熱力站節(jié)能降耗問(wèn)題的探討

李 智 元

(太原市熱力公司，山西 太原 030001)

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熱力站節(jié)能降耗問(wèn)題的探討

李 智 元

(太原市熱力公司，山西 太原 030001)

從建筑物、循環(huán)泵、供熱調(diào)節(jié)、管理機(jī)制等方面，論述了熱力站在節(jié)能降耗方面存在的問(wèn)題，并探討了相應(yīng)的解決途徑，指出熱力站節(jié)能降耗有利于降低企業(yè)運(yùn)行成本、滿(mǎn)足用戶(hù)需求、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。

熱力站，集中供熱，節(jié)能降耗，循環(huán)泵，管理機(jī)制

0 引言

現(xiàn)如今，能源已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中面臨的首要問(wèn)題之一，如何合理的開(kāi)發(fā)、利用好能源已經(jīng)成為社會(huì)各界共同關(guān)注的焦點(diǎn)，也是各行各業(yè)急需解決的難題。近些年來(lái)，隨著國(guó)家節(jié)能政策的完善和落實(shí)，熱力站作為集中供熱能源轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，也備受業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，怎樣合理運(yùn)行、如何節(jié)能降耗，將直接影響到人民群眾的居住環(huán)境和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)根據(jù)在實(shí)際工作中遇到的一些節(jié)能降耗方面的問(wèn)題，逐一分析，找出解決方法。

1 熱力站節(jié)能降耗存在的問(wèn)題

1.1 既有建筑物的問(wèn)題

在我國(guó)的城鎮(zhèn)集中供熱的覆蓋區(qū)域，老舊既有建筑約占總供熱面積的25%，該類(lèi)型建筑物在供熱調(diào)節(jié)及節(jié)能降耗上存在著很大的難度，也是急需解決的問(wèn)題。老舊既有建筑多為我國(guó)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代建設(shè)，由于當(dāng)時(shí)工程建設(shè)規(guī)范不合理以及后續(xù)的使用維護(hù)不當(dāng)，造成一系列問(wèn)題，具體的情況為：

1)建筑物沒(méi)有保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，室內(nèi)熱量損失較為嚴(yán)重;

2)供熱系統(tǒng)多采用上供下回單管式供熱系統(tǒng)，水流阻力大、流量分布不均勻，易造成越下層溫度越低;

3)管道、閥門(mén)等設(shè)施設(shè)備年久失修，跑冒滴漏現(xiàn)象嚴(yán)重，供熱管道保溫材料損壞嚴(yán)重;

4)部分用戶(hù)擅自改變采暖方式，例如：將暖氣片采暖改為地暖輻射采暖，更改室內(nèi)管道走向、增加暖氣片數(shù)量，如果此類(lèi)更改不夠?qū)I(yè)，將會(huì)增加管道系統(tǒng)阻力，甚至系統(tǒng)流動(dòng)不暢、局部不熱等現(xiàn)象。

而在城鄉(xiāng)結(jié)合部，甚至城區(qū)里會(huì)出現(xiàn)成片成區(qū)的“城中村自建樓”，這類(lèi)住宅除存在以上問(wèn)題外，最為突出的問(wèn)題是，各戶(hù)房屋層數(shù)及采暖形式不統(tǒng)一，這使得在熱力站的供熱定壓及流量控制上產(chǎn)生較大的能源浪費(fèi)。且在對(duì)上述建筑供熱時(shí)，熱力站在運(yùn)行中往往都需要超指標(biāo)加負(fù)荷，才能夠正常的供熱，滿(mǎn)足居民對(duì)室溫的要求。

1.2 熱力站循環(huán)泵設(shè)計(jì)選型上的問(wèn)題

在熱力站工程設(shè)計(jì)中，其發(fā)生的主要問(wèn)題是在循環(huán)泵選型時(shí)過(guò)于保守，比如設(shè)計(jì)人員根據(jù)以往的建設(shè)規(guī)模進(jìn)行選擇，選定的流量、揚(yáng)程都會(huì)比實(shí)際偏大，而在實(shí)際運(yùn)行中往往不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致循環(huán)泵的功效得不到最大的發(fā)揮，造成一定程度上的浪費(fèi)。

1.3 熱力站供熱調(diào)節(jié)的問(wèn)題

在實(shí)際的熱力站運(yùn)行中，也存在著很多方面的能源浪費(fèi)。比如A熱力站，采取“大流量小溫差”的運(yùn)行方式，雖然大的循環(huán)流量會(huì)更利于供熱管網(wǎng)水利平衡，便于室溫調(diào)節(jié)，但是這種運(yùn)行方式必然會(huì)增大循環(huán)泵的用電量，并不是一種理想的運(yùn)行狀態(tài)。又例如B熱力站，在運(yùn)行上采取“小流量大溫差”的運(yùn)行方式，循環(huán)泵的用電量會(huì)有所降低，這是理論所提倡的，但是如果調(diào)節(jié)不合理，會(huì)造成一次熱源熱量的浪費(fèi)。顯然實(shí)際運(yùn)行中更需要在A和B之間找到一個(gè)“平衡點(diǎn)”。

1.4 熱力站管理機(jī)制的問(wèn)題

現(xiàn)行的熱力站運(yùn)行管理體制中，一部分仍然是傳統(tǒng)的運(yùn)行模式，究其原因，主要是因?yàn)樵O(shè)備陳舊、自動(dòng)化程度不高，例如手動(dòng)型軟化水處理設(shè)備，需要人工操作才能完成鈉離子交換樹(shù)脂的還原過(guò)程，而在使用當(dāng)中又必須按時(shí)按量進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)，以確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)。傳統(tǒng)的熱力站運(yùn)行模式中，實(shí)行24 h值班制度，這種運(yùn)行模式雖然更利于保障運(yùn)行，但是這種完全依靠人工經(jīng)驗(yàn)操作而引起的故障也不容忽視。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，利用好信息管理、自動(dòng)化技術(shù)，讓其取代傳統(tǒng)的熱力站運(yùn)行模式，減少人工投入、降低設(shè)備故障率，將會(huì)對(duì)企業(yè)提高管理水平有著至關(guān)重要的意義。

2 熱力站節(jié)能降耗的解決途徑

當(dāng)今社會(huì)，隨著人們對(duì)環(huán)保、節(jié)能意識(shí)的提升，節(jié)能降耗已成為各行各業(yè)發(fā)展的重中之重，集中供熱工程作為市政基礎(chǔ)設(shè)施的一部分也不例外，在實(shí)際的工作中如何更好的節(jié)能降耗也時(shí)常受到業(yè)界的關(guān)注。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，在熱力站具體的節(jié)能降耗工作中，應(yīng)從以下途徑入手，減少上述各種問(wèn)題的發(fā)生。

2.1 對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造

城區(qū)內(nèi)現(xiàn)存的老舊建筑多為二十世紀(jì)八九十年代建造，以磚混結(jié)構(gòu)為主，此類(lèi)建筑遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到合理的使用年限，但又不符合整體改造拆遷的條件，將在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持現(xiàn)狀。按現(xiàn)行的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，是達(dá)不到要求的。針對(duì)此類(lèi)情況，最為有效的措施就是對(duì)既有建筑實(shí)施節(jié)能改造，把原有建筑物的屋頂、外立面、地下室頂板處設(shè)置保溫層，同時(shí)建筑物原有的窗戶(hù)也將換成塑鋼雙層玻璃，并對(duì)采暖系統(tǒng)進(jìn)行分戶(hù)計(jì)量和管網(wǎng)熱平衡改造。完成改造后的老舊既有建筑，夏季室溫比改造前可降低3 ℃～5 ℃，冬季可提高3 ℃～5 ℃，在滿(mǎn)足居民居住舒適度的前提下，降低了熱量的損耗，延長(zhǎng)了房屋的使用壽命，提高了房屋價(jià)值。

2.2 合理選擇設(shè)置循環(huán)泵

在熱力站實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)泵的工作點(diǎn)并不是由其本身決定的，而是和管路系統(tǒng)共同決定，管路系統(tǒng)的特性由包含管路系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)循環(huán)泵設(shè)備和實(shí)際運(yùn)行工況所決定，與其循環(huán)泵本身的特性并無(wú)關(guān)聯(lián)。在確定循環(huán)泵流量時(shí)，應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷計(jì)算出系統(tǒng)的總循環(huán)流量，所選流量不應(yīng)大于設(shè)計(jì)流量的10%。在對(duì)揚(yáng)程選擇時(shí)，應(yīng)首先計(jì)算出熱力站及系統(tǒng)最不利點(diǎn)、室外管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力總和，然后在其總阻力上增加15 kPa～30 kPa的富余量以滿(mǎn)足運(yùn)行要求。在選擇循環(huán)泵時(shí)，還應(yīng)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)作分析對(duì)比，即在相同揚(yáng)程、流量的前提下，選擇電動(dòng)機(jī)功率低的，節(jié)能高效型產(chǎn)品。

2.3 對(duì)熱力站供熱參數(shù)合理調(diào)節(jié)

某熱力站為4棟28層、建筑面積16萬(wàn)m2的小區(qū)住宅進(jìn)行供熱。該小區(qū)采取地板輻射采暖，建筑物及其附屬設(shè)備符合現(xiàn)行的節(jié)能環(huán)保規(guī)范要求。熱力站按樓層高度劃分為高、低兩區(qū)，每區(qū)循環(huán)泵各設(shè)置2臺(tái)，參數(shù)為：Q=460 m3/h,H=37 m,P=75 kW。

運(yùn)行初期，由于臨近供熱期急需供熱，運(yùn)行人員基本沒(méi)有對(duì)小區(qū)庭院管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而根據(jù)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，低區(qū)啟用2臺(tái)泵，高區(qū)1臺(tái)泵，并在運(yùn)行中逐步將循環(huán)泵調(diào)節(jié)至25 Hz。照此運(yùn)行后，總有管網(wǎng)末端用戶(hù)反映，家中溫度不高。經(jīng)運(yùn)行人員實(shí)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，其原因是由末端流量不足造成。于是將高、低區(qū)各啟用一臺(tái)泵，頻率增加至45 Hz，并對(duì)供熱近端的住宅減少循環(huán)流量。調(diào)節(jié)后，原先末端用戶(hù)不熱問(wèn)題得到了有效解決。在熱力站實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)在滿(mǎn)足用戶(hù)室溫的前提下，降低各項(xiàng)能耗，而前兩種調(diào)節(jié)方式顯然不合理。在接下來(lái)的調(diào)節(jié)中，工作人員通過(guò)分析建筑用熱負(fù)荷、管路走向、閥門(mén)布局等實(shí)際情況，并通過(guò)“便攜式流量計(jì)”測(cè)量各個(gè)分支管路的流量值，用調(diào)節(jié)閥逐一進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到計(jì)算所需的循環(huán)流量。運(yùn)行穩(wěn)定后，耗熱量雖比前次調(diào)節(jié)略有增加，但用電量卻得到了顯著的降低，總的能耗費(fèi)用達(dá)到了減少的目的(調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1)。

表1 調(diào)節(jié)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

2.4 提高熱力站自動(dòng)化程度、實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行

在早期傳統(tǒng)熱力站運(yùn)行中，從啟停水泵到調(diào)節(jié)壓力溫度、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，完全依靠人工來(lái)完成。而在網(wǎng)絡(luò)信息、自動(dòng)化技術(shù)高速發(fā)展的今天，通過(guò)技術(shù)更新改造便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。在實(shí)際的供熱運(yùn)行中，熱力站中控系統(tǒng)需根據(jù)回水溫度、室外氣溫及氣候補(bǔ)償曲線(xiàn)確定熱力站二次網(wǎng)供水溫度，通過(guò)對(duì)一次網(wǎng)回水電動(dòng)閥的調(diào)節(jié)，便可控制二次網(wǎng)的供水溫度。在一次網(wǎng)回水壓力不足、不能滿(mǎn)足換熱流量時(shí)，啟用一次網(wǎng)回水加壓泵，變頻控制，以滿(mǎn)足水力工況要求。當(dāng)熱力站一次熱源不足時(shí)，根據(jù)全網(wǎng)平衡系統(tǒng)給定的二次網(wǎng)供、回水平均溫度設(shè)定值來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱力站自動(dòng)化程度的提升，一方面可以減少人工投入降低成本、容易實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行，另外也是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

[1] 石兆玉.供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制[M].北京:清華大學(xué)出版社,1994.

[2] 賀 平,孫 剛.供熱工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

Inquiry on energy saving and emission reducing problems of thermal power station

Li Zhiyuan

(TaiyuanThermalPowerCompany,Taiyuan030001,China)

Starting from aspects of building, circulating pump, heating adjustment and management mechanism, the paper discusses energy saving and emission reducing problems of thermal power station, explores corresponding solving methods, and finally points out that: the thermal power station will be good for reducing operation cost, meeting users’ demands and fitting for social development.

thermal power station, central heating, energy saving and emission reducing, circulating pump, management mechanism

1009-6825(2017)13-0210-02

2017-02-26

李智元(1986- )，男，助理工程師

TU201.5

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