集中供热换热站节能运行研究

贺 蕾

（四平热力有限公司，吉林 四平 136000）

集中供热换热站节能运行研究

贺 蕾

（四平热力有限公司，吉林 四平 136000）

经过多年的发展和不断科学的探讨，最经济的供热方式就是热电联产，而且这种方式比区域锅炉房环保节能，比电采暖更经济实惠，所以现在绝大部分城市都尽量采取热电联产的方式供热供暖。集中供暖系统的每个环节的能耗受到各方面因素影响。其中换热站作为供暖系统中非常重要的一部分，它的节能运行也十分关键，目前国内很多换热站运行单凭经验操作，在整个运行过程中会产生很多能源的浪费，这样会导致供暖效率下降。文章介绍了目前国内集中供暖概况以及换热站的结构、换热站运行调节的几种方式，重点介绍变频调速技术用于换热站达到节能运行的效果。希望对换热站的运行调节具有一定的实际指导意义。

热电联产；换热站；节能运行；变频调速技术

1 集中供暖现状概述

以往的城市供热是区域性的建锅炉房来满足城市供热需求，通过燃烧煤、天然气来给用户供暖，这样不仅能源消耗大，而且不环保。

现在通过热电联产的方式，通过建立电厂，利用电厂的余热来满足城市供暖的需求，而且通过建立换热站及在冬天运行期间，科学合理的管理和运行方式来保证经济运行。既能满足用热户的用热量，还能节能减排，为国家在冬季取暖，减少废气的排放贡献力量。

虽然这些年我国集中供热得到飞速发展，但与国外相比，我国集中供热还有很多不足之处［1］。在集中供热中，换热站起到了承上启下的角色［2］，它是否节能运行就显得格外重要。就目前来说，换热站存在能源浪费严重、运行管理粗放、缺乏调控指导等等问题［3］。因此换热站具有很大的节能潜力。

2 换热站的构成

换热站内部设备可以分为两部分，采暖系统和民用生活热水系统。换热站的主要设备有：调节阀门、补水箱、过滤器、热水储水箱、水——水（汽——水）换热器、离心水泵、以及各种检测仪表等。换热站内同时还安装有热量表、调节供热量的自动调节装置。

3 集中供热调节方式

换7热站调节的方式，换热站运行调节的方式有三种：质调节；量调节；分阶段改变流量的质调节。

3.1 质调节

在供热初期一般是通过质调节改变供暖系统的供水温度，而循环水量保持不变，这样的调节方式称为质调节。在供热初期这样的运行方式虽然消耗电能，但是能节约很多的热消耗，从而达到经济运行的目的。

3.2 量调节

在供热平稳期，通过改变循环泵的频率，提高供热压力，调节二次网平衡，做到在换热站敷设范围内的所有楼的供水温度一致，这样的调节方式称为量调节。这样能减少阻力损失减少热能的浪费。

3.3 分阶段改变流量的质调节

在平稳期以后，按照每天的室外温度的高低来改变流量和调节供水温度来节约热消耗，这样能大大减少了热能的消耗，而且不同时期不同温度，可以通过调节循环泵的流量进行调节。这样的调节方法既能尽量的避免了水力平衡的失调，又明显的节约了电能和热能的消耗。

4 变频技术用于换热站

变频调速就必须同时改变电源的电压和频率。现有的交流供电电源都是恒压恒频的，所以，必须通过变频器获得变压变频的电源，如图1所示。

变频装置共有4种变频类型：交—直、直—交、直—直、交—交。变频技术的基本原理：变频调速技术就是通过变频器改变输入异步电动机定子的供电频率来调节电动机转速，来达到调节某种机械设备运行速度的目的。一台三相异步电动机的定子绕组加上三相交流电压时，此时在电压的作用下会产生一个旋转磁场，其速度由定子电压的频率所决定。如果磁场旋转，在磁场中的转子绕组将切割磁感线，同时转子绕组产生感应电动势和感应电流，而产生的感应电流又会受到旋转磁场的作用而产生电磁力，即转矩，它会使转子跟随旋转磁场旋转。若将三相异步电动机绕组的任意两相进行交换，产生的旋转磁场的方向将会改变。这时候电动机的转向也将发生改变，如图2所示。

变频器在换热站中起着改变负载电机转速、调节系统水量来响应换热站负荷变化的作用，和传统的非线性阀门等执行装置比较更加准确便捷。变频器的控制方式大致可以分为面板控制、端子控制和现场总线控制三种方式，总线控制方式因为具有稳定可靠、操作简单、维护方便、提高系统自动化等优点，这种控制方式已经成为换热站变频技术的主流趋势。换热站从一次网取热多少由调节阀的开度决定，造成热网近端压头损失严重、水力失衡、可扩展性差和换热站能效低等缺点。采用变频器后，可以给换热站带来以下优点：降低设备启动时对电网的冲击；减少机械磨损造成的定期维护费用、实现无级变速；大幅节约电能；可进行总线控制电机转速，更加稳定可靠。

图1 变频装置原理图

图2 异步电动机变频调速控制特性

在换热站内，由于循环水泵是长期恒定在额定转速运行，在负荷较低的时候，水量不能随之改变，因此造成能源上的损失。在采用变频技术以后，可以根据热负荷的变化调节水泵转速，在保证系统正常运行的前提下，降低能耗。据不完全统计，只有不到5%的最冷天气换热站是满负荷运行，但是60%的时间其流量只有30%～60%［2］。因此必须对换热站进行变频节能还是很有必要的。

5 结束语

文章基于热电联产系统，对换热站节能运行进行分析。在换热站中，对循环水泵进行变频控制，减少能耗损失。在将来的集中供热系统中此技术将会起到较大的作用，对换热站的节能运行有着重要意义。

［1］［1］王洋.热电联产集中供热关键环节能耗及节能措施分析［D］.山东建筑大学，2011.

［2］张玥.换热站节能控制系统研究［D］.大连海事大学，2008.［3］吴跃波.换热站系统结构的优化［D］.合肥工业大学，2005.

Research on the energy saving operation of the central heating heat exchange station

He Lei
（Siping thermal company， Siping， Jilin Province ，136000）

After years of development and scientific explore unceasingly， the heating co-generation is the most economical way of heating mode .And this way is more environmental protection and energy saving than the regional boiler room ，more economical and practical than the electric heating.So the co-generation heat addition and heating is the way that vast majority of cities as far as possible to take .Each link of the energy consumption of central heating system is affected by various factors.As part of the most important in heating system ， the heat exchange station's energy-saving operation is also very critical， but many heat exchange stations operation in current domestic only operation by experience， and it will produce a lot of energy waste in the whole operation process， so it will cause a decline in the efficiency of heating.This paper describes the present situation of the central heating， and the structure of the heat exchange station， several ways of heat exchange station operation adjustment at present domestic ，focus on the effect of using variable-frequency regulating speed technology in heat exchange station to achieve energy saving operation .This paper has a certain practical guiding significance in the operation of the heat exchange station regulation .

co-generation ；heat exchange station ；energy saving operation； variable-frequency regulating speed technology

TU833

A

1671-3818（2016）10-0046-02

贺蕾（1981-），男，汉族，吉林四平人，本科，2013年毕业于吉林大学，工程师，主要研究供热换热站高节能。