分布式變頻供熱系統改造實踐分析

夏靜

【摘 要】 本文根據本溪市衡澤熱力發展有限公司熱源工程，對分布式變頻供熱系統改造進行了分析，分別介紹了改造前現狀、改造內容及采用的節能技術措施、節能效果分析節能量計算。

【關鍵詞】 變頻 供熱系統 改造

1 公司熱源簡介

本溪衡澤熱力發展有限公司現有兩個大型熱源廠，彩屯熱源廠現有3臺80噸循環流化床熱水鍋爐、2臺75噸蒸汽鍋爐、3臺40噸循環流化床熱水鍋爐，供暖面積530萬平，有一個太子河主循環泵站。供暖范圍為彩屯、溪湖、北地、消防、西勝區域.轉山熱源廠現有3臺70噸往復爐排熱水鍋爐，有一個主循環泵站，供暖面積220萬平，供暖范圍為轉山、平山、東明、東風區域。小鍋爐房供暖面積為50萬平。目前公司已建有62個換熱站。

2 改造前現狀

2009年前在轉山熱源廠二環循環主泵站及彩屯熱源廠太子河二環循環主泵站，安裝有GPRS全網平衡系統軟件，調度中心計算機系統能夠顯示各換熱站各項運行參數，并控制各個換熱站的運行，但供熱區域較大，存在二環主泵站近端換熱站溫度過高，用戶室內溫度接近25度，用戶經常開窗，浪費能源；遠端太冷，室內溫度只有10度左右，為保證遠端換熱站用戶溫度，增加二環管網供水溫度加大系統循環流量，直接增加彩屯熱源廠及轉山熱源廠運行負荷，在轉山熱源廠主循環泵站安裝1臺355KW的循環泵，在彩屯熱源廠太子河泵站安裝1臺560KW的循環泵，主循環泵功率很大，加大能源消耗不但造成能源浪費也很難保證遠端用戶室內溫度。

3 改造內容及采用的節能技術措施

供熱系統循環水泵傳統設計方法是在熱源處設計單泵系統，用于克服熱源、熱網和熱用戶系統阻力而提供輸送熱媒所需要動力。由于循環水泵設計在熱源處選擇流量、揚程設計值，設計思想在供熱系統近端熱用戶形成過多資用壓頭。為使近端熱用戶循環流量不超標設置流量調節閥，將多余資用壓頭消耗掉，節流損失是循環水泵設計方法本身造成。

傳統設計造成供熱系統能效水平低下.供熱系統能效高低取決于兩方面因素：無效供熱量多少，無效供熱量包括鍋爐熱損失、外網熱損失和系統冷熱不均引起無效熱量；管網熱媒輸送中無效電能的數量。冷熱不均無效熱量和熱媒輸送過程無效電能都與循環水泵設計方法不合理有直接關系。根據統計計算冷熱不均產生無效熱量約占系統總供熱量30-40%，輸送管網的無效電耗約占30-60%。采用正確系統循環水泵設計思路具有很大節能潛力。

供熱系統循環水泵正確設計思想應該是盡量減少熱媒輸送過程中無效電耗。什么是管網輸送的無效電耗呢？首先需要承認建立各熱用戶飛設計資用壓頭和各輸送管網設計壓頭是必須保證有效電耗。各熱用戶多余資用壓頭，即循環水泵傳統設計方法產生的無效電耗.部分動力將被各種流量調節閥通過節流方式消耗掉。熱用戶多余壓頭，通過節流方法加以消耗，調節流量、消除冷熱不均來說是有效調節，從循環水泵更加科學設計思想來說熱用戶多余資用壓頭，確實變成無效電耗，循環水泵傳統設計方法不經濟主要所在。

推薦采用多種分布式變頻系統，如逐級設置多個供水或回水加壓泵.技術在行業內已經逐漸被使用。采用分布式變頻系統后具有無用功小、運行費用低、適應管網熱負荷變化的能力強等諸多優點，整個系統信息化、自動化監控程度高，在節能方面具有明顯的優勢。

2010年由原熱源二次網集中循環水系統，改造為“分布式變頻”循環水系統。“分布式變頻”技術目前在國內被成熟的應用于供熱系統，而“分布變頻”系統節能效果的充分體現，主要反映在強化運行調節手段，優化運行方式，同時建立網源一體的生產管理模式，尤其是在熱量管理模式下的氣候補償自動調節供熱方式的應用，是體現“分布式變頻”技術最佳節能方式。當供熱系統采用氣候補償調節供熱時，每個站點供熱量隨著室外氣溫變化進行自動調節，要求熱源鍋爐負荷隨之聯動一種調節方式，熱源鍋爐負荷調節能否及時與熱網負荷頻繁聯動，近幾年樓棟供熱計量建立和應用，用戶端室溫調節隨室外氣溫變化進行自主調節形成熱力網供熱負荷必須隨用戶端用熱量跟蹤調節能力。建立“分布式變頻”系統，實現熱力網自動化控制，及時有效隨用戶端的負荷變化調節各換熱站用熱量。對于熱源運行鍋爐來說由于鍋爐負荷升降過程受鍋爐燃燒工況特性制約，鍋爐負荷調節頻次和調節幅度大小直接影響到熱網熱力工況失調和整個系統不一致性。為解決這一矛盾依靠熱源供回水母管處均壓管，當熱網負荷降低時均壓管將鍋爐輸出多余熱量輸送到回水母管，提高鍋爐進行溫度，降低鍋爐煤耗.均壓管的輸送能量隨熱網負荷變化進行量調，供回水間通過渾水過程來調節網、源負荷保持一致。通過對分布式變頻系統應用強調在優化運行管理模式上入手，有效提高分布式變頻系統優越性。

在轉山及溪湖地區21個換熱站內分別設置二環循環水泵替代主循環水泵并加裝變頻調速裝置，根據用戶端負荷變化情況自動調節，在滿足熱網中各用戶室內溫度前提下適時調節二環管網循環流量，降低電耗。分布式變頻調節熱網平衡是各站各取所需，改變以往集中設置主循環水泵傳統做法，在各換熱站分別設置二環循環水泵替代主循環水泵并加裝變頻調速裝置，根據用戶端負荷變化情況自動調節，在滿足熱網中各用戶室內溫度前提下適時調節二環管網循環流量，降低電耗；能源合理分配，減少彩屯、轉山熱源廠鍋爐運行負荷，降低煤炭消耗（表1）。

4 節能效果分析節能量計算

根據上述情況轉山及溪湖地區原二環循環泵功率分別為355KW、560KW，采用分布式變頻技術改造后，在轉山及溪湖地區各個換熱站內的二環循環泵功率合計分別為221.5KW、349.5KW。年運行按3648小時進行節能量計算，節電量為：（355+560-221.5-349.5）×3648=125.49萬千瓦時，每度電按0.84元計算，節約資金107萬元。按年度機組標準發電煤耗1.229噸/萬千瓦時計算，節約標煤154.23噸。

5 結論

分布式變頻供熱系統改造工程是我公司節能的重點工作，和傳統供熱系統相比，分布式變頻系統作為一種新型的供熱系統運行形式，通過合理設計顯著降低供熱一次管網總電裝容量，尤其是鍋爐房內主循環泵功率大幅度降低.改造后運行效果良好，節能效果顯著。

參考文獻

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