集中供熱換熱站節(jié)能運(yùn)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(jié)能運(yùn)行研究

賀 蕾

（四平熱力有限公司，吉林 四平 136000）

經(jīng)過多年的發(fā)展和不斷科學(xué)的探討，最經(jīng)濟(jì)的供熱方式就是熱電聯(lián)產(chǎn)，而且這種方式比區(qū)域鍋爐房環(huán)保節(jié)能，比電采暖更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，所以現(xiàn)在絕大部分城市都盡量采取熱電聯(lián)產(chǎn)的方式供熱供暖。集中供暖系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)的能耗受到各方面因素影響。其中換熱站作為供暖系統(tǒng)中非常重要的一部分，它的節(jié)能運(yùn)行也十分關(guān)鍵，目前國內(nèi)很多換熱站運(yùn)行單憑經(jīng)驗(yàn)操作，在整個(gè)運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生很多能源的浪費(fèi)，這樣會(huì)導(dǎo)致供暖效率下降。文章介紹了目前國內(nèi)集中供暖概況以及換熱站的結(jié)構(gòu)、換熱站運(yùn)行調(diào)節(jié)的幾種方式，重點(diǎn)介紹變頻調(diào)速技術(shù)用于換熱站達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的效果。希望對(duì)換熱站的運(yùn)行調(diào)節(jié)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。

熱電聯(lián)產(chǎn)；換熱站；節(jié)能運(yùn)行；變頻調(diào)速技術(shù)

1 集中供暖現(xiàn)狀概述

以往的城市供熱是區(qū)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(huán)保。

現(xiàn)在通過熱電聯(lián)產(chǎn)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(yùn)行期間，科學(xué)合理的管理和運(yùn)行方式來保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。既能滿足用熱戶的用熱量，還能節(jié)能減排，為國家在冬季取暖，減少廢氣的排放貢獻(xiàn)力量。

雖然這些年我國集中供熱得到飛速發(fā)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(jié)能運(yùn)行就顯得格外重要。就目前來說，換熱站存在能源浪費(fèi)嚴(yán)重、運(yùn)行管理粗放、缺乏調(diào)控指導(dǎo)等等問題［3］。因此換熱站具有很大的節(jié)能潛力。

2 換熱站的構(gòu)成

換熱站內(nèi)部設(shè)備可以分為兩部分，采暖系統(tǒng)和民用生活熱水系統(tǒng)。換熱站的主要設(shè)備有：調(diào)節(jié)閥門、補(bǔ)水箱、過濾器、熱水儲(chǔ)水箱、水——水（汽——水）換熱器、離心水泵、以及各種檢測(cè)儀表等。換熱站內(nèi)同時(shí)還安裝有熱量表、調(diào)節(jié)供熱量的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

3 集中供熱調(diào)節(jié)方式

換7熱站調(diào)節(jié)的方式，換熱站運(yùn)行調(diào)節(jié)的方式有三種：質(zhì)調(diào)節(jié)；量調(diào)節(jié)；分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。

3.1 質(zhì)調(diào)節(jié)

在供熱初期一般是通過質(zhì)調(diào)節(jié)改變供暖系統(tǒng)的供水溫度，而循環(huán)水量保持不變，這樣的調(diào)節(jié)方式稱為質(zhì)調(diào)節(jié)。在供熱初期這樣的運(yùn)行方式雖然消耗電能，但是能節(jié)約很多的熱消耗，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

3.2 量調(diào)節(jié)

在供熱平穩(wěn)期，通過改變循環(huán)泵的頻率，提高供熱壓力，調(diào)節(jié)二次網(wǎng)平衡，做到在換熱站敷設(shè)范圍內(nèi)的所有樓的供水溫度一致，這樣的調(diào)節(jié)方式稱為量調(diào)節(jié)。這樣能減少阻力損失減少熱能的浪費(fèi)。

3.3 分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)

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

4 變頻技術(shù)用于換熱站

變頻調(diào)速就必須同時(shí)改變電源的電壓和頻率?，F(xiàn)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(shù)的基本原理：變頻調(diào)速技術(shù)就是通過變頻器改變輸入異步電動(dòng)機(jī)定子的供電頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來達(dá)到調(diào)節(jié)某種機(jī)械設(shè)備運(yùn)行速度的目的。一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組加上三相交流電壓時(shí)，此時(shí)在電壓的作用下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其速度由定子電壓的頻率所決定。如果磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子繞組將切割磁感線，同時(shí)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，而產(chǎn)生的感應(yīng)電流又會(huì)受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電磁力，即轉(zhuǎn)矩，它會(huì)使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。若將三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的任意兩相進(jìn)行交換，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向?qū)?huì)改變。這時(shí)候電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向也將發(fā)生改變，如圖2所示。

變頻器在換熱站中起著改變負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)系統(tǒng)水量來響應(yīng)換熱站負(fù)荷變化的作用，和傳統(tǒng)的非線性閥門等執(zhí)行裝置比較更加準(zhǔn)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(xiàn)場(chǎng)總線控制三種方式，總線控制方式因?yàn)榫哂蟹€(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、提高系統(tǒng)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，這種控制方式已經(jīng)成為換熱站變頻技術(shù)的主流趨勢(shì)。換熱站從一次網(wǎng)取熱多少由調(diào)節(jié)閥的開度決定，造成熱網(wǎng)近端壓頭損失嚴(yán)重、水力失衡、可擴(kuò)展性差和換熱站能效低等缺點(diǎn)。采用變頻器后，可以給換熱站帶來以下優(yōu)點(diǎn)：降低設(shè)備啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊；減少機(jī)械磨損造成的定期維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速；大幅節(jié)約電能；可進(jìn)行總線控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，更加穩(wěn)定可靠。

圖1 變頻裝置原理圖

圖2 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制特性

在換熱站內(nèi)，由于循環(huán)水泵是長(zhǎng)期恒定在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在負(fù)荷較低的時(shí)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(shù)以后，可以根據(jù)熱負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，降低能耗。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，只有不到5%的最冷天氣換熱站是滿負(fù)荷運(yùn)行，但是60%的時(shí)間其流量只有30%～60%［2］。因此必須對(duì)換熱站進(jìn)行變頻節(jié)能還是很有必要的。

5 結(jié)束語

文章基于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，對(duì)換熱站節(jié)能運(yùn)行進(jìn)行分析。在換熱站中，對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制，減少能耗損失。在將來的集中供熱系統(tǒng)中此技術(shù)將會(huì)起到較大的作用，對(duì)換熱站的節(jié)能運(yùn)行有著重要意義。

［1］［1］王洋.熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱關(guān)鍵環(huán)節(jié)能耗及節(jié)能措施分析［D］.山東建筑大學(xué)，2011.

［2］張玥.換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)研究［D］.大連海事大學(xué)，2008.［3］吳躍波.換熱站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化［D］.合肥工業(yè)大學(xué)，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(yè)于吉林大學(xué)，工程師，主要研究供熱換熱站高節(jié)能。