趙志華

天津能源集團天津市津燃熱電有限公司 天津 300070

集中供熱系統(tǒng)的換熱站是供熱網(wǎng)路與熱用戶的連接場所。它的作用是根據(jù)熱網(wǎng)工況和不同條件，采用不同的連接方式，將熱網(wǎng)輸送的熱媒加以調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換，向熱用戶系統(tǒng)分配熱力以滿足用戶需求，并根據(jù)需要，進行集中計量、檢測供熱熱媒的參數(shù)和數(shù)量。根據(jù)熱網(wǎng)輸送的熱媒不同，可以分為熱水換熱站和蒸汽換熱站。

1 換熱站工作原理以及工作設備

換熱站是連接熱源與熱用戶的重要環(huán)節(jié)，在供熱系統(tǒng)的整體運行過程中具有關鍵作用。一般情況下，熱水管網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，二者的具體功能有較大差異，一次網(wǎng)主要是連接換熱站與熱用戶之間的管網(wǎng)，而換熱站主要是用于連接一次網(wǎng)與二次網(wǎng)，由換熱器、循環(huán)泵、補水泵以及控制設備等部分組成。換熱器是核心設備，需要對其進行合理選擇，以確保供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。在設計過程中，要最大限度提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。此外，為確保供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運行，通常情況下，會配備2 臺換熱器，且2 臺換熱器同時運行，保證供熱量超過總量的70% 以上[1]。而循環(huán)水泵的選擇需要經(jīng)過精確的計算，在計算的基礎上選擇符合標準的循環(huán)水泵。

2 集中供熱系統(tǒng)換熱站節(jié)能技術的具體內(nèi)容

（1）水質(zhì)控制技術，當前時期，在集中供熱系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程中，其中最為重要的環(huán)節(jié)就是水質(zhì)的問題，如果供熱管道中的水質(zhì)存在問題，將會在很大程度上增加管道被堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)，進而影響換熱站的正常運行。為此，相關人員可以加強水質(zhì)控制技術的應用，以此來減少管道中的沉淀物，降低管道內(nèi)部水流的阻力，保障管道水流的熱量，并以此來保障相關用戶的供熱需求。同時，相關人員在進行水質(zhì)控制技術的使用時，還需要確保水的酸堿度保持在10-13，同時嚴格遵循國家標準，以此提高水質(zhì)控制技術的應用水平，進而保障集中供熱系統(tǒng)換熱站的正常運轉(zhuǎn)與發(fā)展。

（2）氣溫補償技術，所謂氣溫補償技術主要是指相關人員根據(jù)冬季室外的溫度，對換熱站的運轉(zhuǎn)狀況進行調(diào)節(jié)，以此提高相關建筑空間內(nèi)部的溫度，滿足相關用戶的供熱需求，促進集中供熱系統(tǒng)及換熱站的進一步發(fā)展。

（3）平衡調(diào)節(jié)技術，在現(xiàn)代集中供熱系統(tǒng)換熱站的運轉(zhuǎn)過程中，為了保障運轉(zhuǎn)的水平與質(zhì)量，相關人員還可以采用平衡調(diào)節(jié)技術，也就是通過補水泵與循環(huán)泵所輸出的水量調(diào)整用戶的供熱需求量及管道內(nèi)部的壓力，進而實現(xiàn)平衡度的提高，并在另一方面強化提高換熱站自身的使用效率。同時，當相關用戶的供熱需求降低時，換熱站內(nèi)的工作人員需要加強對熱水輸出量的控制，以此降低能源的消耗量，同時減小管道內(nèi)部的壓力，進而對管道自身的安全性進行保障。

3 相關措施

隨著管網(wǎng)建設規(guī)?；?、復雜化的不斷加大，供熱單位均已根據(jù)各自情況建立了熱網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)，試圖通過智能化手段了解管網(wǎng)運行狀態(tài)，開展節(jié)能降耗分析、優(yōu)化管網(wǎng)運行參數(shù)。

3.1 換熱站設計

換熱站在設計過程中應與現(xiàn)狀供熱條件相匹配，同時預留部分遠期余量。在設計工況下，無論換熱系統(tǒng)循環(huán)水的流量大小，要使其出口溫度達到額定值，換熱器的額定功率必須與其熱負荷相匹配。如果二者相差較大，換熱器的二次側出口溫度就會高于或者低于設計值。這2 種運行工況中，高于設計值會導致供熱量過多，系統(tǒng)效率降低以及系統(tǒng)初投資增加；低于設計值會導致系統(tǒng)供熱量不足。因此，合理的換熱站設計是換熱站節(jié)能運行的前提條件[2]。

3.2 做好監(jiān)督管理工作

這里所提到的監(jiān)督管理工作主要是指做好換熱站為主的二級熱網(wǎng)建設監(jiān)督管理，在供熱系統(tǒng)前期規(guī)劃管理過程中需要制定相關制度，并進行現(xiàn)場監(jiān)督管理，減少不必要的資源消耗，監(jiān)督好二級網(wǎng)施工，在借鑒其他項目的基礎上汲取經(jīng)驗，為二級熱網(wǎng)建設的運行奠定基礎，有效避免建設不足導致能源消耗問題的發(fā)生。

3.3 二次網(wǎng)運行水力平衡調(diào)節(jié)

二次網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)是換熱站節(jié)能運行調(diào)節(jié)的首要的問題。解決水力失調(diào)首先需要找出供暖水力失調(diào)的支路，通過調(diào)整支路的管徑或者使用平衡閥，對水力失調(diào)的支路進行調(diào)節(jié)優(yōu)化，從而緩解水力失調(diào)的問題。

根據(jù)以上研究結果應用于具體實際換熱站場景的運行調(diào)控。換熱站設計和實際供熱面積分別為13.4 萬m2及11.4 萬m2，非節(jié)能建筑，散熱器采暖。2019 年-2020 年度對換熱站設備及控制系統(tǒng)進行升級改造，將二次網(wǎng)由原來的一臺45kW 循環(huán)泵（往年實際運行電功率為48kW，長期處于過載狀態(tài)）替換為2 臺30kW 的整體智能循環(huán)泵組[3]。為降低熱用戶室內(nèi)溫度采集的復雜性，循環(huán)泵組采取二次網(wǎng)供回水溫差予以控制。二次溫差與室外溫度關系根據(jù)式（6）、式（7）的原理獲取。二次網(wǎng)供水溫度控制指標與上一采暖年度一致，由熱力公司調(diào)度控制中心給定。獲取2019 年-2020 年度11 月16 日-12 月6 日的實際運行數(shù)據(jù)，并與上一采暖年度同期進行對比：循環(huán)水泵用電量為上年同期的80%，補水量為上年同期的67%。因上一年度同期熱量數(shù)據(jù)不完整，故未做熱量對比。記錄本年度室外溫度為-5℃時的瞬時熱量數(shù)據(jù)（2 850kW）與上一年度相同室外溫度工況對比（3 389kW），換熱站供熱量降低15%。

4 結語

城鎮(zhèn)集中供熱迅速發(fā)展，集中供熱在提高居民生活水平的同時也造成了極大的能源和資源的浪費。通過對換熱站節(jié)能運行的分析，制定出相應的節(jié)能改造措施，從而大大節(jié)約人力和物力成本，降低能源和資源的消耗，提高能源綜合利用率，確保換熱站節(jié)能、高效地運行。