王宇

（山西中創(chuàng)建筑設計有限公司，山西太原 030027）

太原市某集中供熱換熱站的節(jié)能運行

王宇

（山西中創(chuàng)建筑設計有限公司，山西太原 030027）

以太原市某集中供熱換熱站的運行調(diào)節(jié)為例，將水泵變頻控制技術應用于兩個換熱站的二次網(wǎng)循環(huán)水泵上，分析了2007年～2011年四個采暖年度的運行工況特點，總結(jié)了變頻調(diào)速控制技術的應用，指出了利用二次網(wǎng)循環(huán)水泵變頻技術是降低換熱站能耗的有效手段，從而達到節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的目的。

集中供熱，換熱站，節(jié)能

城市集中供熱系統(tǒng)是將熱源所產(chǎn)生的熱水或蒸汽，通過管網(wǎng)向全市或者部分地區(qū)的用戶供應生活和生產(chǎn)用熱［1，2］。熱源、熱網(wǎng)、熱用戶是實施城市集中供熱系統(tǒng)的三大主要組成部分，這三部分之間既相互聯(lián)系又相互制約［3］。城市集中供熱系統(tǒng)具有提高能源利用率、節(jié)約能源;便于消除煙塵，減少環(huán)境污染;易于實現(xiàn)科學管理，提高供熱質(zhì)量;改善人民生產(chǎn)生活;加快城市現(xiàn)代化建設等優(yōu)點［4］。集中供熱系統(tǒng)作為能源的消耗者和熱能的提供者，煤、水、電是集中供熱系統(tǒng)的主要成本，同時更是節(jié)能控制的關鍵內(nèi)容。因此，需要采取有效措施做好集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能工作，從而提高資源和能源的有效利用率，維護企業(yè)和用戶的利益［5］。

1 換熱站設計

集中供熱網(wǎng)路通過換熱站向一個或幾個街區(qū)的多幢建筑分配熱能。這種換熱站可以是獨立建筑，也可設在某幢建筑的地下室內(nèi)。從換熱站輸送熱能到各用戶的管網(wǎng)，稱為二級供熱管網(wǎng)。圖1為供暖換熱站的示意圖。

供暖系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路通過換熱器1間接連接。換熱站的規(guī)模和站房的位置及數(shù)量，一般應考慮下列原則:1）換熱站的規(guī)模應根據(jù)用戶長期總熱負荷確定。分期建設的小區(qū)，應統(tǒng)一考慮換熱站的位置和站房建筑，工藝系統(tǒng)和設備可一次或分期設計安裝。2）對于小區(qū)采暖用的換熱站，供熱半徑在1.5 km以內(nèi)的，宜設集中換熱站。3）自然地形高差大的小區(qū)，宜根據(jù)管道布置條件和設備承壓能力，部分集中分區(qū)設置換熱站。4）燃油、燃氣鍋爐房提供熱源時，供熱半徑以及換熱站規(guī)模不宜過大。5）換熱站宜靠近熱負荷中心，站房可以是獨立建筑，也可設在鍋爐房或其他建筑物內(nèi)。6）換熱站宜有良好的通風散熱條件，當自然通風不能滿足排熱通風要求時，應設置機械通風。7）站房設計應考慮預留設備安裝出入口。

換熱站工藝系統(tǒng)安全裝置設置要求:1）當加熱介質(zhì)入口處設置有減壓閥時，減壓閥后應裝安全閥。2）熱交換器被加熱水的殼程應設置安全閥。3）閉式凝結(jié)水罐、閉式定壓膨脹水罐、分汽缸、分集水器等容器上一般宜設置安全閥。4）循環(huán)水泵進水側(cè)母管上應設置安全閥（當集水器上已配安全閥時，此處可不再裝安全閥）。5）水路系統(tǒng)的安全閥，應選用微啟式彈簧安全閥。蒸汽系統(tǒng)的安全閥應采用全啟式彈簧安全閥。

圖1 換熱站示意圖

2 換熱站的節(jié)能運行

太原市某區(qū)域供熱面積為87.25萬m2，供熱系統(tǒng)分別由兩座熱力站獨立供熱。一號站供熱面積為68.6萬m2，分五個區(qū)，裝有變頻器5臺，應用于二次管網(wǎng)的循環(huán)水泵上;二號站供熱面積為19.09萬m2，分兩個區(qū)，裝有變頻器2臺。一次網(wǎng)供/回水溫度設計為130℃/90℃，二次網(wǎng)的供/回水溫度設計為85℃/60℃。2007年～2011年采暖季各站各區(qū)循環(huán)泵電量消耗見表1～表4。

表1 2007年～2008年采暖季各站各區(qū)循環(huán)泵電量消耗情況

表2 2008年～2009年采暖季各站各區(qū)循環(huán)泵電量消耗情況

集中供熱在實際運行中由于采暖季室外溫度逐日變化，系統(tǒng)熱負荷隨之而變;另一方面設計熱負荷比實際供熱負荷大，因此在實際運行中出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，為了適應熱負荷變化降低能耗將水泵的變頻技術應用于熱力站二次網(wǎng)循環(huán)水泵上［6］。調(diào)節(jié)的依據(jù)是，根據(jù)實際供熱現(xiàn)狀，通過幾年運行調(diào)試，得出滿足系統(tǒng)基本運行的水泵最低頻率，根據(jù)室外溫度變化，在可調(diào)節(jié)的頻率范圍內(nèi)進行靈活地調(diào)節(jié)。

表3 2009年～2010年采暖季各站各區(qū)循環(huán)泵電量消耗情況

表4 2010年～2011年采暖季各站各區(qū)循環(huán)泵電量消耗情況

圖2 一號站電量消耗

圖3 二號站電量消耗

經(jīng)過理論計算和實際運行發(fā)現(xiàn)，通過變頻調(diào)節(jié)，一號站和二號站循環(huán)水泵電量消耗見圖2和圖3。

3 結(jié)語

1）集中供熱換熱站的能耗主要體現(xiàn)在熱力輸送上，由于采暖季室外溫度逐日變化，系統(tǒng)熱負荷隨之而變，將水泵的變頻技術應用于熱力站二次網(wǎng)循環(huán)水泵上，是有效降低電耗、提高熱力站效率的有效措施。

2）以太原市某地區(qū)熱力站為例，通過優(yōu)化設計選型和運行調(diào)節(jié)，一號站2010年～2011年度較2007年～2008年度節(jié)電454 320 kW·h，變頻指數(shù)調(diào)節(jié)范圍為70～80;二號站2010年～2011年度較2007年～2008年度節(jié)電59 588 kW·h，變頻指數(shù)調(diào)節(jié)范圍為75～90。

［1］王飛，張建偉.直埋供熱管道工程設計［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［2］付任宇.城市集中供熱存在的優(yōu)勢分析［J］.黑龍江科技信息，2011（19）：285.

［3］鄭永利.關于城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能方案的探討［J］.熱電技術，2005（2）：4-7.

［4］崔煥鮮.集中供熱換熱站設計優(yōu)化［J］.科技資訊，2011（3）：41.

［5］靳偉斌.集中供熱節(jié)能技術措施研究［J］.機電信息，2011 （36）：145-146.

［6］曹劍琦.水泵變頻節(jié)能技術在供熱運行中的應用［J］.科學之友，2011（3）：21-22.

［7］周浩，李小平.集中供熱系統(tǒng)供熱首站方案選擇和經(jīng)濟性分析［J］.山西建筑，2011，37（11）：123-124.

Energy saving operation mode of one heat exchange stations in the central heating system in Taiyuan city

WANG Yu

（Shanxi Zhongchuang Architecture Design Co.，Ltd，Taiyuan 030027，China）

In this paper taking the operation adjustmentmode of one heat exchanger station in the central heating system in Taiyuan city for example，water pump frequency conversion control technology is applied to the secondary network circulatingwater pump in two heatexchanger stations system.This paper analyzes the characteristics of operation condition system during 2007～2011 year for heating，summarizes the application of frequency conversion control technology，and points out that using frequency conversion control technology in the secondary network can reduce the energy consumption in heat exchanger stations，so as to reach the energy-saving and reduce the environmental pollution.

central heating，heat exchange stations，energy saving

TU833.1

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.18.156

1009-6825（2012）18-0134-03

2012-03-27

王宇（1974-），男，工程師