變成無(wú)效電耗，循環(huán)水泵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不經(jīng)濟(jì)主要所在。

推薦采用多種分布式變頻系統(tǒng)，如逐級(jí)設(shè)置多個(gè)供水或回水加壓泵.技術(shù)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)逐漸被使用。采用分布式變頻系統(tǒng)后具有無(wú)用功小、運(yùn)行費(fèi)用低、適應(yīng)管網(wǎng)熱負(fù)荷變化的能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化監(jiān)控程度高，在節(jié)能方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2010年由原熱源二次網(wǎng)集中循環(huán)水系統(tǒng)，改造為“分布式變頻”循環(huán)水系統(tǒng)。“分布式變頻”技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)被成熟的應(yīng)用于供熱系統(tǒng)，而“分布變頻”系統(tǒng)節(jié)能效果的充分體現(xiàn)，主要反映在強(qiáng)化運(yùn)行調(diào)節(jié)手段，優(yōu)化運(yùn)行方式，同時(shí)建立網(wǎng)源一體的生產(chǎn)管理模式，尤其是在熱量管理模式下的氣候補(bǔ)償自動(dòng)調(diào)節(jié)供熱方式的應(yīng)用，是體現(xiàn)“分布式變頻”技術(shù)最佳節(jié)能方式。當(dāng)供熱系統(tǒng)采用氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)供熱時(shí)，每個(gè)站點(diǎn)供熱量隨著室外氣溫變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，要求熱源鍋爐負(fù)荷隨之聯(lián)動(dòng)一種調(diào)節(jié)方式，熱源鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)能否及時(shí)與熱網(wǎng)負(fù)荷頻繁聯(lián)動(dòng)，近幾年樓棟供熱計(jì)量建立和應(yīng)用，用戶端室溫調(diào)節(jié)隨室外氣溫變化進(jìn)行自主調(diào)節(jié)形成熱力網(wǎng)供熱負(fù)荷必須隨用戶端用熱量跟蹤調(diào)節(jié)能力。建立“分布式變頻”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熱力網(wǎng)自動(dòng)化控制，及時(shí)有效隨用戶端的負(fù)荷變化調(diào)節(jié)各換熱站用熱量。對(duì)于熱源運(yùn)行鍋爐來說由于鍋爐負(fù)荷升降過程受鍋爐燃燒工況特性制約，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)頻次和調(diào)節(jié)幅度大小直接影響到熱網(wǎng)熱力工況失調(diào)和整個(gè)系統(tǒng)不一致性。為解決這一矛盾依靠熱源供回水母管處均壓管，當(dāng)熱網(wǎng)負(fù)荷降低時(shí)均壓管將鍋爐輸出多余熱量輸送到回水母管，提高鍋爐進(jìn)行溫度，降低鍋爐煤耗.均壓管的輸送能量隨熱網(wǎng)負(fù)荷變化進(jìn)行量調(diào)，供回水間通過渾水過程來調(diào)節(jié)網(wǎng)、源負(fù)荷保持一致。通過對(duì)分布式變頻系統(tǒng)應(yīng)用強(qiáng)調(diào)在優(yōu)化運(yùn)行管理模式上入手，有效提高分布式變頻系統(tǒng)優(yōu)越性。

在轉(zhuǎn)山及溪湖地區(qū)21個(gè)換熱站內(nèi)分別設(shè)置二環(huán)循環(huán)水泵替代主循環(huán)水泵并加裝變頻調(diào)速裝置，根據(jù)用戶端負(fù)荷變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，在滿足熱網(wǎng)中各用戶室內(nèi)溫度前提下適時(shí)調(diào)節(jié)二環(huán)管網(wǎng)循環(huán)流量，降低電耗。分布式變頻調(diào)節(jié)熱網(wǎng)平衡是各站各取所需，改變以往集中設(shè)置主循環(huán)水泵傳統(tǒng)做法，在各換熱站分別設(shè)置二環(huán)循環(huán)水泵替代主循環(huán)水泵并加裝變頻調(diào)速裝置，根據(jù)用戶端負(fù)荷變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，在滿足熱網(wǎng)中各用戶室內(nèi)溫度前提下適時(shí)調(diào)節(jié)二環(huán)管網(wǎng)循環(huán)流量，降低電耗；能源合理分配，減少彩屯、轉(zhuǎn)山熱源廠鍋爐運(yùn)行負(fù)荷，降低煤炭消耗（表1）。

4 節(jié)能效果分析節(jié)能量計(jì)算

根據(jù)上述情況轉(zhuǎn)山及溪湖地區(qū)原二環(huán)循環(huán)泵功率分別為355KW、560KW，采用分布式變頻技術(shù)改造后，在轉(zhuǎn)山及溪湖地區(qū)各個(gè)換熱站內(nèi)的二環(huán)循環(huán)泵功率合計(jì)分別為221.5KW、349.5KW。年運(yùn)行按3648小時(shí)進(jìn)行節(jié)能量計(jì)算，節(jié)電量為：（355+560-221.5-349.5）×3648=125.49萬(wàn)千瓦時(shí)，每度電按0.84元計(jì)算，節(jié)約資金107萬(wàn)元。按年度機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電煤耗1.229噸/萬(wàn)千瓦時(shí)計(jì)算，節(jié)約標(biāo)煤154.23噸。

5 結(jié)論

分布式變頻供熱系統(tǒng)改造工程是我公司節(jié)能的重點(diǎn)工作，和傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)相比，分布式變頻系統(tǒng)作為一種新型的供熱系統(tǒng)運(yùn)行形式，通過合理設(shè)計(jì)顯著降低供熱一次管網(wǎng)總電裝容量，尤其是鍋爐房?jī)?nèi)主循環(huán)泵功率大幅度降低.改造后運(yùn)行效果良好，節(jié)能效果顯著。

參考文獻(xiàn)

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