淺談某集中供熱企業(yè)節(jié)能降耗措施及潛力

劉宸

【摘要】供熱系統(tǒng)隨著社會以及節(jié)能環(huán)保的需要及不斷發(fā)展，逐步淘汰了傳統(tǒng)小型鍋爐區(qū)域供熱的方式，改為更為高效的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，極大地提高了能源率用率，但仍然會有設(shè)計不合理、能耗高、供熱成本居高不下的情況。本文針對峰峰集團(tuán)后勤實業(yè)分公司的集中供熱系統(tǒng)在節(jié)能降耗上采取的措施及潛力進(jìn)行多角度的論述，作為其他供熱企業(yè)管理的參考。

【關(guān)鍵詞】集中供熱；節(jié)能降耗；措施

冀中能源峰峰集團(tuán)后勤實業(yè)分公司擔(dān)負(fù)了該礦區(qū)管轄內(nèi)210萬平米的供熱管理工作，該企業(yè)為順應(yīng)節(jié)能環(huán)保及企業(yè)發(fā)展需求在2012年淘汰了小型燃煤鍋爐區(qū)域供熱的管理模式，進(jìn)行了集中供熱改造，并在2013年冬季投入使用。該集中供熱系統(tǒng)由薛村矸石熱電廠、五礦熱電廠為熱源，下設(shè)28座二級換熱站、1座中繼泵站、1座換熱首站，組成兩套供熱系統(tǒng)，如圖1-1、1-2所示：

下面就投入使用后該系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施及潛力進(jìn)行分析。

1、改造為集中供熱后在節(jié)能降耗上存在的問題

1.1 在圖1-1中，一次熱網(wǎng)循環(huán)泵配套電機(jī)為額定電壓6KV、額定功率450KW的異步電動機(jī)，采用工頻直接啟動方式，負(fù)載啟動時對電源電網(wǎng)、管路設(shè)備等沖擊大，影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。啟動后無任何調(diào)速控制設(shè)備，需通過調(diào)節(jié)水泵出口閥門來達(dá)到流量、電流等的控制，而出口閥門的電動調(diào)節(jié)只有遠(yuǎn)程DCS全開或者全關(guān)兩種狀態(tài)，因此只能依靠人工手動就地操作來調(diào)整閥門開度。由于一次網(wǎng)管徑大、壓力高等因素，人工調(diào)節(jié)非常費(fèi)力且很難準(zhǔn)確控制，此問題造成了大量電能、設(shè)備、人工等方面的浪費(fèi)，設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件極差。

1.2 在圖1-1、1-2中，二次熱網(wǎng)循環(huán)泵同樣采用工頻啟動、工頻運(yùn)行的方式，當(dāng)供熱期氣候條件發(fā)生變化等情況發(fā)生，需要調(diào)整二次網(wǎng)流量，只能靠人工調(diào)整出口閥門的開度來控制管路的流量及水泵電流等，同樣浪費(fèi)了大量的電能及人工。

1.3 所有的二級換熱站冬季運(yùn)行期需全天24小時由運(yùn)行人員對機(jī)組設(shè)備進(jìn)行監(jiān)護(hù)，并設(shè)置了調(diào)度指揮中心。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時，調(diào)度中心只能通過值班人員的匯報進(jìn)行相應(yīng)處理，由于值班人員業(yè)務(wù)素質(zhì)參差不齊，機(jī)組監(jiān)測、保護(hù)設(shè)施不足，缺乏設(shè)備運(yùn)行及故障階段的數(shù)據(jù)支撐，運(yùn)行期水力失調(diào)、處理滯后、機(jī)組停運(yùn)等情況時有發(fā)生。

1.4 由于該礦區(qū)民用供熱系統(tǒng)老舊，多數(shù)熱用戶為串聯(lián)方式用熱，且管路多有跑冒滴漏及堵塞情況，造成二次網(wǎng)同區(qū)域熱用戶熱冷熱不均、維修困難、維修影響面積大等情況。

2、針對以上問題，逐步采取了如圖2-1、2-2改造措施

2.1 由于水泵的調(diào)速控制方法多樣，節(jié)能效果也不同，根據(jù)風(fēng)（流）量電動機(jī)電力消耗特性曲線（圖2-1）可知，采用效率高、節(jié)電效果顯著的變頻調(diào)速方式最為節(jié)能。所以在一次熱網(wǎng)循環(huán)泵電源側(cè)串聯(lián)高壓變頻控制器，是解決一次熱網(wǎng)循環(huán)泵能耗高、調(diào)節(jié)不靈活的有效方法，并將該變頻器與遠(yuǎn)方DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行對接，實現(xiàn)對一次網(wǎng)循環(huán)水泵的四搖功能。在水泵出口閥門的控制上，采用在電動閥門就地控制回路中加裝點動控制按鈕、短接遠(yuǎn)方DCS控制端的方式（圖2-2），解決了沒有中間量、人工操作困難的難題，如下所示：圖2-1風(fēng)（流）量電動機(jī)電力消耗特性曲線 圖2-2 電動閥門改造電氣原理圖

2.2 在二次熱網(wǎng)循環(huán)泵的電源側(cè)串聯(lián)相應(yīng)容量的變頻器，實現(xiàn)了根據(jù)氣候條件、熱用戶熱負(fù)荷不同等因素，精確控制二次網(wǎng)流量的目的，降低熱耗和電耗，在此基礎(chǔ)上與換熱站內(nèi)的通信單元對接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸、監(jiān)測。

2.3 對所有二級換熱站進(jìn)行無人值守改造，不在施行24小時值班制，建立統(tǒng)一的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，正常運(yùn)行時只需定期巡視機(jī)組即可。該系統(tǒng)由五部分組成，分別為：機(jī)電設(shè)備、就地儀表、現(xiàn)場控制、網(wǎng)絡(luò)通信、中央監(jiān)控。中央監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)在調(diào)度中心，可檢測控制的運(yùn)行數(shù)據(jù)包括：一次網(wǎng)供回水溫度、一次網(wǎng)供回水壓力、一次網(wǎng)流量、一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥的控制、二次網(wǎng)供回水溫度、二次網(wǎng)供回水壓力、補(bǔ)水壓力、循環(huán)泵頻率、補(bǔ)水泵調(diào)節(jié)、循環(huán)泵狀態(tài)、補(bǔ)水泵狀態(tài)、水箱水位、室外溫度、首站蒸汽溫度及壓力等。當(dāng)整個供熱系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)或某一設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會及時發(fā)出告警信號提醒調(diào)度值班人員，確保了供熱系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

2.4 對二次網(wǎng)串聯(lián)供熱的熱用戶進(jìn)行分戶單控改造，并重新設(shè)計、安裝室內(nèi)供熱管路，優(yōu)化用熱結(jié)構(gòu)，使之更為合理。

3、取得的效果

3.1 該集中供熱系統(tǒng)多措并舉，通過以上節(jié)能降耗措施，降低了大量熱負(fù)荷、人工、電能等，系統(tǒng)運(yùn)行更為可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯。對比分析如下：

4、此外，該集中供熱系統(tǒng)在節(jié)能降耗上仍有潛力可挖

4.1 一次網(wǎng)可以考慮分布式變頻泵控制系統(tǒng)，減少一次網(wǎng)閥門的節(jié)流損失，提高管網(wǎng)輸送效率。

4.2 二級換熱站無人值守系統(tǒng)采用GPRS信號傳輸，數(shù)據(jù)的傳輸速率及穩(wěn)定性上較為落后，可改為更為高效的4G或光纖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

4.3 該集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)行管理人員多為原區(qū)域供熱系統(tǒng)而來，從各方面已不能滿足該系統(tǒng)對人員素質(zhì)的要求，尤其在變頻、無人值守、PLC等應(yīng)用下，應(yīng)進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)以提升運(yùn)行管理人員的綜合素質(zhì)，提高系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定性。

4.4 在質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)的綜合利用方面，缺乏經(jīng)驗技術(shù)數(shù)據(jù)，應(yīng)通過不同氣候、供熱合格率達(dá)到要求的條件下，針對熱電廠汽源、一次網(wǎng)閥門、變頻泵所需頻率等參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的記錄和對比，總結(jié)、計算出適合自身供熱系統(tǒng)所需的參數(shù)，來實現(xiàn)質(zhì)、量共同調(diào)節(jié)的節(jié)能最大化。

5、結(jié)語

綜上所述，我們可以看出，達(dá)到集中供熱并不是合理、綠色、高效供熱的最終目標(biāo)，集中供熱系統(tǒng)的問題仍然需要我們從多方面下手，以先進(jìn)的技術(shù)手段、綜合的考慮問題，注重措施的經(jīng)濟(jì)可行性，才能真正達(dá)到節(jié)能降耗目的。