集中供热系统中换热站运行的优化措施探索

集中供热系统中换热站运行的优化措施探索

牛露 ,李秋实

中国启源工程设计研究院有限公司

中国轻工业西安设计工程有限责任公司

陕西省 西安市

710018

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摘要：随着社会经济平稳快速发展，人们的物质生活水平也更上一层楼，同时对于生活品质的追求也愈来愈高。供暖在改善室内环境、提升人们生活品质方面的作用不容小觑。集中供暖作为当前城市供暖的主要方式，为适应当前节能环保的相关要求，换热站运行的优化措施值得探索，进而推进实现节能降耗的目标。基于此，文章围绕集中供热系统中换热站的优化进行了详细的论述，以供参考。

关键词：集中供热；换热站；优化及运行

1 引言

近年来我国城市供热系统得以不断完善，供热系统服务范围得到不断扩大，不仅实现了资源的有效利用，而且在很大程度上降低了供热过程中给环境所带来的污染，对于城市的绿色发展起到了极其重要的作用。但在当前供热系统中，由于设计上还存在着一些不足之处，在供热过程中资源浪费现象还较为严重，所以需要对供热系统的运行进行优化，从而更好的提高能源的利用率，提升供热的质量。

2 集中供热系统换热站运行存在的问题

2.1循环水泵输出量无法及时调整

在集中供热系统运行过程中，换热站内循环泵输出量不能根据供暖需求和管道压力及时进行调整。当用户对供热需求量增加时，换热站内热水供应不足，导致室内温度无法达到用户指定的需求；当用户对供热需求量减少时，热水供应量不能及时减少，供热量超标，造成能源浪费，同时二次管网超压，严重时甚至导致管道破裂，直接导致换热站运行故障，影响用户的正常取暖，给供热企业带来较大的维修成本。

2.2换热站内部设备及仪表无法及时更新

集中供热系统中，由于运营维护、资金等问题，一些年久的换热站无法及时维护或更新内部设备。导致换热器的换热效率降低、水泵的运行效率降低等问题。此外，一些传统的仪表存在数据指示不准、感应系统不灵敏等问题，不能及时反映换热站内热水的流量、温度、压力、及系统补水量等参数，导致换热站工作人员对系统运行状态判断延迟甚至出现错误，无法及时消除运行故障，更不能做到节约能源。

2.3换热站实际供热量和建站热负荷不一致

集中供热系统中，换热站内的管网及设备一般都是根据发展热负荷一次性投资建设的，换热站设备如换热器、循环泵、补水泵、软化水箱、软水器等也是按设计参数安装投用的。但在实际运行过程中，由于小区入住率及同时使用系数的问题，导致换热站的实际供热量和建站热负荷存在着不一致的现象，部分换热站实际供热量远小于设计热负荷，可能导致循环泵空转气蚀、管网超压泄漏、末端循环不畅、水利失衡等问题。此外，部分换热站实际供热量可能已经超过建站热负荷，无法满足热用户采暖需求。

3 通过选择设备来对换热站运行进行优化
 

　　3.1选择合适的换热器
 

　　在换热站运行过程中，换热器作为其最为核心的运行设备，需要合理的对换热器进行选择，这样才能确保供热系统运行的经济性和可靠性。选择换热器时，不仅单纯的考虑供热量，需要对一次侧及二次侧的供热介质温度、换热器的传热系数、换热器本身的保温以及站内具体的供电通风情况等诸多的问题进行综合的考虑。通常情况下所选择的换热器都需要满足所有用户热负荷的百分之十至百分之十五左右。在对换热器进行选择时，还需要根据供热面积（同一分区）来确定换热器的容量。一般情况下，供热面积在5万m2以下的换热系统，由一台换热器进行供热；供热面积在5万m2以上的换热系统建议由两台换热器联合供给。当利用两台以上换热器并联运行时，一台停止工作时，剩余换热器的换热量应保障供热量的需求，寒冷地区不应低于设计供热量的65%，严寒地区不应地区设计供热量的70%。确保在故障时供热系统能够保证基本的供热量，并且在热负荷较低时，可以仅运行一台换热器，对于节约能源、减少系统运行的耗电量有显著的作用。在选择换热器类型时，则需要根据换热站的空间布局来选择适宜的型式，这样不仅有利于安装，对于后期的运营维护也具有较大的便利。
 

　　3.2对水泵的选择
 

　　3.2.1科学选择循环水泵
 

　　换热站内的循环水泵位于二次侧，根据供热量及设计温度，能够计算出循环水泵的流量。根据换热机组、换热站内部管道二次侧阻力，二次侧室外管路最不利环路阻力及最不利用户内部系统阻力，能够计算出循环水泵的扬程。选择水泵的流量、扬程时，应对其耗电输热比（EHR）进行计算并满足要求。循环水泵台数不应小于2台，其中1台备用。实际运行过程中，系统的热负荷及供回水温度是时刻变化的。因此水泵的运行状态点是在水泵G/H特性曲线上瞬时改变的。选择在工作点附近较为平缓的特性曲线，有利于维持系统运行的稳定性。2台以上水泵并联运行的情况下，选择陡降型特性曲线的水泵更为合适，并联后总流量增量大，切换至单台运行时过载风险更小。除此之外，还应对系统的循环水泵承压问题进行一定的分析，水泵连接在系统不同位置时，对其承压能力的要求也不同。

　　3.2.2对补水泵的选择
 

　　补水泵在供热系统中起到补水定压的作用。供热系统在运行过程中，由于跑冒滴漏、系统水温变化、用户放水、放气等情况，在运行过程中会产生一定的损耗，这时就需要补水泵对损耗的水量进行及时的补充，同时结合电磁阀、安全阀，稳定系统的压力，使供热系统不倒空、不超压，从而确保系统的高效稳定运行。补水泵的流量应根据系统循环流量及供水温度等条件进行选择。当设计供水温度高于65℃时，可取系统循环流量的4%~5%；当设计供水温度等于或低于65℃时，可取系统循环流量的1%~2%。循环水泵的扬程应在补水点压力的基础上考虑30-50kPa的富余量。补水泵台数不宜少于2台，可不设备用。同时，选择时应避免选择功率过大的补水泵，导致资源的大量浪费。

4 换热站自控系统的应用

4.1换热站自控系统

配置换热站自控系统的目的是在保证供热质量的前提下，实现供热系统经济运行的最大化。为此，就需要制定出一套科学、合理的实施方案。根据供热系统的复杂程度和规模大小，可以选用性价比较高的自控设备，比如：选择可编程逻辑控制器（PLC）。在设计的过程中，还要充分地考虑系统的稳定性、安全性、可扩展性。利用可编程逻辑控制器（PLC）进行恒压变频调速系统的设计，可以通过对室外温度进行连续性的采集、反馈，使二次网的供水温度实现实时调节的功能，从而有效地保证了换热站与用户之间供热负荷的匹配，使室内温度保持在一个稳定的数值范围内。

4.2换热站自控系统的应用效果

换热站自控系统的应用效果主要表现在以下三个方面：第一，能够降低热能的消耗。换热站作为一个中转站，其建立的意义就是为了匹配用户供热系统的运行温度及运行压力，实现用户的供热需求，在这个过程中，减少热量的损耗尤为重要。而换热站自控系统方案的实施，不仅可以更好地将热能均匀地分给用户，还可以对供热系统的流量和温度进行及时地调节，省去了人工处理的滞后性，在一定程度上避免了滞后调节造成的经济损失；第二，能够降低用电量。在换热站自控系统中可使用循环水泵变频设备，通过调节变频器的频率改变系统的循环流量，不用阀门去调节系统的循环流量，减小由于阀门节流引起运行阻力的增加，从而实现降低用电量的功能。此外，水泵变频设备能延长水泵的使用寿命，防止其运行事故的发生。第三，能够降低人力成本。在供热公司中，若换热站使用了自动化控制系统，可在极大程度上提高公司自动化的整体水平，还实现了换热站无人值守模式，只需要少量的人员进行查岗，就能保证设备的正常运行和安全，这大大地降低了供热公司的人力成本。

5 结语

供热是一项关系到国计民生的大事，在供热过程中需要消耗大量的能源，还会给环境带来较大的污染，所以需要对供热系统的运行进行优化。换热站作为供热系统中直接面向广大用户的重要组成部分，对其运行进行优化是一项十分复杂且重要的工作。不仅需要科学合理的对换热站内的设备进行选择，还要提升设备的自动化水平，这样才能确保换热站运行的高效性，降低运行过程中的热量损耗，确保供热系统运行的经济性和可靠性。

参考文献：
 

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