换热站节能降耗中存在的问题与解决途径.pdf

第 1 期2024 年 2 月现代盐化工Modern Salt and Chemical IndustryNo.1Feb.,2024换热站节能降耗中存在的问题与解决途径李 节中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳 471003作者简介:李节,男,广东茂名人,中级工程师,硕士,主要从事重油加工技术开发工作。摘要:随着我国城镇化和工业化的不断推进,城市供暖系统规模日益扩大,结构日趋复杂。换热站作为供暖系统的重要部分,其建设和运行受到广泛关注,相应的技术研究也随之兴起,根据供暖系统的实际运行状况,集中分析国内外先进技术和运作经验,探索解决实际工作中存在的能耗高、供暖效益不足等问题。关键词:换热站;节能降耗;研究意义;工作原理;问题与解决途径 目前,国内换热站普遍存在效率低、能耗高的问题。因此,提高换热站的运行效率、降低能耗成为一项重点工作。1 换热站节能降耗研究的意义在供暖节能领域,各类节能技术与装备已被广泛运用,然而,人们对换热站节能潜能的认识却很少,导致其能效提升难以实现,能源效率高低不一,已成为管理者日益关注的问题。要想提高换热站供暖的节能效果,就需要在对系统的运行状况有清晰认识的基础上,对真实的运行数据进行深入的分析和评估,让管理人员能够更好地把握和发现存在的问题,并制定出合理的节能改造计划。因此,完善换热站节能降耗研究,对换热站建设意义重大。2 换热站控制系统概述2.1 换热站简介及工作原理换热站作为中央供暖系统的中心,其工作状况对供暖质量有很大的影响。换热站的工作原理:热源经一次供暖网络将高温热水送至换热站,在热力站内部进行换热,然后将热量传送至二次网的循环水,最后通过二次网的循环泵将热水送回二次网的回流管道。2.2 换热站控制系统2.2.1 换热站控制装置换热站控制装置不仅可以对一二次网供水流量、供回水温度、供回水压力和循环泵转速、补水状况等进行监测和调节,还可以对水泵转速、流量等参数进行远程控制。2.2.2 上位机监控操作站操作站采用以太网模块与现场站进行通信,采用GPRS 技术与分区供暖控制器进行通信,实现对各个换热站现场控制站和智能化分区供暖控制器监测参数的集中监测。2.2.3 智能分区控制器智能分区控制器利用“pang-pang”控制技术,对自力阀和旁通阀结合形成的限流旁路阀进行控制,当达到设定的最低温度要求进行加热时,此阀门就会闭合,为用户供给热水;相反,当达到设置的温度上限时,旁通阀门打开。3 换热站节能降耗存在问题目前,能源已成为制约世界各国经济发展的一个关键因素,如何对能源进行科学开发和高效利用,是当前国际社会普遍关心的课题,也是各行各业的研究热点。近年来,在国家大力推行节能减排政策的背景下,换热站作为一种能量转化与再利用的装置,其节能问题日益引起人们的关注。然而,在实际操作过程中,由于诸多因素的作用,这些问题仍然较为突出。3.1 硬件设施问题在我国,相当一部分换热站建于计划经济时期,因为当时的建筑标准不够科学,加上长时间的不合理管理,导致整个换热站在运行过程中出现多种问题。目前供热系统中存在着供暖区域小、供暖指数偏低、供暖效果不佳等问题。(1)这些换热站的供暖面积一般偏小,许多集中换热站的供热面积难以满足城区扩张的速度,尤其是老城区,这种情况尤为明显,在使用这些换热站时,为了保证供暖的正常进行,必须超量供暖,才能满足居民的需求。(2)很多换热站都出现严重的隔热层脱落,保温511第 1 期2024 年 2 月现代盐化工经营与管理No.1Feb.,2024性能不足的问题,有些换热站甚至没有隔热层,这就造成次级网的暴露,不仅浪费大量的热量,而且对日常作业带来不少隐患。(3)阀门、污垢清除器、热交换器等各种附属设施的腐蚀现象十分严重,由于长期保管不到位,以及缺乏良好的管理,这些设备出现了严重的品质问题,不仅无法正常使用,还会浪费大量的能源。3.2 换热站建设问题在换热站施工过程中,出现选材不当和换热站阻力损耗偏大等问题。换热站是供热系统中最重要的设备,也是供热系统能耗最大的一环。在以往的诸多设计中,设计人员都只是以热交换为基础来进行初步估计,而没有对设备进行严格的挑选和计算,造成设备在投产后经常无法达到特定的运行要求,并且换热装置的阻力损耗问题也十分突出。3.3 换热站规划问题有些大型换热站在规划和施工中,过度强调换热站的局部作用,没有进行整体和长期的考虑,这就使得换热站的各项设施在实际的建设和使用过程中存在一些问题。例如:在挑选水泵时,设计者都是从长远的角度来考虑,而在修建管线时,却按照近期的流量需求来进行施工,这就使得水泵的作用没有得到很好的发挥,在很大程度上限制了设备的最大功效。3.4 管理问题在目前的换热站管理制度中,很多单位还沿用传统的管理制度。因此,在具体的管理过程中,换热站管理水平与实际供暖需求不适应。另外,用户在未经允许的情况下,随意将一次阀开启,破坏一次电网的流量平衡,造成供热过剩。在这样的情况下,我国节能减排的难度加大,能源消费形势仍然严峻。3.5 数据利用问题没有对海量的实际操作数据进行深入的分析和利用,使得管理人员很难对其中的隐患进行准确的把握和检测,无法对其进行及时维修,很难确保整个系统的安全性。与此同时,节能降耗工作缺少一个可操作的切入点,使得管理者无法依据具体状况来制定相应的决策计划,这样就无法达到既定的管理目的。4 换热站节能降耗解决途径随着社会的发展,以及人们对节能和环保的认识不断提高,节能和安全已经成为各个行业的首要任务。因此,在实际生产过程中,怎样才能实现节能减排的目标,成为业界关注的焦点。根据目前集中供热换热站所存在的有关问题,在节约能源方面,应从如下几个方面进行科学的预防。4.1 实行有力的管理措施持续增强换热站管理效益,逐步形成了一套完善的热源、管网和换热站的一体化管理系统,在此基础上,实现对企业与用户的统一管理。该管理制度的实施,既要根据所采用的换热站的具体情况对其进行分类和归纳,逐步淘汰高能量消耗、低稳定性、高故障率的各类设备,又要在日常工作中进行设备零部件的清理,清除设备表面的各类污垢,保证设备的清洁、整齐。4.2 标准化作业规程,建立完善的供热管网设施运行和换热站管理体系 (1)在换热站的循环水泵和补水泵等电气设备上安装变频调速装置,对换热站的电能进行调整和控制;通过对装置的工作状态进行合理配置,可以减少能源消耗。(2)针对本区域的气候特点,结合当地的具体条件,制定切实可行的行动计划。可在不同季节、气候情况下,对装置的操作方式及参数进行适当的调节,使其达到最优的节能效果。采取上述措施,既能保证日常作业的有序开展,又能达到节能降耗的既定目标,构建换热站的标准化作业和管理流程。4.3 强化管线的隔热性能为了提高换热站的运行效率,达到节约能源的目的,必须强化管线的保温性能。(1)要加强对管材选择、施工过程中的质量控制,以保证其具备较好的绝热、耐久性能。(2)要对管道保温层进行周期性的检测与维修,对损坏、老化部位进行及时修补。另外,还可以利用智能控制系统对管路的温度、流量进行自动调整,最大程度提升节能效果。通过对管网进行保温处理,可以有效地降低热网的热损耗,减少热网的运行费用,改善供热管网运行效率。(3)应加强供热管网的设计与施工,保证供热管网的标准化、自动化水平,增强供热管网运行的实际效益。循环水泵、去污方法、冷热器、补水泵软水系统等均需有较好的配套体系,才能保证换热站的正常运转,实现高效低耗操作。4.4 供暖自动控制系统的应用近年来,随着计算机技术、信息技术和网络技术的飞速发展,各个行业都在逐步走向生产、生活自动化,这也为供热工作的运行管理开辟了一条新的路径。实现换热站的自动化管理,对于提高供热管网的管理效能意义重大。在换热站的日常运营管理中增设自动化装置,可以实现对供热管网的在线监控、调节和远程操作。供暖自动控制系统的应用,有效地克服了以往依靠人工经验造成的设备失效问题。采用集中式自动管理以及节能技术,是当前换热站运行管理的最佳选择。611第 1 期2024 年 2 月现代盐化工Modern Salt and Chemical IndustryNo.1Feb.,2024该系统基于计算机自动监测和自动控制平台,对运行参数进行实时采集、汇总、比较、分析,并给出改进指令。4.4.1 温控模型从目前国内换热站供暖自动控制的发展情况来看,大部分都是采用热网控制的温控模式来进行供暖控制。然而,如果只对温度进行控制,则会使控制时间延长,且稳定性不佳,因此采用热控制的方法来调节。通过对各个供暖管道的温度、压力、湿度等参数的测量,实现对各个供暖管道的实时监控。然后,根据预先确定的程序,对供暖网络中的水泵、调节阀进行控制,达成对热交换设备及供暖系统内部的自动化控制要求。换热站供暖自动控制系统需要采集各热网的资料,经过系统的分析,才能将资料传送给各热网。通常情况下,数据传送都是通过智能化的方式实现的。(1)为了确保数据的安全、稳定和精确传输,必须采用先进的硬件和软件。比如采用数字式温度传感器,不仅可以直接地将温度数据显示出来,而且还可以将温度信号转化成数字信号。数字式温度传感器具有高灵敏度、高精度的特点,能确保数据的完整传递,并能以科学而准确的方式将资料传输给用户。(2)还要建立畅通、稳定的通信网络,以确保相关信息的实时、快速传递。由于数据是直观的,必须配备一个完善的、有效的通信网络,确保数据的实时传输,实现对系统的实时安全控制,减少系统能耗,改善采暖质量。4.4.2 远程控制方式采用远程控制方式实现供热自动化,为供热管理提供了极大的方便。在自动控制中,远程控制系统主要采用先进的计算机网络技术,随着这一技术的日趋成熟和广泛应用,远程控制技术在工业领域也较为常见,增加了供热管网设计的针对性和科学性。大量采用远程控制方式,不仅增加了换热站的可靠性和灵活性,同时还减少部分绝缘设备、线缆等的使用,更利于节省成本。电力设备的智能化程度越来越高,为换热站远程控制的实施提供支持。5 结语在供暖过程中,要从设计和运行管理两方面着手,以达到节能降耗、提高供暖品质的目的。换热站的节能工作关系到国家和人民的切身利益,应引起广大供暖企业的高度重视,并从管理、技术等方面进行改革,这样才能更好地改善供暖质量,促进供暖事业的有序发展。参考文献:1 马文辉.基于 K 均值聚类算法的换热站负荷分类及节能分析J.节能,2020,39(10):59 61.2 刘春蕾,张梦茹,王毅,等.基于神经网络 PID 调节的换热站自动控制系统研究J.区域供热,2022(3):143 148.3 张思瑞,李昊,张庆,等.考虑配电网容量约束和建筑热惰性的城市换热站电制热补热优化配置方法J.现代电力,2023,40(2):249 258.健全安全规章制度,落实安全生产责任711