城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)及熱力站控制系統(tǒng)的思考

杜 野

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030001)

1 城市集中供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 城市集中供熱系統(tǒng)

熱網(wǎng)、熱用戶以及熱源是城市集中供熱系統(tǒng)中主要的組成部分。該系統(tǒng)主要是結(jié)合用戶的需求，按照相關(guān)方式運(yùn)輸熱源到需要供熱的用戶家相關(guān)設(shè)備中。熱交換是熱網(wǎng)的主要作用，對(duì)于一個(gè)城市中的熱網(wǎng)而言，其中包括很多熱力站，熱力站能夠保證熱能有效交換，起著樞紐的作用。城市集中供熱系統(tǒng)中的熱源在供熱系統(tǒng)中主要起到供熱傳熱媒介作用，現(xiàn)階段應(yīng)用到城市集中供熱系統(tǒng)中的熱源如大型燃?xì)忮仩t房、燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)等。城市集中供熱系統(tǒng)中的熱力網(wǎng)主要是指對(duì)供熱介質(zhì)分配以及輸送熱源的管線系統(tǒng)。該部分主要作用是保證熱能傳遞給用戶，合理提升熱量分配調(diào)度。熱力網(wǎng)上供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)主要的形式包括間接調(diào)節(jié)、分階段變流量質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)以及質(zhì)調(diào)節(jié)。間歇調(diào)節(jié)主要應(yīng)用的情況是在供熱最后以及最初階段，在這兩個(gè)階段中，室外有較高的溫度，可以縮短供熱系統(tǒng)供熱時(shí)間，但不需要改變供熱管網(wǎng)的供水溫度以及循環(huán)水量。分階段變流量的調(diào)節(jié)形式主要是結(jié)合不同變化，把室外溫度劃分成不同階段，如果室外有較低的溫度時(shí)，需要保證供熱系統(tǒng)中有較大的流量，室外溫度高則相反，在此基礎(chǔ)上，還要保證不改變熱管網(wǎng)中的循環(huán)水量，進(jìn)行相應(yīng)的供熱調(diào)節(jié)工作。應(yīng)用該種方法能夠結(jié)合量調(diào)節(jié)以及質(zhì)調(diào)節(jié)，能夠在吸收兩種調(diào)節(jié)形式優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，避免其中的不足，應(yīng)用范圍比較廣泛。量調(diào)節(jié)主要是在不改變供水溫度的情況下，根據(jù)室外溫度變化，對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水量調(diào)節(jié)。借助該種形式能夠節(jié)省水泵電耗，但會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)情況。質(zhì)調(diào)節(jié)主要是對(duì)供水溫度改變，但不改變系統(tǒng)循環(huán)流量，能夠保證穩(wěn)定的管網(wǎng)水力工況。但另一方面容易導(dǎo)致較多的電能消耗，且有較高的系統(tǒng)運(yùn)行成本。城市集中供熱系統(tǒng)中的熱用戶，是應(yīng)用熱能的用戶。現(xiàn)階段，不同的熱用戶有不同的需求，由此會(huì)進(jìn)一步使得供熱系統(tǒng)收費(fèi)存在相應(yīng)的問題，相關(guān)工作人員需要對(duì)熱量計(jì)量收費(fèi)工作有效完善，保證收費(fèi)的合理性，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保。

1.2 熱力站

在城市集中供熱系統(tǒng)中，熱力站是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。借助熱力站，能夠在滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，保證供熱系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，促進(jìn)供熱系統(tǒng)的全自動(dòng)調(diào)節(jié)和監(jiān)控。供熱管網(wǎng)根據(jù)熱力站區(qū)分，可以具體分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)兩種類型，其中一次網(wǎng)主要是對(duì)換熱站和熱源之間有效連接，二次網(wǎng)是指將熱用戶的供熱管網(wǎng)與熱力站相連接。在不同的熱力站中，都需要結(jié)合實(shí)際需要配備相應(yīng)的設(shè)備，如壓力傳感器、溫度傳感器等，從而保證供熱系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。應(yīng)用熱力站主要作用是高溫?zé)崴柚淮喂芫W(wǎng)送到換熱站，隨后借助換熱器，開展熱量交換工作，連接二次管網(wǎng)的循環(huán)熱水，簡(jiǎn)單而言，即是將高溫?zé)崴臒崃坑梢淮尉W(wǎng)傳到二次網(wǎng)中，保證供暖送到不同熱用戶家中。應(yīng)用熱力站自動(dòng)控制系統(tǒng)，需要借助一系列的測(cè)量?jī)x表，如流量計(jì)、溫度傳感器等，完成相應(yīng)供熱系統(tǒng)檢測(cè)工作。借助上述控制系統(tǒng)，能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)的采集處理工作，并完成控制算法，有效實(shí)現(xiàn)智能控制工作。

2 城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

供熱節(jié)能對(duì)建筑節(jié)能效果起到很好的正面影響，供熱節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①能夠有效保證建筑結(jié)構(gòu)的保溫性。相關(guān)研究人員曾針對(duì)該問題進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)果顯示，供熱對(duì)建筑保溫性影響為20%～50%。如果地區(qū)溫度較低，則供熱對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性影響更大。②影響建筑物室內(nèi)溫度設(shè)計(jì)。相關(guān)調(diào)查顯示室溫增加1℃，整體降低8%～10%的能耗，如果供熱，則能夠減少5%～10%的能耗。在相關(guān)的節(jié)能措施中，需要將室內(nèi)冬天溫度控制在18℃左右，夏天則是26℃左右，有效降低建筑能耗。③有效應(yīng)用建筑自由熱。自然熱包括家電、人體散熱以及太陽能等。在以往我國(guó)的供熱屬于福利性工作，因此不能很好調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。而現(xiàn)階段應(yīng)用熱量計(jì)量收費(fèi)，能夠很好調(diào)節(jié)室溫，對(duì)房間自由熱充分應(yīng)用。④有利于提升供熱系統(tǒng)的能效水平。

在對(duì)供熱系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)工作人員需要針對(duì)不同方面的因素，有效設(shè)計(jì)不同的環(huán)節(jié)。比如，針對(duì)建筑圍護(hù)，相關(guān)的工作人員需要在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工工作。同時(shí)，也要注意對(duì)分時(shí)段變

室溫調(diào)節(jié)方式有效推廣應(yīng)用。相關(guān)企業(yè)以及工作人員要注意以國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合不同用戶的具體需求，開展相應(yīng)的供熱調(diào)節(jié)工作，有效節(jié)約熱能。相關(guān)企業(yè)還要注意促進(jìn)分式變頻水泵的發(fā)展。應(yīng)用傳統(tǒng)的循環(huán)水泵，會(huì)有較大的消耗量，同時(shí)還會(huì)降低供熱系統(tǒng)的電能利用率，不能起到節(jié)約能源的作用，應(yīng)用新的水泵能夠有效解決上述問題。應(yīng)用分時(shí)段變室溫控制，能夠有效節(jié)約能源。對(duì)于不同類型的建筑物，室內(nèi)溫度也自然有一定的差異。一般而言，家用建筑如果保持供熱的持續(xù)性，室內(nèi)溫度則始終在18℃左右，對(duì)于辦公建筑而言，一般只需要在工作時(shí)間進(jìn)行供熱，可以應(yīng)用間歇方式。應(yīng)用供熱系統(tǒng)，主要就是為了滿足用戶的需求，如果供熱溫度低，會(huì)影響用戶舒適度，如果供熱溫度高，又會(huì)在一定程度上增加耗熱量，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。結(jié)合用戶的需要，在一天的不同時(shí)段供熱量需要有相應(yīng)的改變，需要對(duì)不同時(shí)期用熱情況進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)，計(jì)算熱力站不同時(shí)段的熱負(fù)荷。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的具體情況進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)工作，并應(yīng)用質(zhì)調(diào)節(jié)處理熱源，有效節(jié)省電能，同時(shí)還有利于促進(jìn)熱量充分應(yīng)用。

在對(duì)城市集中供電系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，比較耗費(fèi)電能的設(shè)備是補(bǔ)水泵以及循環(huán)泵，上述兩種設(shè)備能夠提供動(dòng)力保證供熱系統(tǒng)持續(xù)性、穩(wěn)定性以及安全性。在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用分布式變頻泵供熱系統(tǒng)，有利于節(jié)省電能。分布式變頻泵供熱系統(tǒng)中主要包括兩個(gè)級(jí)別的循環(huán)水泵，熱源出設(shè)置一級(jí)循環(huán)水泵，不同熱力站以及供熱管網(wǎng)中設(shè)置二級(jí)循環(huán)水泵。相比于傳統(tǒng)水泵，應(yīng)用分布式變頻泵能夠?qū)σ酝恼{(diào)節(jié)閥有效改善。將分布式變頻泵應(yīng)用到供熱系統(tǒng)中，能夠有效降低無功消耗和供熱系統(tǒng)運(yùn)行成本。同時(shí)，借助分布式變頻泵，還能夠滿足熱網(wǎng)的具體要求，避免閥門節(jié)流損失的情況出現(xiàn)。因此在實(shí)際應(yīng)用城市集中供熱系統(tǒng)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)分布式變頻泵的推廣力度。

3 結(jié)語

優(yōu)化城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)以及熱力站控制系統(tǒng)，并結(jié)合實(shí)際情況，開展相應(yīng)的研究設(shè)計(jì)工作，能夠很好地節(jié)約能源，降低能耗，還有利于降低供熱系統(tǒng)運(yùn)行的成本，提升供熱系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率。對(duì)于供熱系統(tǒng)運(yùn)行中存在的不足，相關(guān)的工作人員仍要加強(qiáng)研究。