有關(guān)熱網(wǎng)換熱站供熱運(yùn)行節(jié)能措施探討

孫琳 港華通瑞（即墨）能源發(fā)展有限公司

與發(fā)達(dá)國(guó)家不同，我國(guó)的供熱系統(tǒng)是建立短而基礎(chǔ)弱。第一個(gè)五年計(jì)劃由于我國(guó)學(xué)術(shù)界的不懈努力和國(guó)家政策的支持，為中國(guó)供熱系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

由于開發(fā)時(shí)間短，現(xiàn)在能源使用效率低下，換熱站的能源消耗太高，熱量大大減少。為響應(yīng)全國(guó)節(jié)能呼吁，有必要相應(yīng)調(diào)整目前的能耗，以促進(jìn)換熱站的運(yùn)行。

一、換熱站節(jié)能控制中急需解決的問題

1.控制換熱站模式。本身熱力系統(tǒng)是一個(gè)熱慣性大型的系統(tǒng)，具有不同的影響，無(wú)法精確控制。

2.循環(huán)水泵變頻控制。一、二次熱網(wǎng)系統(tǒng)主要設(shè)備是水泵，能耗不僅影響能源資源，還影響運(yùn)營(yíng)成本。泵流量和揚(yáng)程加的選擇和配置至關(guān)重要。選擇所需的配置，將機(jī)電設(shè)置為合適的容量，提高工作效率，降低能耗。從設(shè)備工作區(qū)中選擇錯(cuò)誤的配置（通常太大）、設(shè)備性能太大和設(shè)備效率區(qū)域的偏離測(cè)電耗多。

3.補(bǔ)水定壓方式。熱網(wǎng)提供的補(bǔ)水率可能是輸送失水值。當(dāng)前二次網(wǎng)補(bǔ)水率存在很大差異，系統(tǒng)補(bǔ)水率不僅是水問題，而且是熱耗問題。

4.熱交換站設(shè)置。在許多加熱系統(tǒng)中，用戶用熱需求差別很大。因此，在許多環(huán)節(jié)，節(jié)能空間是巨大的，在很大程度上，缺乏有效、可持續(xù)的供熱管網(wǎng)的有效監(jiān)管是造成熱量的消耗問題的原因。

圖1 控制系統(tǒng)框圖

二、換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。換熱站的節(jié)能控制系統(tǒng)主要由上位機(jī)監(jiān)控操作站、換熱器現(xiàn)場(chǎng)控制站和智能集中熱分布控制器組成。通過GPRS 和以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行通信，允許通過熱交換站進(jìn)行數(shù)據(jù)操作和遠(yuǎn)程控制?？刂葡到y(tǒng)框架的圖見。該站主要執(zhí)行遠(yuǎn)程操作、熱控制器遠(yuǎn)程操作的智能區(qū)域、所顯示信息的監(jiān)控以及與熱中心的通信。車站與本地站點(diǎn)之間的以太網(wǎng)通信允許就熱交換站系統(tǒng)的公共部分進(jìn)行信息共享，便于站點(diǎn)之間的協(xié)調(diào)和控制，確保熱網(wǎng)絡(luò)的水平衡和熱量平衡，確保熱量均勻分配，確保整個(gè)熱網(wǎng)絡(luò)安全、節(jié)能、平穩(wěn)運(yùn)行，并允許通過使用的界面監(jiān)控和顯示本地站點(diǎn)信息（見圖1）。

2.設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控操作站。工作站管理系統(tǒng)及監(jiān)控由行業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和配置軟件組成。MCGS 軟件和IPC6100 開發(fā)配置軟件。由監(jiān)控、系統(tǒng)管理和操作控制部分組成操作站軟件。操作站監(jiān)控區(qū)域可供所有用戶訪問。然后，當(dāng)操作管理人員進(jìn)入這個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候，必須先登錄系統(tǒng)，然后才能獲得該操作權(quán)限。操作管理器級(jí)別的用戶可以切除和使用“報(bào)警”功能，并設(shè)置所有重要參數(shù)的值。

3.設(shè)計(jì)熱交換站控制器。（1）設(shè)計(jì)設(shè)備。設(shè)計(jì)由S7-300 主要換熱站控制器（可編程控制器）PLCI 和觸摸屏組成。壓力、流量變送器、電動(dòng)控制閥和變頻調(diào)速柜設(shè)備的信號(hào)連接到PLC。（2）設(shè)計(jì)軟件。下列基本功能由系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)執(zhí)行：a.數(shù)據(jù)的檢測(cè)、顯示其功能。實(shí)時(shí)檢測(cè)熱交換站網(wǎng)內(nèi)溫度、回水溫度、水壓、回水壓力、速度t 和室外溫度。b.通訊數(shù)據(jù)功能。將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)并接受其的指令。啟用本地工作站和工作站之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。c.發(fā)出警報(bào)是為了實(shí)時(shí)處理溫度和壓力等異常情況。d.實(shí)現(xiàn)控制輸出的算法。為子網(wǎng)供水溫度設(shè)置一個(gè)固定數(shù)值，該數(shù)值根據(jù)室外實(shí)際溫度用計(jì)算PID 控制算法輸出控制量計(jì)算，然后一次網(wǎng)旁通閥控制。e.循環(huán)控制及補(bǔ)水泵。在調(diào)節(jié)中，控制變頻器循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，有一定循環(huán)水的流量。補(bǔ)水壓力參數(shù)是靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的，在確定變頻水泵恒壓值時(shí)，應(yīng)考慮工業(yè)水泵商業(yè)效率區(qū)的范圍。變頻泵由于設(shè)定恒壓，即工頻泵運(yùn)行期間的壓力值，如果該壓力值不在工頻泵的效率范圍內(nèi)，工頻泵在運(yùn)行期間就不能正常工作，甚至可能震蕩或氣蝕發(fā)生。因此，恒壓設(shè)定值的變頻泵必須在變頻泵高效區(qū)揚(yáng)程對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)換熱站由循環(huán)水泵8 臺(tái)和變頻器4 臺(tái)。本設(shè)計(jì)采用變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，可以節(jié)約大量的能源。當(dāng)泵速為80%時(shí)，泵的能耗為51.2%；當(dāng)泵速為75%時(shí)，泵的能耗僅為42.2%，因此變頻技術(shù)的節(jié)能效果非常明顯。最后，熱交換站員工不僅需要根據(jù)相關(guān)規(guī)則和法規(guī)執(zhí)行業(yè)務(wù)任務(wù)，而且還需要提高能效方面的知識(shí)。熱交換站必須制定詳細(xì)的員工培訓(xùn)計(jì)劃，并定期為各部門不熟悉節(jié)能技術(shù)的員工組建培訓(xùn)小組。對(duì)于經(jīng)營(yíng)者來(lái)說，主要目標(biāo)是培養(yǎng)員工的知識(shí)和能效，制定適當(dāng)?shù)募?lì)措施，促進(jìn)員工的積極學(xué)習(xí)，并通過評(píng)估來(lái)評(píng)估員工的知識(shí)。設(shè)備操作人員主要接受節(jié)能工作培訓(xùn)，以確保每位員工都具備節(jié)能技能，并在考試結(jié)束后獲得節(jié)能培訓(xùn)證書。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了巨大的變化，商業(yè)化的給供熱系統(tǒng)帶來(lái)了一定的壓力。面對(duì)我國(guó)供熱系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)較短，熱網(wǎng)換熱站控制方法、循環(huán)水泵控制、用水量和調(diào)節(jié)技術(shù)等技術(shù)差異依然存在，分析了我國(guó)熱網(wǎng)換熱站運(yùn)行中存在的一些問題。由于缺乏技術(shù)和條件，無(wú)法精確控制加熱和熱耗，一些熱網(wǎng)換熱站使用差別很大的水泵來(lái)增加功耗。這可能導(dǎo)致功耗增加。