热网监控供热区域节能分析

                              ——宝鸡市热力有限责任公司 罗文杰  李红军       

    摘要：随着城市集中供热规模扩大，集中供热系统，供热半径不断扩大，一次热力管网的水力失调问题非常严重，传统的调节设施、调节方法已无法解决。热网监控系统，引入全新的自动化控制调节思路，对水力平衡、节能降耗方面起到了至关重要的作用。宝鸡热力公司率先在西部地区实施热网监控系统，通过一年的运行实践，笔者作为该系统的实施者和使 用者对运行的实际情况写出来供大家参考。

    关键词:热网监控、节能分析

    1、概况

    宝鸡市热力公司热网监控系统于2008年冬季供热运行前，已在宝鸡热电公司、玉涧堡热源两个供热区域36个热力站建成投运。在这两个热源供热区域内的全部公建热力站，对一次网电动调节阀采用一次网流量或二次网供回水温度控制策略实现遥调，对热力站内一、二次网供回水温度、压力参数、补水箱水位等实现遥测，对热力站二次网循环泵、补水泵等实现遥控，基本实现热力站的智能化管理；在这两个热源供热区域内的全部用户自建热力站，通过对用户控制井内加装自力式流量调节阀一次性控制一次网流量。经过08年度冬季供热运行后分析，热源、管网、热力站运行稳定，节能效果明显。

    2、问题提出

    供热能耗主要是指建筑热耗和运行电耗。建筑热耗主要与建筑物建筑面积及围护结构、当地供热企业运行时间、管理水平、当地冬季室外平均温度、冬季室内采暖平均温度、使用建筑物用户节能意识等因素有关；运行电耗主要是热源站或热力站采用定流量运行模式或变流量运行模式一、二次网运行消耗电能。对于特定城市宝鸡本次着重探讨宝鸡热力公司部分供热区域实施热网监控，企业运行管理水平显著提高后，建筑供热单位能耗是否下降课题。

    3、具体分析

    3.1、分析依据

    07、08年度各热源供热区域内实际供热面积统计

    07、08年度各热源站及各热力站运行参数记录

    07、08年度热用户室温测量记录

    04～08年度各热源站供热量记录

    以上记录较多本次不一一列举。

    3.2分析办法确定

    根据供热能耗主要因素特点，对于某一城市集中供热区域，当地建筑物维护结构，当年供热期、冬季室外平均温度，用户室内平均温度等基本相同，供热单位能耗多少与供热企业运行管理水平有密切关系。供热企业引入热网监控系统，以自动化控制策略成功解决热网初调节难题；供热管网能高效运行、室外温度变化能适时调整供热参数，运行调节方便快捷，供热单位能耗与未实施热网监控系统供热区域比较明显下降。同时因为每年度供热状况不同，导致各年度单位消耗不尽相同，所以供热单位消耗不仅要在每年度内不同热源及供热区域作横向比较，还要在各年度根据冬季室外平均温度消耗作纵向比较。通过比较，方能充分体现实施热网监控系统的节能优越性。

    3.3纵向分析基数确定

    04年以前，宝鸡热力公司供热单位能耗只有电耗，热耗因没有计量装置而一直空白。04年热计量装置安装后，计量数据计算统计后如下：04年度，0.457GJ/M 2  、采暖期; 05年度，0.475 GJ/M 2 、采暖期；06年度，0.436 GJ/M 2 、采暖期；07年度，0.421GJ/M 2 、采暖期；08年度，0.418 GJ/M 2 、采暖期。通过对以上数据综合分析，06～08年度，宝鸡地区冬季室外平均温度相差不大，供热运行相对稳定，供热企业运行管理水平提高并引入先进的节能调节设施，单位热耗相当且呈缓慢下降趋势。笔者认为选06、07、08年度单耗数据均值暂定为纵向分析基数，即分析基数=0.425 GJ/M 2 、采暖期。

    4、分析比较过程(以07、08年度记录为例)

    4.1数据择录

    07年度:（单位：M 2  ，GJ ，GJ/M 2 、采暖期）

    08年度:（单位：M 2  ，GJ ，GJ/M 2 、采暖期）

    4.2分析计算说明

    4.2横向比较

    4.2.1 热网监控区域与新建路热源供热区域:

    单位面积节热：0.504-0.385=0.119 GJ/M 2 、采暖期

    总节约热量：150×0.119=17.85万GJ

    节约率：0.119÷0.504=23.6%

    4.2.2 热网监控区域与29MW热源:

    单位面积节热：0.400-0.385=-0.015 GJ/M 2 、采暖期

    总节约热量：60×0.015=0.9万GJ

    节约率：0.015÷0.400=3.8%

    4.3纵向比较

    4.3.1热网监控区域与07年度同区域：

    单位面积节热：0.420-0.385=0.035GJ/M 2 、采暖期

    总热量：313×0.035=18.96万GJ

    节约率：0.035÷0.420=8.3%

    4.3.2热网监控区域与纵向分析基数：

    单位面积节热：0.425-0.385=0.04GJ/M 2 、采暖期

    总热量：523×0.04=20.92万GJ

    节约率：0.04÷0.425=9.4%

    4.4分析说明

    4.4.1宝鸡热电公司与玉涧堡热源并网运行，新建路东、西区热源并网运行，耗热量统一考虑。

    4.4.2实施热网监控后，不论作横向比较还是纵向同一地区比较、纵向分析基数比较，从记录数据显示热网监控区域单位热耗均明显下降。单位热耗下降原因主要有以下两方面：一是07年度，各热源供热区域均未实施热网监控，供热运行管理水平基本一致，单位热耗也相当；08年度，部分区域实施热网监控后，热网运行管理引入先进管理理念，调节设施先进、运行策略可控、热量按需分配，调度快速统一，单位热耗指标降低明显，真正实现了节能降耗。二是08年度冬季室外平均温度比07年度稍高，但这两年平均温差不会超过1℃ 。若按1℃考虑，冬季室外平均温度对单位能耗的影响不会超过4.3%。

    总体看来，除29MW热源外，宝鸡热力公司其余热源节热率保守估计均在4%以上，节约热量非常可观，经济效益特别显著。

    4.4.3实施热网监控后，在玉涧堡热源末端人民街热力站供热效果明显提高的情况下，热源循环总流量下降50T/H；热源处热网循环泵实际运行电流平均由34A减小到32A，循环泵节约电耗5.9%。

    4.4.4新建路热源热耗与热网监控区域横向比较，节热效果特别明显。其原因如下：一是该热源总热量包括夏季制冷和生活热水热耗，每年夏季耗热量为20000～25000GJ，大约占年度耗热量的2.6～3.3%；冬季生活热水用量耗热量15000～20000GJ, 大约占年度耗热量的2.0～2.6%。两项合计约占4～5%。二是该热源为宝鸡热力公司最早热源，所供用户大多为上世纪80年代建筑，建筑物维护结构基本无墙体保温，自身热耗较大；加之管网老化严重，热网漏水频率较高。三是该热源供热区域热力站建设较早，无基本手动调节设施，热网初调节还靠切断闸阀，众所周知，闸阀基本无调节性能，导致水力平衡严重失调，热耗大大增加。

    4.4.5 29MW热源热耗与热网监控区域横向比较，节热效果不很明显。其原因如下：该热源供热末端热力站距热源距离不超过1KM,供热半径小、热力站较少，热网易于平衡且锅炉满负荷运行、参数调整及时。

    5、存在问题

    5.1热网监控系统只解决了一次管网的水力失调问题，二次管网的水力失调还不能解决。

    5.2热网监控系统只强化了供热企业节能降耗理念，不能树立用户的节热意识。现行的面积收费制度导致用户对室内温度过低就投诉、室温过高就开窗放热，用户毫无节热意识，只有分户计量、分室控温的室内采暖系统及配套按热收费制度的实施，热网监控系统更能发挥巨大作用。

    5.3热网监控系统造价较高，大规模推广有一定难度，且今后运行维护费用、使用寿命尚不明确。

    5.4热网监控实施后，不能一味强调节约热源循环泵运行电耗而采取小流量大温差运行方式。小流量大温差意味着一次网供水温度、压力升高，管网供水管聚氨酯保温层碳化加快，管网安全运行隐患增加，管网安全使用寿命减少。

    6、结论

    宝鸡热力公司部分热源区域实施热网监控后，各公建热力站真正实现“三遥系统”，热力站巡查人员、巡查次数可大大减少，只需要少量运行调度人员在中央监控室监屏即可。热网监控实施后，运行调节可靠、供热质量好转、节热效果明显、运营水平提高，不但节能降耗，还能节约人力，对提高供热企业经济效益、当地社会效益有很大影响。宝鸡热力公司对其余热源供热区域全部热力站加快实施热网监控系统，同时希望其他供热企业借鉴。