(九) 供热量自动控制装置
根据JGJ 173-2009《供热计量技术规程》4.2.1条:“热源或热力站必须安装供热量自动控制装置”。自动控制装置中的主要设备包括气候补偿仪、PLC控制器和变频调速器。
1、气候补偿仪安装在供暖热力站系统中,能够起到根据室外气象温度自动控制调节供热量的作用,使用户需用的热量与供热量之间达到平衡,在满足用户舒适度的前提下,最大限度地节约了热量。所以热力站安装气候补偿仪是一个非常必要的节能措施。
2、PLC(可编程逻辑控制器)它可以替代继电器实现对循环水泵变频调速器的逻辑控制,是供热节能必不可少的重要设备之一。
3、循环水泵安装变频调速器,可实现系统变流量的调节,也就是供热系统量调节技术。采用此项技术后可以节约电能,如果与气象补偿等技术配合使用,还可以节约热能。这里特别指出在设计选配中应考虑以下两点:
3.1为保证变频水泵的高效节能和安全运行,水泵的最小转速不应低于额定转速的50%。
3.2变频水泵的经济转速70~100%,在闭式系统宜采用多台水泵同步变速的并联变流量调节方式。
二、站内节能实施细则
在保证设备安全以及供热质量的前提下,热力站运行中最关键的要是抓好节能和经济运行管理工作,以最少的能源投入,获得最高的供热质量,取得最大的经济效益。
(一)安装热工仪表,掌握系统的实际运行情况
供热系统安装所需的热工仪表是掌握系统运行工况、准确了解和分析系统存在的问题、采取正确方法与措施以达到节能挖潜目的重要手段。目前热工仪表安装不全、不准的情况比较普遍,因此,必须要按照规定补齐所有热工仪表,并保证仪表的完好和准确。
(二)加强锅炉房的运行管理,是投资少、效果显著的节能措施
1、司炉人员及水处理人员必须经国家劳动部门或技术监督部门培训并考试合格;
2、建立正确、完善、切实可行的运行操作规程;
3、锅炉房水处理(包括软化水或脱盐、除氧)设备处理后的水质,必须达到而易见国家规程规定的
水质标准,严禁锅炉直接补自来水或河水;
4、严格执行定期维修,停炉保养制度,保证设备完好,杜绝跑、冒、滴、漏。
5、采用分层燃烧技术,改善锅炉燃烧状况
6、改善锅炉系统的严密性,降低过剩空气系数
锅炉的过剩空气系数是评价锅炉燃烧状况的一个重要参数,只有过剩空气系数达到设计值时,锅炉才能在最经济的状态下燃烧,因此要采取防止锅炉本体及烟风道渗漏风的措施,改善锅炉及烟风道的严密性,降低过剩空气系数以提高锅炉的效率和出力沈阳惠天公司对锅炉除渣系统进行水封,同时对鼓、引风系统、炉墙、烟道等漏风点封堵后,锅炉热效率由68%提高到76%,过剩空气系数从2.9下降为2.1,锅炉不仅升温快,而且炉渣含碳量也能降到12%以下。
7、保证锅炉受热面的清洁,防止锅炉结垢
锅炉的水冷壁、对流管束、热回收器等受热面积灰和锅炉结垢是影响锅炉传热的一个主要因素,据有关试验测定,水垢的热阻是钢板的40倍,灰垢的热阻是钢板的400倍,因此要建立及建全锅炉水质管理和定期的除灰制度,保证锅炉用水的水质和锅炉受热面的清洁,以提高锅炉效率和设备使用寿命。
8、大、中型锅炉采用计算机控制燃烧过程,提高锅炉效率
对大中型锅炉房应逐步建立微机系统实现锅炉燃烧过程自动控制。由于锅炉燃烧过程是一个不稳定的复杂变化过程,各种各样的因素都会引起工况的变化,只有实现锅炉燃烧的自动控制才能达到锅炉的最佳燃烧工况,热效率达到最高。
9、改变大流量、小温差的运行运行方式,提高供水温度和输送效率
目前国内供热系统,包括一次水系统和二次水系统都普遍采用大流量小温差的运行方式,实际运行的供水温度比设计供水温度低10~20℃,循环水量增加20~50%。此种运行状态使循环水泵电耗急剧增加(50%以上)、管网输送能力严重下降、热力站内热交换设备数量增加。其原因除受热源的限制不能提高供水温度外,主要是因为管网缺乏必要的控制设备,系统存在水力工况失调的问题,为保证不利用户供热而采取的措施。因此,应该在供热系统增加控制手段,解决了水力工况失调后,将供水温度提高到设计温度或接近设计温度,以提高供热系统的输送效率、节约能源,并为用户扩展打下良好基础。
10、风机、水泵采用调速技术,更换压送能力过大的水泵,节约电能
风机、水泵的选择和配置其能力都有一定的富裕度,这是因为:
10.1风机、水泵选型时要求扬程有一定裕度,而且风机、水泵规格不可能与需要完全一致,一般选型结果都稍大;
10.2在运行过程中荷载(扬程、流量)常有波动变化,小荷载时风机、水泵的能力会进一步富裕;
10.3热网建设有一发展过程,循环水量逐年增加,系统满负荷前水泵能力富裕很大。
风机、水泵采用调速技术,可以及时地把流量、扬程调整到需要的数值上,消除多余的电能消耗。一般都能达到30%以上的节电效果。
11、 推广热水管道直埋技术,降低基础投资和运行费用
热水管道直埋技术在国内使用已有经验。《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81-98)也已于1999年6月1日起颁布实施。直埋敷设与地沟敷设比较,不仅具有节省用地、方便施工、减少工程投资(DN≤500,管径越小越明显)和维护工作量小的优点外,由于用导热系数极小的聚氨酯硬质泡沫塑料保温,热损失小于地沟敷设。尤其是长期运行后,地沟管道的保温层会产生开裂、损坏以及地沟泡水而大幅度增加热损失,而直埋管道不存在上述问题。
12、热力站入口装设流量控制设备,解决一次水系统水力失调现象
目前,供热系统的一次系统,因通过每个热力站的水量得不到有效地控制而造成的水力失调和能源浪费的现象很严重。因此应在热力站入口装设流量控制设备以解决一次水系统水力失调问题。对于当前国内供热系统绝大多数采用的定流量质调节运行方式应装设自力式流量限制器,对于近期即将采用或正在采用的变流量调节的系统应装压差控制器。
13、 热力站(或混水站)安装监控系统、实时调节供给用户的热量
为了实现实时控制和调节供给用户的热量,热力站应安装监控系统。热力站(或混水站)内设有采暖系统、生活热水系统和空调系统,那个系统需要控制,实施什么样的控制水平应根据实际情况确定。当一、二次系统都为质调节、流量基本不变时,根据二次系统的供回水温度控制一次系统的供水阀门,可以使用手动调节阀,自力式调节阀,对于控制要求高、控制过程复杂的,则应考虑配有电动执行机构的计算机控制装置。
14、改善二次水系统和户内系统,解决小区内建筑物之间和建筑物内部房屋冷热不均,能源浪费的问题
在用户楼栋入口(当几栋楼到干管的系统管道阻力相近时,也可在总分支管上)装设流量控制设备,对各楼之间流量分配进行调节,在管路(一般为立管)上装设平衡阀平衡各立管之间的流量,在每组散热器前装设温控阀控制室内温度,可以有效地解决小区内建筑物之间和建筑物内部房屋冷热不均的问题,不仅节约能源,还为计量收费,用户自由调节室温打下了基础。
15、 加强管理,控制系统失水是节能和保证安全运行的重要措施
目前国内部分直接连接的供热系统失水情况严重,补水率高的可达循环水量的10%以上。失水主要是用户放水和二次系统以及用户内部系统管网陈旧漏水所致。系统大量失水和热量丢失、影响供热能力,而且一些供热单位还因水处理能力不足,不得不用生水作为热网补水,而造成管网阻塞和腐蚀。因此,必须加强宣传教育、加强管理,采取防漏、查漏、堵漏等有效措施,将失水率降到正常的水平。
16、对冬季供暖锅炉,提倡连续运行,分时供暖,节约能源
供暖期热负荷的变化,应采用调整锅炉运行台数的办法解决,即在初、末寒期减少锅炉运行台数,严寒期增多锅炉运行台数,以避免锅炉低负荷运行,提高锅炉运行效率。
利用居民夜间睡眠休息、办公室无人办公采暖房间需要的温度可以适当降低的条件,对住宅和公建采用分时供暖,降低供热参数以减少供热量可以达到节能的目的。包头市热力公司采用分阶段改变一次网供水温度和对用户实施分时供暖的办法;
17、 建立并完善与供热系统相适应的控制系统
供热系统是由热源、管网、用户组成的一个复杂系统,为使热生产、输送、分配、使用都处在有序的状态下,提高供热系统的能源利用,需要建立和供热系统相适应的控制系统。控制系统的建立可为供热管理人员提供供热系统的运行状况,帮助工作人员选择最佳的运行方式,维持供热系统瞬间变化的水力工况平衡,保证供热,节约能源。控制系统的投资一般在系统初投资的5%以下,但其经济和社会效果是很好的。建立并完善控制系统时要防止一刀切,一个模式的倾向。应根据系统的大小、复杂程度,实事求是地选择适用的控制系统,合理配置硬件、使用软件和仪表。
(三)运行调节
1、做好站内运行调节工作的前提是要做好室外管网系统及用户采暖系统的水力平衡。
2、 根据当地室供暖天数及外气象温度,用质调节及量调节计算公式,计算列出在不同的室外温度下质调节的供回水温度曲线图表,以及进行量调节的循环水泵转速(频率)图表,用以指导运行调节工作。
3、根据热力站供暖区域建筑物围护结构的实际情况(耗热量),科学合理地设定气象补偿仪和变频调速器的各项指令参数,用以调节供热量和循环水流量。
4、根据供暖管道系统高度,设定好系统定压点压力,避免运行时系统最高点倒空,造成用户排气泄水。
(四)其它措施
1、对热力站管理运行人员应进行专业技术培训,提高管理操作的水平。
2、建立节能奖惩制度,发动大家共同参与节能工作。
3、系统在初次循环运行时,应先分别关闭换热器一二次侧的进出口阀门,打开旁通阀门,循环运行若干小时待管道内的水干净后,再关闭旁通阀门,打开换热器进出口阀门运行;以免管道系统的杂物流入换热器造成堵塞。
4、运行中随时观测换热器一二次侧进出口两端的压差变化,一次侧与二次侧的温度变化情况,若压差和温差比正常运行时加大,应及时拆检换热器清除板片间的污垢。
5、要随时观察除污器和Y型过滤器进出口两端的压差变化,及时排污降低系统的阻力损失。
6、软水水质应符合CJJ34- 2010《城镇供热管网设计规范》4.3.1条规定,严禁将不合格的硬水直接补入管网系统,以免造成板换结垢降低传热效率。
7、加强对设备的检修,减少跑冒滴漏现象。
8、 做好站内设备(尤其是板式换热器)、管道及阀门附件的保温,减少热损失。
供暖热力站系统的节能改造潜力很大,但是,要实现热力站内的节能的前提条件正如JGJ 173-2009《供热计量技术规程》所示:“3.0.4 既有民用建筑供热系统的热计量及节能技术改造应保证室内热舒适要求;3.0.5 既集有中供热系统的节能改造应优先实行室外管网的水力平衡、热源的气候补偿和优化运行等系统节能技术,并通过热量表对节能改造效果加以考核和跟踪”。