1、熱力站電耗及節能措施途徑 分析1 概述 32 指標現狀 33 設計分析 44 熱力設備壓損分析 44.1 設備選型影響 44.1.1 循環泵揚程 44.1.2 循環泵流量 54.2 熱力站內電能損耗分布 64.2.1 換熱板換壓損 64.2.2 除污器濾網壓損 74.2.3 局部損失 74.3 供暖半徑分析 75 運行調整分析 86 措施與建議 96.1 節能的潛力主要在熱力站內 106.2 完善相關表計測點 106.3 更換部分高揚程循環泵 106.4 加強水質控制 117 措施實施后效果分析 11附件1生技關于電耗偏高設計分析 14附件2熱力站壓損統計分析表 15熱力站電耗綜合分析及節能措

2、施途徑1概述我公司自集中供熱以來，生產經營水、電、熱三大指標中，電耗水平始終維持在 一個較高的水平。其中，水、熱耗能指標相對較好，電耗指標相較同區域及建投內熱 力企業高約2030%為增強企業市場競爭力，提升企業效益，結合工作實際經驗，參 照相關企業調研成果，從設備選型、設計、運行調整等方面針對設備現狀進行綜合分 析，以期尋找出影響熱力站機組電耗的諸多因素，并從設備改造的可操作性方面提出 技改途徑與建議。2指標現狀近三年(2014年供暖季及以前無供電結算數據)我公司電耗指標如附表1。附表1近三年我公司電耗指標完成情況統計供暖季電耗（kw.h/a. m2）備注2015-20162.87供電結算電量

3、2016-20172.752017-20182.97相關公司電能耗統計見附表2附表2相關供熱企業電耗指標完成情況統計供熱企業電耗（kw.h/a. m2）供暖天數備注1建投宣化2.29 （折 120 天）供暖期151天三年平均建投任華1.7r供暖期120天20172018年供暖季 二建投定州1.6供暖期120天20172018年供暖季張豕口大熱力1.68 （折 120 天）供暖期151天20172018年供暖季青島金河熱力1.34 （折 120 天）:供暖期145天20122013年供暖季 秦皇島熱力1.09 （折 120 天）供暖期151天20122013年供暖季牡丹江熱力0.32 （折 12

4、0 天）供暖期181天20142015年供暖季注：附表中電耗未考慮外界環境溫度對耗電量的影響，并折算為120天計附圖1電耗(kw.h/a. m2)從附表 1、附表 2 及附圖 1 中可看出我公司電耗完成指標始終維持較高值，且相較 同區域及建投內企業有不同程度的升高。3 設計分析根據初步設計中提資，初設面積 1116萬nf,對應供熱小時數為 4032h （168 天）,采暖用電量為19698147KWh按以上初步設計數據采暖季電耗為 1.765KWh/a. m2,按照實際供熱時長為3600h （150天），折合初設電耗約為1.576 KWh/a. m2 0但由于初設中相關資料已與生產實際中的設備

5、選型存有較大的出入，初設中的相關設計值已不能反映現場設備實際能耗值。如初步設計中5MW機組的循環泵功率為30KW我公司現場實際機組白循環泵功率選型為45KW循環泵匹配功率高50%根據板式換熱器機組GJT191-2004 中規定： “二次側介質在管道內的流速應小于3.0m/s”，其中未對板換壓降做明確規定；而根據板式熱交換器機組GBT29466-2012中規定“用于供熱工況時介質流速不應大于2.5m/s"、機組板換“用于供熱的液-液機組一次側、二次側的壓力降均不大于100kpa”。結合公司設備現狀，有如下可能：由于宣化供熱為建投首次涉足供暖行業，相關經驗不足，且相關規范中也未對換熱板換

6、的流動壓降損失有明確要求，致使前期投入生產的機組板換流動阻力損失過大，板換實際壓損超出“二次側的壓力降均不大于 100kpa”規定的約100%達到200kpa, 2012 年后延續使用了已有的部分招標技術資料，雖有部分廠家機組板換有所改進，但技術標準中未有明確要求。且部分機組管道內流速過大，也超出“用于供熱工況時介質流速不應大于2.5m/s”規定值，如鳳凰城機組聯箱出水管徑為DN250經核算16萬褶供暖面積下，實際流速達到 4.0m/s,致使管道實際比摩阻增加 60%造成機組站內 壓損偏大。4 熱力設備壓損分析熱力站內熱力系統設備包括板換、循環泵、補水泵、閥門、逆止門、濾網、聯箱、管道等，其電

7、耗主要是循環泵和補水泵電耗。一方面，補水泵為整個系統提供揚程，其揚程受供暖范圍內的建筑最高高度確定，而循環泵揚程受熱力系統流動阻力因素確定，與建筑高度無關，流量主要受供暖面積及用熱指標確定。循環泵提供的揚程被循環過程中的各個部件和管道消耗。為減少輸配能耗，在滿足末端用戶資用壓頭的情況下，應該盡可能減少其他環節不必要的壓力損失。另一方面，水泵的效率也是決定輸送電耗高低的重要因素。水泵的選型、運行效率和運行策略對其效率都有很大的 影響。以此思路，通過相關供暖企業及我公司實際設備現狀進行分析比較。4.1 設備選型影響4.1.1 循環泵揚程循環泵揚程與建筑高度無關，根據公式（1）確定。(1)H泵=H板

8、換+ H站內系統+ H庭院系統+ H用戶資用壓頭H泵-循環泵揚程。H板換-機組板換壓頭損失，規范10m 一般要求5mH站內系統一熱力站內管道附件損失，包括閥門、濾網、聯箱、管道等。一般 5mH庭院系統一二次庭院系統損失，包括庭院閥門、濾網、管道等。取庭院管網比摩阻100pa/m,當供暖半徑為500m時，供回水管道壓損為 0.1Mpa,當供 暖半徑為1000m時，供回水管道壓損為0.2Mpa。其他閥門、濾網等壓損 取5mlH用戶資用壓頭-最末端用戶必須資用壓頭，規范為 50kpa即5mb這樣，當小區供暖半徑為 500m板換壓損取5m時，H泵為30m當小區供暖半徑為1000m板換壓損取5m時，H泵

9、為40m同時板換壓損對循環泵揚程選型也有直接影 響。4.1.2 循環泵流量循環泵流量根據公式（2）計算。Q = 000086 m Am qt （2）Q-流量，單位t/h 。A-供暖面積，單位m。q-面積熱指標，單位w/ m2。t-二次供回溫差，單位C。當供暖面積及熱指標確定后，也即確定了循環泵的流量，但由于上述公式中未考 慮管網失調現象，實際流量需求量應大于上述公式（2）計算的數值，一般取1.2倍的 余量?？紤]一定的余量之后，循環泵實際選型，在供暖半徑500m時，也不應超過3236m,在供暖半徑 1000m時，也不應超過 44ml而目前循環泵揚程選型一般都大于 44m部分甚至達到了 70m當流

10、量一定時，循環泵電耗與泵揚程成正比關系，也即循環泵揚程選型大，則電 耗成正比增大。循環泵選型偏大會引起流量偏大，消耗在設備系統上的損失增大、水 泵效率偏低問題。在使用了變頻之后，雖然能夠解決前兩個問題，但無法解決水泵效 率偏低問題。熱力站機組循環泵揚程大多在 44m以上，其中，約52臺循環泵揚程高達50m以 上。循環泵選型過大，造成運行效率不高。但因更換該部分循環泵成本較高，更換下 來的循環失去了再利用的價值，可考慮針對揚程在50m及以上的部分循環泵進行選擇性更換以提高泵的運行效率。循環泵電耗為電能損耗的主要方面，其直觀的消耗在各設備上，即設備的壓差損 失上。由此，對部分熱力站內設備壓損分布進

11、行統計分析。4.2 熱力站內電能損耗分布通過對機組各部位壓力表記錄，即可統計出熱力站力站內及用戶側各部件的壓差 大致損耗。由于部分機組表計欠缺及計量準確性影響，僅記錄循環泵入口壓力、循環 泵出口壓力及換出口壓力，以此計算出循環泵實際揚程、板換壓損及管道、用戶側壓 損。以下除管道、閥門、聯箱外，主要針對板換、濾網、局部損失、供暖半徑進行分 析。4.2.1 換熱板換壓損對54臺機組各部件壓降進行測量記錄，見附表 3,仔表見附件2熱力站壓差統計。附表3 54臺機組系統部件平均壓差統計二次側就地壓力 MPa循劃、泉楊程MPa板換壓損MPa庭院壓損MPa板換壓損比例循環泉入口壓力循環泉出口壓力板換出口壓

12、力0.3620.6460.4940.2840.1520.13251.84注：附表3中，為統計方便，將站內聯箱及部分管道壓損劃入庭院壓損中從附表3中可以看到，用戶側消耗的壓損平均只占水泵壓降的48.2% （其中還包括熱力站內部分部件壓損），消耗在熱力站內的壓損（主要為板換壓損）占到了絕大部 分，僅板換壓損達到了 51.84%。由此可見，熱力站電耗的節能潛力主要在站內，且站 內為地面以上設備，易于操作實施。對系統壓差分布作具體分析，部分熱力站機組板換壓損（九龍花園、福地花園、 二建、皇城家園、博揚花園、鳳凰城、東城首座等）甚至達到0.20.3.5Mpa,超出了規范要求的0.1Mpa。在合理情況下，

13、應使熱力站內的所有設備壓損之和控制在 0.1Mpa 以內。除設備本身存在的壓損以外，影響板換壓損因素有系統的流量與結垢。以九龍花園為例，供暖面積為 25萬褶，計算流量為1290t/h ,由于庭院管網原因 （單元入口安裝有旁通管）及部分用戶不熱因素，實際流量1580t/h ,造成板換的壓損增加40%板換進出口壓損達到了 0.35Mpa。部分由于換熱站建成后供暖面積的增加超 出設計供熱面積使流量增加，如崇善寺熱力站機組。除板換流量過大外，結垢對于換熱器板換壓損也有一定的影響，如星寶 #1機組中 間板換結垢后實測流量幾近為 0o 一般末寒期的阻力比初寒期增大，故應每年結合運行 參數對換熱器板換進行清

14、洗。由于板換本身的壓損過大，通過合理的增加板換通流面積，經濟性將會更好。如2015年非檢期對萬柳機組板換進行了通流改造，在 20162017年供暖季，在保持較上 年度運行參數略高的情況下，熱力站月用電量由上年度的23 萬 kw.h 下降至 16.5 萬kw.h,用電量降低28%4.2.2 除污器濾網壓損系統濾網正常運行中壓損應控制在13m,前后壓損超出5m時，應及時進行清理。從實際運行來看，濾網在部分機組中壓損數值表現明顯。如當濾網略有少許雜物時，濾網即表現出嚴重堵塞現象。管道的直徑（有效通流直徑）由流量及比摩阻確定，但在實際進行選型安裝時，往往 DN250的管道匹配DN250的濾網。由于濾網

15、目數 在2030目時，有效通流百分比為 6156%目數越大，有效通流百分比越小，實際 造成了該部位的縮徑現象，形成了一定的阻力。在運行中，除污器濾網的阻力顯著增加主要發生在初寒期，尤其是剛開始供暖的一段時間。因此，應定期檢查除污器濾網的前后壓力差變化，一旦發現除污器濾網前后壓差超出0.05Mpa 時及時清理，避免不必要的壓損。就地表計的精確度也是影響除污器濾網堵塞判斷的主要因素，運行中應提高除污器前后壓力表計的準確度。同時，將主要濾網前后壓力實現上傳，實現改分散定時檢查為計算機實時監控報警，也不失 為一種有效的管理控制方式。并且，在實際運行中，大多數濾網在整個供暖中后期，因管網已運行穩定，在管

16、網運行年限達到3 年以上時，濾網對系統顆粒狀的過濾作用已不明顯，可以采取濾網抽芯運行方式以減少系統阻力。為便于保管，各機組所抽濾芯宜進行該站內定點放置，下個供暖季系統投入前裝回。4.2.3 局部損失造成局部不合理的損失主要原因是：站內部分管道設計管徑偏小、部分閥門存在損壞情況、彎頭過多或管道上存在不必要的閥門及聯箱等。如鳳城低區機組原設計為兩路出水，實際為一路DN250管出水，造成鳳凰城電耗達到近5kw.h/a. m2；如部分機組后期供暖面積擴大增泵后（如頤明宣等）造成站內設 備阻力增加。再比如，2017 年非供暖季，將二中熱力站內多余的管道閥門去掉后，月用電量下降14%。合理規劃，減少各支路

17、不平衡。聯箱的作用是為便于在同一機組中含有多支路的供暖用戶之間的調平，但聯箱的增設，增加不必要的壓損。對于兩支及兩支以下支路的，宜不設聯箱，單支路時改為直通管道，兩支路時改為Y 型三通方式，可減少系統的壓損。對于三支及以上支路的具備現場空間及系統條件的可考慮進行分機組改造（如本非供暖針對頤明宣的分機組改造）。4.3 供暖半徑分析由于供暖半徑對系統的電耗影響較大，故結合公司實際電耗情況進行簡要分析。供暖半徑可通過對單機平均供暖面積與電耗的關系反映出對電耗的影響。統計如附表4及附圖2附表4單機面積與電耗序號單位單機平均供暖面積萬m2電耗 kw.h/a. m2備注1宣化6.22.29同折算為供暖12

18、0天2定州4.81.73張熱4.21.684牡丹江30.32附圖2電耗與單機面積關系3.532.52耗電1.510.5076543210積面機單從附表4、附圖2及公式（1）可看出，機組的單機平均供面積越小，反映出單機 供暖半徑越小，電耗水平完成越好。但由于供暖小區及熱力站選址在投產以后，已無 可改造的空間，故僅作為電耗影響來分析。同時，單機供暖面積過大，說明部分機組供暖面積過大，并聯循環泵臺數過多。 一般并聯泵臺數不宜超過兩臺，最多不超過三臺，當超出三臺以上，超出部分基本已 不起增流作用。5運行調整分析根據頻率與功率關系式：（ni/n2）3=pi/p2繪制頻率與功率關系附圖3附圖3頻率與功率關

19、系從附圖3中可看出，在40Hz以上時，頻率與功率基本成一直線關系，約每 1Hz對 應5%fe耗，所以采用合理的流量運行方式，電耗降低較為明顯。但系統的流量降低主 要受到庭院管網水力平衡失度度的制約，也即最末端用戶資用壓頭不應小于50kpa。由于在熱網運行調整中，缺少相關表計數據，依據經驗，按3050t/萬褶流量進行估算。且最末端用戶側表計缺失或表計準確度不高，維修人員無法準確掌握用戶側 特別是最末端用戶（樓宇頂部用戶）的水力情況，并無法依此進行合理水力調平，僅 僅依靠用戶報修量的多少進行判斷，往往造成系統實際流量偏大現象，造成電耗浪 費。為此，宜在各小區最末端及部分近中端用戶樓道頂部安裝精度較

20、高的供回水表 計，并將最末端表計實現上傳，以便于供熱調度中心值班員依此實時進行調整，也使 于維修人員的現場水力調平。同時，也可避免維修人員無限需求流量參數及調度值班 人同不能實時掌握最末端用戶水力狀況，從而實現調度與區域良好協調互動，達到節 能的目的。6措施與建議我公司電耗始終保持在較高數值，通過上述分析，由于2012年以前使用的板式換熱器機組GJT191-2004規范中對換熱機組板換壓損無明確強制要求，致使在進行板 式換熱機組設計和制造時，相關設計及制造單位可能依照以往經驗或考慮工藝成本因 素，造成板式換熱機組板換壓損過大。同時，熱力站的選址受原有鍋爐房、小區、開 發商等因素影響，存在熱力站

21、所輻射小區面積過大，輻射距離過遠原因，此兩種原 因，造成熱力站電耗高于同區域張家口大熱力及建投后期涉足的供熱企業。除原有熱力站輻射距離及輻射范圍不便于更改外，大部熱力站以減少站內設備系 統壓損為主線，完善庭院單元內表計測點，加強庭院水力調平，仍有較大的設備節能改造空間。結合往年部分實際改造案例，特提出如下措施與建議：6.1 節能的潛力主要在熱力站內 目前在實際運行工況下，對大部分熱力站而言，消耗在站內的壓損，特別是板換的壓損占循環泵揚程的51%以上，遠遠大于消耗在用戶側的壓損。將站內設備系統壓損控制在10m以下，是降低設備系統各部件的壓損是降低電耗的主要途徑。6.1.1 結合非供暖季檢修計劃，

22、繼續滾動進行板換通流改造。6.1.2 供暖初期加強監視各除污器前后壓差變化，發現堵塞時及時清理。供暖中后期，針對已投入供暖或庭院已改造的小區達3 年以上的進行除污器濾芯拆除，以減少系統的阻力。6.1.3 機組除污器濾網公稱直徑宜選取大一號，以使有效通流面積不小于原管道流通 面積。6.1.4 結合實際，對各熱力站進行具體分析，減少站內系統中不必要的閥門管件、彎 頭。6.1.5 對于供暖面積較大的并聯機組，具備條件時，進行分區分機組改造。6.1.6 針對部分楊程過高的機組（如光大豪庭片暖機組）并結合板換通流改造，進行 較低揚程循環泵調換。6.1.7 對于單泵的機組，將其出口逆止門拆除。6.1.8

23、由于循環泵進出管同時起到了旁通逆止門防水錘作用，可將所有機組循環泵旁 通逆止門拆除，以減少系統漏流的可能。6.1.9 對于單機組供暖用戶支路少于兩支及以下的設置聯箱的機組系統進行去聯箱改造。6.1.10 機組運行期間，加強對板換前后壓差的監視，結合參數分析，做好板換清洗工 作。6.2 完善相關表計測點6.2.1 在庭院最末端、中端及近端用戶側單元內頂部安裝較高精度的供回水就地壓力表，同時將最末端表計上傳至調度中心，便于區域調平、調度集中流量判斷與相互協調配合。6.2.2 完善熱力站內除污器前后壓力表計并實現上傳至上位機進行報警監控。6.2.3 結合二次側壓力，選擇合適量程及精度的表計，便于巡檢

24、人員的檢查判斷分 析。6.3 更換部分高揚程循環泵循環泵選型過大，造成運行效率不高。但因更換該部分循環泵成本較高，更換下來的循環失去了再利用的價值，可考慮針對揚程在50m及以上的約50余臺循環泵進行選擇性更換以提高泵的運行效率。6.4 加強水質控制張宣地區熱網補水水質硬度偏高，若熱網水質長期控制不好，即使添加阻垢劑，管網系統內的垢物仍會積攢沉淀到管道及用戶采暖設施內部，形成阻力。7 措施實施后效果分析根據上述分析，結合絕對用電總量較大、電耗相對較高的24（占比1/4 ）座熱力站，列表制定措施建議，并對措施實施后的效果預估分析如下附表5。完善庭院末端相關表計測點并上傳至上位機，加強庭院調平及調度

25、與區域協調配合。同時針對站內系統降阻力進行分區分機組及通流改造措施，選擇部分極高揚程循環泵進行更換，對1/4熱力站改造后，供暖季月可預計節約電量595000kw.h,可使全網電耗下降10豚2.6kw.h/a. m20若全部應改熱力站進行了站內減少壓損改造后，全網電耗應能降至2.22.4kw.h/a/ m20附表5熱力站措施實施后效果分析序 號熱力站名 稱現月用電量 kw.h供暖面積 m2電耗水平 kw.h/a.m2改造措施說明預計月節約電量 kw.h1九龍花園2288642847644.02庭院去除單兀為通，最末端單兀頂部加裝供回水壓力表（以卜.何）600002書香佳苑49260452625.

26、44入住率偏低，選擇合適流量，適當二次提高溫度100003頤明宣922841900002.43分區分機組改造，改善供暖質量，便于水力調平04東城首座2324702200005.28分區分機組改造500005誠品幸福 城1132481644003.44入住率偏低，選擇合適流量，適當二次提高溫度150006開發區98948905165.47供暖半徑大，選擇合適流量，適當二次提高溫度150007二建1720481415006.08板換通流改造550008利民按院1071552110002.54選擇合適流量100009光大豪庭2172601952565.567MVWL組圖揚程循劃、泉換低揚程泵2500

27、010福地花園1467922062343.56板換通流改造2000011占郡豪庭970501600003.03板換通流改造1000012博陽1686752348263.59板換通流改造1500013金礦969601540003.15分區分機組改造1000014恒基2025002030004.99選擇合適流量4500015皇苑小區984461344003.66片暖機組板換通流改造150001683#號院897801503722.99現地暖機組設計為片暖機組，通流改造1000017工商局879961120003.93選擇合適流量1500018皇城家園1263701928503.28板換通流改造20

28、00019鳳凰城2120102058735.15分區分機組改造6000020星寶花園1307762510002.61#1機組板換通流改造1000021誠品世家1699702160003.93選擇合適流量2000022萬柳2037843110003.28選擇合適流量4000023觀后929901660002.80板換通流改造1500024東四江南2763604300003.21板換通流及分區分機組改造50000合計：351199646702533.89595000附件 1 生技關于電耗偏高設計分析分析一：根據初步設計內容所述，初設面積 1116萬nf,對應供熱小時數為4032h （168 天）,

29、采暖用電量為19698147KWh按以上初步設計數據采暖季電耗為1.765KWh/a.m2,按照實際供熱時長為 3600h （150天），折合初設電耗約為1.576 KWh/a. nf。初步 設計中機組選型功率共為7 種，單臺機組設計運行工況均為設置雙臺循環泵，一備一用配置。例：5MWL組初設循環泵選型30KW 6MWL組初設循環泵選型37KW且一備 一用。實際中，我公司所配置的機組循環泵功率選型比初設中循環泵功率大一級。例如：宣鋼怡卿5M州組實際循環泵功率45KW單臺循環泵功率較初設高 50%騫海6MW 機組，實際循環泵功率55KW單臺循環泵功率較初設高48%對應電耗理論升高約0.757 K

30、Wh/a. m20分析二：板式換熱器機組設計以2012 年分界點，存在設計引用規范不一；板式換熱器機組GJT191-2004中6.6二次側介于在管道內的流速應小于 3.0m/s ,其中未對板換壓 降做明確規定；而板式熱交換器機組 GBT29466-2012中5.2.2 : “用于供熱工況時 介質流速不應大于2.5m/s； 5.2.3 ：用于供熱的液-液機組一次側、二次側的壓力降均不大于100kpa”對板換壓降做明確規定，所以 2012年前購買的機組板換忽略板換壓 降。造成部分機組站內機組板換壓降偏大，阻力較大的情況。附件2熱力站壓損統計分析表序 號熱力站機 組 號功率(MW米暖方 式二次次側就

31、地壓力循劃、泉楊 程板換壓損庭院壓 損板換壓 損比例循環泵 入口壓 力循環泉出 口壓力板換出口 壓力一東城區1御樂忐輝25MW散熱片0.350.620.570.270.050.2218.522鋼鑫附樓13MW地暖0.530.80.70.270.10.1737.0421.5MW地暖0.6710.90.330.10.2330.303東升路13MW散熱片0.240.510.320.270.190.0870.374雅蘭15.5MW地暖0.280.50.40.220.10.1245.455老虎墳15MW散熱片0.250.540.350.290.190.165.526福田17MW散熱片0.270.50.3

32、80.230.120.1152.177東城首座8.5MW地暖0.340.640.490.30.150.1550.007MW地暖0.350.650.490.30.160.1453.334MW地暖0.350.70.50.350.20.1557.148九龍花園111MW地暖0.350.750.520.40.230.1757.50211MW地暖0.30.720.490.420.230.1954.769誠品幸福16.5MW地暖0.330.610.380.280.230.0582.1410伯居田園15.5MW空調0.280.520.450.240.070.1729.17212.5MW空調0.670.870

33、.770.20.10.150.0011區公安局16MW暖氣片0.40.640.450.240.190.0579.1712幸福11.5MW散熱片0.30.530.310.230.220.0195.6513城建21.5MW地板0.250.570.480.320.090.2328.1314建苑12.5MW散熱片0.30.470.410.170.060.1135.2923MW地板0.220.450.350.230.10.1343.4815博揚花園15.5MW地板0.290.620.350.330.270.0681.8216東盛家園17.5MW地板0.30.580.450.280.130.1546.4317張市一建16MW暖氣片0.310.650.480.340.170.1750.0024MW散熱片0.260.60.350.340.250.0973.5318占郡豪庭14.5MW地板0.380.580.550.20.030.1715.0025MW地板0.710.950.780.240.170