集中供热系统换热站运行节能研究

2023-01-13邵峰

建筑与装饰 2022年5期

关键词：换热站供热换热器

邵峰

山东桦辰工程咨询有限公司山东东营 257000

引言

供热设施的运行是关系到国民经济和民生的重要事件。因此，有关部门应重视供热系统的管理，在供热系统管理中贯彻节能环保理念，实现供热管理节能运行的同步发展，更好地推进供热系统的建设。

1 集中供热换热站概述

城市集中供热系统中有大、小的换热站，因此需要对换热器站和二级电网进行节能优化至关重要。梁海燕等人首先通过改变管网中的流体速度，控制供热系统二次管网的进水温度，从而集中控制整个系统的节能控制。王国伟等人以某热力站及热力二次网节能改造工程为背景，旨在解决用户冷热不均衡问题，降低能耗，主要采取高效循环水泵更换措施，平衡二次网节能，这不仅解决了用户冷热不均衡的问题，而且有效降低了能耗。能源修复后，能源节约率为57%，热节约率为12%。中央供暖的换热器站是供热网与供热用户之间的连接方式。其功能是根据供热网的工作条件和不同条件调整和转换供热网提供的热量，将热量分配给供热用户系统以满足用户的需要，集中测量和采集热量介质的参数和数量。根据从热网输送的不同热量介质，可以分为热水交换站和蒸汽交换站。中央供暖系统中的换热器站通常是二次供水管网与主供水管网和一些控制设备连接并相应传输的地方。其中，所谓二次供水管网主要指的是，将供热用户与集中供热系统换热站连接起来的管网，一次供水管道主要指的是，将换热站与城市内整个热水管网连接起来的管网。为加强两者之间的联系，有关人员应首先将热水管网的热源转移到有关系统的换热站，然后通过换热器站的运行将水源转移到二次导热，以确保尽可能满足用户自己的热量需求，这样可以确保每个用户的正常生活和工作[1]。

2 集中供热换热站运行存在的问题

2.1 二次网水力失调

液压不平衡是换热器站运行中最常见的问题之一。运行热水净化设备时，由于各种原因，网络的流量分布不符合每个热用户的要求，因此每个热用户的加热功率都不符合要求。热水处理系统中每个热用户的实际流量和需求流量之间的不一致称为水力失衡。主要表现为：用户流量在换热站附近的热量供应过多，而用户流量远在换热站外的热量供应不足，导致接近端的热端不热的现象。在实际运行过程中，供热系统只注重主供热管网的水力补偿，经常忽视次级供热管网因用户距离和管道直径不一致而造成的水力失衡[2]。传统供热运营商主要通过提高二级电网供水温度，或增加循环水泵流量来提高终端用户的供热效果。该调节方法不能从根本上解决水力失衡问题，反而加剧了水力失衡现象，造成能源和资源的浪费。

2.2 换热站自动控制系统耗能大

换热站自动控制的主要目的是使每个换热站根据需要接收热量，并以流体流动的形式进行合理分配。换热器站的分析具有以下特点：换热站较多；从车站分散开来，远离车站；每个换热器站独立运行，形成自己的系统；该系统惰性，参数变化缓慢，延迟时间长。各个换热器站的加热面积不同，新旧建筑物的负荷状态也不同。这是换热器站浪费能源和资源的主要原因之一。

2.3 集中供热系统换热站设备陈旧

在中央加热器中使用换热器站时，设备质量必须高。由于部分国内供热企业过于注重经济效益，设备更新不及时，供热设施无法满足相关用户的热量需求，影响了日常生活。当设备出现故障时，会导致功耗增加。

2.4 供热系统管理工作较为粗放

供热系统的管理是复杂的。当前，传统的管理模式仍然是最重要的，主要是指劳动力对管理的依赖。如上所述，城市热量管理系统包含更多内容，需要收集更多数据，而且在供热系统运行期间，这些数据随时会发生变化。经理需要实时监控数据并根据实际情况进行调整，例如供热系统中燃料的热效应比、管网压力的变化、系统能耗参数等，如果采用传统的管理方法来处理，会引起大量问题，不采取有效措施加以处理，导致工作效率降低[3]。

3 换热站节能运行技术

3.1 换热站设计

在规划过程中，换热器站应符合当前加热条件，并预留较长期的自由量。在解释条件下，换热器的额定功率必须与其热负荷相匹配，以便其出口温度达到额定温度，而不考虑换热器系统中循环水的流速。当它们之间存在较大差异时，换热器二级侧出口温度高于或低于设计值。在这两种操作条件下，高于设计值的热量供应、降低的系统效率和增加的初始系统投资都会导致。低于设计值会导致系统散热不足。因此，合理设计换热器站是换热器站节能运行的前提。

3.2 系统平衡优化调节

在供热系统中，城市主网传输效率较高，而小区次网通常热损失较大，水力不平衡现象经常发生在传导过程中。集中供热管网节能优化改造的目标是保证供热用户的热质量。保证设备安全高效运行的同时，可以调整管网，实现水力补偿，提高管网的传输效率。用户加热需求和管道内压力也可以通过改造泵和循环泵的注水来调节，以提高水力平衡并降低能耗。

3.3 提高换热站管理人员素质

伴随着经济的发展，科技取得了明显的进步，换热设备得到了更新，设备的操作是管理者的基本工作。但是，在实际运行过程中，管理者对设备的使用不熟悉，数据采集和执行结构中的大部分线路都不相连，因此换热站设备无法发挥有效作用，换热站的存在是免费的。在这种情况下，有必要加强领导能力的培训，通过培训提高其可操作性，一方面有效地保证设备的正常运行，另一方面提高数据监测的准确性，确保换热站的节能运行[4]。

3.4 水质控制技术

当前，中央供暖运行过程中最重要的环节是水质。供热管道的水质出现问题时，会大大增加管道堵塞的发生，进而影响换热站的正常运行。因此，有关人员可以加强水质控制技术的应用，减少管线中的泥沙，降低管线中水流的阻力，保证管线中水流的热量，保证有关用户的热量需求。同时，有关人员在使用水质控制技术时，必须确保水质pH值保持在10 ~ 13，严格遵守国家标准，提高水质控制技术的应用水平，保证中央供暖机组热交换站的正常运行和发展。

3.5 强化节能意识，完善节能措施

关于实际情况，换热器站将在应用过程中造成一定程度的能量损失，这个问题也将直接影响供热行业的发展。但是，在设备运行过程中，换热器站是不可缺少的组成部分。为了解决能源过度消耗的问题，有关人员必须充分了解换热器站的应用知识，以节能环保为主要目标开展相关工作，制定有效的节能措施，确保换热器站能够在稳定运行的基础上实现节能目的。此外，有关人员应及时掌握节能措施的应用方法，在实际运行过程中积累运行经验，确保换热器站的稳定运行。同时，有关人员在应用换热器站时应认真贯彻节能理念，不断优化自身节能措施，提高应用能力，实现节能降耗目的，确保供热企业稳定发展[5]。

3.6 引用科学技术，优化换热站设备

供热企业的许多内部员工缺乏节能意识，节能降耗不是实际运行过程中的主要目标，导致换热器台站实际应用过程中能耗过度的问题。为实现节能降耗的目标，有关人员应不断优化应用价格，适当调整供热设备的供热压力，定期更新供热设备，等待设备，避免供热设备出现一系列质量问题，影响供热效果。此外，供热企业应及时学习先进技术，将技术应用于实际运行过程，同时培训相关人员掌握应用知识，确保每位员工都具备较强的应用能力，以提高换热站的节能效果。同时，有关企业应在换热站建成并满足使用要求后，充分了解客户需求和换热站的实际规模，根据设备的实际情况调整循环水量，避免因水量过大而浪费资源。换热站运行时，有关人员应合理选择水源热量指标，根据用户的热能需求和用户总数有效分配，并通过应用先进技术控制水量，避免使用数据参数分析方法，影响水量调整的准确性。

3.7 回水温度调节法

假设加热系统处于理想的稳定状态，不考虑热量损失。根据能量计算公式，供热等于流量的乘积，回水与比热容量的温差。流量与回水温差之间存在负关系。随着流量的增加，进水和退水之间的温差降低，回水温度升高。因此，在同一个换热器站的加热区，供水温度相等，因此只需调节调节阀，使每个热用户的回水温度保持恒定，以确保每个热用户的循环流量达到额定值。该方法简单，要求设备精度低，但其缺点显而易见。具有明显的热滞后现象，温度不能及时反映阀门开口的变化，即流量变化后，需要一段时间才能反映回水温度。因此，这种方法的应用受到限制：供暖人员必须具有具体的相关经验；准确度低，需要多次调整，周期长，耗费大量人力和材料资源。供热系统沿线热损失难以控制，进出水的温度不能准确反映管网的信息[6]。

3.8 调度中心通过网络实现监控

并按照调度控制指令远程服务和控制温度。①主网上电控阀的控制。实现了平衡气候和恒温供水的功能，即可以结合具体的气候变化自动调节供热。采用PLC技术，以室外温度变化为重要参考，确定二级电网侧的热量供应。对实际测量值与目标值进行比较分析，完成PID闭环设置，用调节器向电控阀发送信号并调节其开口，从而有效地变换了主电网侧的流速，实现了二次电网侧的供热调节目的。②二级电网循环水泵变频控制。PID控制可以在二次网的进水和退水压力差上进行，即使最差的点也可以处于正常加热状态，压力差设定点可以结合经验参数确定。③化妆泵变频控制。一般情况下，应根据二次网的背压，将自动水位信号与预设压力值进行比较。当实际值小于设定值时，表示系统处于电压状态，启动水泵给系统充水。在对PID进行合理控制的背景下，调整超行程泵的转速，以实现二次网上自动跟踪的目标。④保护。第一，压力损耗保护的功能。如果回水压力低于第一个限值（水轴突设定值）且高于第二个限值（最小限值），循环水泵将自动锁定。此时，自动供水轴泵投入运行，充水。当自动喷水灭火系统运行过程中反馈压力持续下降时，阿库斯托光学报警系统启动并报警布置机构。第二，叠印保护的功能。主要是为了达到二次网的供水压力，超过上限时自动锁定循环水泵。第三，关机保护的功能。停电后，电动控制阀会自动关闭，热源也会关闭。在这种情况下，控制器和变频器会自动复位，使设置的参数和运行状态参数始终处于断电前的状态[7]。