热力站的节能设计

热力站的节能设计

赵叙博

新疆化工设计研究院有限责任公司 乌鲁木齐市 830010

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，我国重要基础设施建设取得了显著的成效。热力站是我国北方地区公共设施的一部分，通过热力站，可以把热源厂的高温热源转换成用户所需的低温热媒用于生产和生活。近年来，城市供热规模逐渐增大，但高能耗、高损失、低效率的缺点一直存在，其中热耗是热力站主要能耗指标，电耗则为次要指标，水耗相对较小。目前，对于普通民用建筑采暖供热，采用热水作为热媒的热效率相对较高，输送距离也较长。另外采用间接连接方式，能够减少供热成本，增强供热系统的安全性和可靠性，因此，本文就热力站的节能设计展开探讨。

关键词：供热；热力站；节能

引言

供暖系统在运行中，管路的建设及稳定运行对于供暖的实施至关重要，尤其是管网管路中各管路的设计及动力装置的配置，都要进行科学的设计，相关的设计水平决定着供暖的效果和社会效应，因此对于集中供暖管网的优化就显得尤为重要。

1供热系统中存在的主要问题

1.1资源利用率低且带来的污染严重

进行供热系统改造的初始原因是资源的投入与产出不成正比，大量的热能资源投入不仅没有带来预期效益，反而造成环境污染等衍生问题。热能的利用率低主要是因为供热系统的功效老旧，无法提升燃烧效率。我国很多地区的集中供热系统都未经过升级改造，依然采取燃烧锅炉的方式进行供热，设备老旧导致燃料无法最大化燃烧。设备运行效率逐年下降，空气污染逐年加剧，周边环境质量逐年下降。

1.2水力平衡

利用热力站管网为用户提供热能时，如果某一用户的流量发生变化的情况下其他用户的流量不会发生变化，这就是水力平衡。根据水力平衡状态的不同又可以分为静态和动态两种不同的方式。对于热力站管网来说如果想要保持静态水力平衡，就需要在管网设计时利用静态水力平衡阀的作用对管网中的阻力数比值进行调整，将其控制在一个合理的范围内，这样在管网末端的设备才能够达到设计流量。如果热力站管网要保持动态水力平衡就需要在管网设计时利用动态平衡设备的作用对管网中的流量进行控制和调节，以保证管网中的流量不会由于用户设备流量的变动而发生变化，从而增强末端用户设备之间的干扰性。

2热力站的节能设计

2.1监测仪表和自动控制装置

热力站必须设置供热参数监测系统和自动控制系统，并应符合《城镇供热监测与调控系统技术规程》。监测系统包含监测并记录一级管网和二级管网的供回水压力、供回水温度和供回水流量等参数，还有二级管网的补水量。监测系统应能及时采集、显示存储和运算各个热力参数，实现监测和报警功能，使整个供热系统安全可靠的运行。自动控制系统包含对一级管网供水流量的调节和热量瞬时积分运算功能、连锁控制二级网供水温度、循环泵和补水泵的变频转速。为了满足系统的热量供需平衡，热力站应安装气候补偿仪。气候补偿仪主要包含室外气温传感器、气候补偿节能控制器、温度传感器和执行元件等。供热时间段内，气候补偿器可根据室外温度参数和已设定的温度设计值进行比较，调节一级网侧的供水流量，二级网的供回水温度则作相应改变，从而实现了一级网的量调节和二级网的质调节，避免不同区域用户的室温产生较大偏差，达到节能目的。相比手动调节，气候补偿仪的自动调节可以减小人为手动调节的滞后性，进而节约热耗。

2.2对循环水泵和补水泵增加变频控制器

在改造过程中，应对每台热力站的循环水泵都增加变频器，且变频器唯一，通过这种方式可以确保每个热力站根据设计情况进行针对性的调节和处理，从而达到智能化的控制效果，同时也便于每个热力站对自己对接的水泵的运行状态进行有效的控制和监测，通过对监测结果的不断调整达到效益最大化。对于补水泵，需要结合目前的实际情况对压力传感器进行针对性管理和控制，确保及时收集入口的压力信号，灵活利用补水泵的变频装置可以有效热力站系统的各项数据，从而进行监控和补水调整，确保实施操作的合理性。

2.3建筑的智能热控制

第一，对其进行实时优化，首先对相关的户外信息进行有效分析，为了满足本地用户的需求，需要对当前的室温进行调节，从而达到预想的温度。第二，通过控制系统中的驱动算法，初步了解建筑特性和用户习惯，并定期更新这些信息，使用者还要结合自动学习系统，对每日或每周的时间表进行设置。第三，用户不仅可以设置成自动控制，还可以对所有系统进行手动控制，不仅如此，系统还会自动对用户提供反馈意见。第四，对系统进行远程操控。在智能系统中，如果运用PID这种高级算法，就可以开启自动匹配功能，从而使房间自动开启预热功能。当到达设定的时间，便可达到设定的温度。因此，为了测算出预热房间需要的时间，可以利用PID控制算法把准确的结果测算出来，进而在这个时间过后回到期望的室内温度。此外，还要在PID控制器上安装温控器，使温度一直保持在稳定的状态，以免由于温度过高发生安全事故。事实上，它可以根据温度给出相应的指令，使其停止加热，当预期温度降低时，它又可以使用残余的热量将温度往上调。

2.4定速和变速水泵并联控制

在供暖系统的水泵配置中，无论并联还是串联一般选择是定速水泵，且水泵一直处在工作状态有时会超负荷运行，长此以往就会造成水泵性能降低甚至损坏失效，失效后只能停止泵送进行修理，直接影响居民取暖。因此为避免此种状况发生，解决的方式是使用定频和变频两种水泵，一个水泵定速工作，另外的水泵变速工作，将其并联连接进行控制。在实际应用中，当系统管路中水流很小时，从节能角度考虑可以控制变速水泵进行工作，变速水泵可以实现比定速水泵更小的供水控制；当系统管路中需要水流中等流量时，可以使定速的水泵进行工作，这样定速水泵就可以完成要求；当水流继续增加较大值时，就可以将定速和变速水泵同时开动，这样一台定速水泵加一台变速水泵完全可以满足调节要求，以达到控制的目的。

2.5做好管网的监控工作并及时修正问题

除日常监控外，定期重点巡检非常重要。日常监控，主要观测在运行过程中是否出现热能提供异常降低或异常增长的情况，从而判断管网整体的稳定性。定期重点巡检，需要技术人员检查整个管网的情况，确认管网是否存在老化、漏水，管道连接处的零件是否损坏等情况，通过定期巡查可以及时发现问题，对于易出问题的环节重点加固，保证整个管网正常运行。在热力站系统改造中，除了采用传统的改造手段外，还可以引入一些创新技术来提高系统的效率和可靠性。比如，可以采用地源热泵、太阳能热水器等新型能源设备，以替代传统的锅炉和燃气设备等，从而实现更为环保和节能的供热方式。此外，还可以加装一些智能监控设备，如智能温控器、智能电表等，以实现对供热系统的实时监测和控制，从而更好地保障供热系统的安全和稳定运行。这些设备的使用不仅可以提高供热系统的效率和可靠性，还可以降低能耗，减少环境污染，符合现代人们对环保和节能的追求。另外，在选择智能控制系统时，不仅要考虑系统本身的性能和稳定性，还要考虑与其他设备的兼容性，以及系统的可扩展性和可维护性等因素，以确保系统能够长期稳定运行，并不断地优化和改进。

结语

热力站的节能降耗，直接关系到供热效果以及运行经济指标。以上所述热力站的设计节能措施，都是可靠可行的，只要在首次设计或二次改造中积极实行和落实，就可以为供热企业创造较好的经济效益，还可以提高供热用户的舒适度。

参考文献

[1]杨亮.节能技术在集中供热系统改造工程中的应用[J].江苏建材,2022(3):104-106.

[2]辛丽君.节能技术在集中供热系统改造工程中的应用[J].山西建筑,2019,45(8):162-163.

[3]熊会祥.节能技术在集中供热系统改造工程中的应用[J].智能建筑,2022(10):84-86.
作者简介1988-06-28，男，籍贯：河南省商丘市人，本科，汉族，中级职称，现在主要从事暖通供热设计工作  
身份证号码：411424198806283350