集中供热系统热力站及供热管网节电技术探讨

 　摘要：随着社会的发展与进步，重视集中供热系统热力站及供热管网节电技术具有重要的意义。集中供热系统中热力站和供热管网是连接热源与热用户的重要环节,它们起到了热量的转换、调节、分配、计量、检测的作用。本文主要介绍集中供热系统热力站及供热管网节电技术探讨的有关内容。 

　　关键词供热系统；热力站；节电技术；供热管网； 

　　中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号： 

　　引言 

　　 集中供热系统的热力站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是根据热网工况和不同的条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求；并根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。 

　　1、供热管网运行调节的方法 

　　供热节能主要通过减少供热量、热量分配均衡来实现。 

　　1.1减少供热量 

　　随着室外气温的不断变化，热网热负荷也在不断变化，供热量最小值就是为满足采暖建筑的国家采暖标准要求时所供的热量，也就是说，总供热恰好与基本的总需求相等，供热量小于需求量说明供热不达标，供热量大于需求量，说明用户散热加大，造成热能浪费。因此，在供热运行时，需要适时地调节热网，从而使得供求热量相等，并且始终维持在最小值。 

　　 1.2热量分配应均衡 

　　为了避免因热网的水力失衡、造成冷热不均现象发生，在热量分配上，应尽量使每个热用户室温均衡。这样调整后使得冷的用户室温达标了，热的用户室温超标也减轻了，从而减少了热能的浪费。热网节能前的基础就是热网的平衡，并且供热调节的前提条件就是热网的平衡。不同的供热调节方式，需要不同的热网平衡技术。 

　　2、供热管网运行调节的实用设备 

　　热网平衡设备的功能主要是利用流量输配基本规律安全实现流量按需分配，介绍几种比较常用的设备：自力式流量控制阀、压差阀、均流阀、温控阀。 

　　2.1自力式流量控制阀 

　　分自动和手动两部分，自动部分由自动阀瓣、弹簧和膜片组成，手动部分由手动阀瓣、刻度尺组成，二者由一个公共的腔体有机地结合在一起。手动部分两边的压差通过导压管作用在膜片的两侧，手动部分设定流量大小，自动部分保持手动部分两边的压差不变，从而保持设定的流量不变。 

　　2.2压差阀 

　　稳定被控阻力件的压差，使回路之间相互独立。被控阻力件两边的压差通过导压管作用在膜片的两侧，当被控阻力件两边的压差增大时，膜片克服弹簧的弹力带动自动阀瓣关小自动阀口，减小流量，从而降低被控阻力件两边的压差；反之，增大被控阻力件两边的压差，这样，就保证了被控阻力件的压差始终不变。 

　　2.3均流阀 

　　可调孔板上有几个大小不同的标准孔，在同样的压差下，每个孔通过不同的流量，它与流量阀或压差阀连用，效果最佳。 

　　2.4温控阀 

　　当室内温度高于给定的温度值时，感温元件热膨胀增大，克服弹簧弹力，带动自动阀瓣，关小阀口，减小进入散热器的流量，散热器的散热量自动减小，室温随之下降；反之，室温随之升高。 

　　3、供热管网节电技术 

　　（一）采暖热指标合理选定是节电的基础 

　　 采暖热指标是城镇供热规划设计与建筑供热设计中一个重要的经济技术评价和控制指标， 是确定集中供热系统热源规模的主要依据，一般多用面积热指标表示，即单位时间内对单位建筑面积的供热量。热指标的大小直接影响着供热系统的运行效益， 如热指标偏大，会使设备和管网的容量偏大，增大了建设投资，增加了运行成本，从而降低集中供热系统的经济性；如热指标偏小，将难以满足用户的使用要求，达不到供热效果，影响社会效益。 

　　在集中供热系统的运行管理中， 热指标又是各种量化控制的基础。当热指标偏大时，设备的运行处于低负荷比的状态， 热效率和管网输送效率会大大降低， 设备的供热能力不能充分发挥， 特别对于蒸汽供热管网能源利用效率更低，不利于节能。因此对于已有的集中供热系统， 合理确定其采暖热指标可充分挖掘已有设备和管网的供热能力， 在不增加热源和扩建管网的基础上， 达到扩大供热面积的效果。 

　　 目前我国建筑节能发展正处在第三阶段， 即建筑总节能要求达到65%， 同时要求2020 年建筑能耗达到发达国家20 世纪末的水平。而当前的各类采暖居住建筑既有节能标准为30%的，也有节能标准为50%的，而新建采暖居住建筑执行的是建筑节能65%的标准。同时，城市居民生活水平的不断提高，对所居住房屋的装修也使得建筑物的采暖热指标发生了很大变化，建筑节能状况纷乱复杂。因此， 在设计中采用以往设计规范中给定的采暖热指标是不合理的。这需要供热行业的设计人员和工程技术人员通过维护结构测试法和采暖系统测试法， 结合供热计量技术对采暖建筑热指标重新进行核算， 为不同类型建筑确定合理的采暖热指标。 

　　（二）热力站循环水泵正确的选型和安装是节电的当务之急 

　　 在水泵的选型与安装上， 目前普遍存在着一些不合理的地方， 许多时候不依照水力计算，而是死套所谓的“规定”，并层层加码或参照别人的设计、以前的设计，甚至在错误的理论指导下确定泵的型号。因此，在水泵的问题上存在大量的电能浪费。主要问题有： 

　　1、泵扬程偏高、与实际需要相差太大循环水泵扬程过高既造成了电能浪费，有时还使泵在超流量工况下工作， 使电机过载， 不得不在关小水泵出口阀门的状况下工作，进一步造成了电能的浪费，可以使电耗超过实际需要的三倍以上。如某一种水泵流量为100m3/h， 当扬程H=12.5m 时，水泵功率N=5.5kW；扬程H=20m时，N=11kW；扬程H=32m 时，N=15kW；扬程H=42m 时，N=22kW。造成水泵扬程偏高的原因一般有两种： 

　　（1） 错误地把楼房高度加在循环水泵的扬程中 

　　 这是错误认识造成的。一些人错误地把采暖系统的楼房高度， 作为选择循环水泵扬程的依据。他们把循环水泵的作用和补水定压泵的作用混到了一起， 不知道循环水泵的扬程只是用来克服采暖系统的循环阻力，而补水定压泵的扬程是维持采暖系统所需静水压强。循环水泵的扬程不应负担楼房的高度。那些把热力站的循环水泵扬程定为32m 甚至40m 的就是这种情况。 

　　（2）设计人员的保守心理和习惯的后果 

　　 这是设计人员不良的设计习惯造成。一般的设计人员都存在着保守的心理， 认为所选的设备各方面的参数大一些总比小了好，这样不会出问题。而很少去考虑怎样做才能更经济、更实用，怎样做才能使自己的设计水平有所提高， 怎样做才能使这方面的技术更进步、更先进。而且有的人一直“墨守成规”，或不加思索、不加研究和鉴别地去参考别人的设计，或随着大多数状况走，这样可不动脑，可少犯错误。这样在选择设备时就会死搬规程，或层层加码，最后再乘以一个安全系数，使所选水泵的扬程超过实际很多。不但造成了大量的能源浪费，而且往往给运行带来很大困难。若不关小出口阀门， 电机就会超载， 同时关小的阀门又增加了系统的阻力。 

　　（三） 热力站内合理照明灯具的设计、选型 

　　 我国照明用电量已占发电量的10％左右，能源供需矛盾日益加剧。如何科学、合理地节约用电， 是每个电气设计人员必须认真加以思考和解决的问题。 

　　照明节能没计应遵循的原则， 按照国家提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。我国目前的照明节能潜力很大， 一般节能方案均能达到节约20％～30％，即使按保守数据20％计算，全国节约的电能价值很可观。照明节能不等于降低对视觉作业的要求或降低照明质量， 也不能为节能而盲目增加投资，应把握“满足功能、技术先进、经济合理”的基本原则，也就是说在保证不降低工作场所的视觉要求的前提下，照度水平标准应与国际标准接轨， 采用国际上先进的照明质量评价指标， 在保证照度标准和照明质量的前提下， 尽可能减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。力求技术先进、经济合理、使用安全、维护方便，达到节约电能、提高照明环境质量水平的目的。 

　　（四）供热管网设计中的节电措施 

　　 供热管网的管径大小与建设投资成正比，与运行电耗成反比。但同时也与小区建筑物的耗热指标及采暖方式密切相关， 有时供热的发展会超出规划的设想。因此为了节电，为了给今后供热发展留出充分的空间， 热网的管径在建设资金允许的条件下， 应尽量大一些，经济比摩阻最好控制在30~50Pa/m。这样还可以同时提高管网的水力稳定性。另外应大胆推广在安定理论指导下的直埋技术，采用无补偿（或少补偿）、无固定墩的直埋技术。 

　　（五）提高供回水温差是节电的重要途径 

　　根据热量计算公式：Q=G×C×（Tg-Th） 可知， 当供热系统向热用户提供相同的热量Q时，供回水温差△T=Tg-Th与循环水量G 成反比例关系。即系统的供回水温差大，则循环水量就小，水泵的电耗就会大大降低。由此公式可以发现一个规律： 当供回水温差提高到原来的两倍时， 循环水量也降至原来的二分之一，而管网的沿程阻力降至原来的四分之一，而水泵的功率要降至原来的八分之一。可看出，提高供热系统的供回水温差，可大大降低运行电耗。同时由于阻力损失的大幅度降低，可以使有中继泵站的供热系统， 取消了中继泵站， 节省了建设投资和中继泵站的运行费用。 

　　结束语 

　　 能源是国民经济发展的物质基础， 电能是在各行业中应用最广泛的一种二次能源。供热企业是耗电大户，各种水泵、风机都用电。如果系统设计不合理，设备选型不当，很容易造成电能的大量浪费。因此，为消除用电过程中电能的浪费现象，提高电能的利用率，必须采取技术上可行、经济上合理和不影响环保的一切节约电能的技术和措施， 合理有效地利用电能源。 

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