建投河北熱力有限公司（以下簡稱建投河北熱力）成立于2016年7月26日，系河北建投能源投資股份有限公司全資子公司，建投河北熱力立足河北，重點(diǎn)面向京津冀，適時拓展外部市場。

建投河北熱力悅湖莊園熱力站于2021年建成使用，供熱面積為16.01萬㎡，室內(nèi)供暖形式為地面輻射供暖，供熱半徑約為300m。站內(nèi)設(shè)有高區(qū)、中區(qū)、低區(qū)3臺機(jī)組。悅湖莊園一期熱力站如圖1所示。

圖1 悅湖莊園一期熱力站

2023年，悅湖莊園熱力站以全國第一名的成績獲中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會“2023年度中國供熱能效領(lǐng)跑標(biāo)桿示范熱力站”（圖2）。取得這一榮譽(yù)不僅僅依靠企業(yè)自身先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，也是因?yàn)槌浞掷眯畔⒐芾砼c自動化技術(shù)取代傳統(tǒng)的運(yùn)行模式，充分降低了能耗和設(shè)備故障率，提高了管理效率。

圖2 悅湖莊園熱力站獲

中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會“2023年度

中國供熱能效領(lǐng)跑標(biāo)桿示范熱力站”

該站主要通過以下幾種方式進(jìn)行節(jié)能升級：

1.設(shè)計(jì)方面的精細(xì)化控制

（1）板式換熱器

1）站內(nèi)板式換熱器依據(jù)所需負(fù)荷精確計(jì)算，根據(jù)入住率進(jìn)行修訂，設(shè)定板式換熱器中的水流速度為0.5m/s，選取容量與負(fù)荷相匹配的換熱器，減少非必要的擴(kuò)容。從設(shè)備層面保證能源的不浪費(fèi)。

2）熱源溫度和供暖溫度之間溫差小的系統(tǒng)（散熱器供暖）選用等截面型（對稱）板式換熱器；該站熱源溫度和供暖溫度的溫差較大時（地面輻射供暖）選用不等截面型板式換熱器，可減少約15%～30%的換熱面積。這樣選型既降低了設(shè)備投資成本，又通過減小運(yùn)行阻力降低了運(yùn)行成本。

3）同時控制板式換熱器內(nèi)水流速在0.5m/s以下，為了降低站內(nèi)管道系統(tǒng)阻力損失，板式換熱器的一、二次水的進(jìn)出口管徑不宜選取過小。如果已有板式換熱器管徑小、流速高，考慮設(shè)備重新購置成本，可在進(jìn)出口之間加裝旁通管和調(diào)節(jié)閥。

綜上所述，板式換熱器選取原則為：單臺板式換熱器一次側(cè)進(jìn)出口管徑不小于系統(tǒng)一次側(cè)供回水管道管徑；兩臺以上板式換熱器的進(jìn)出口管徑總的通流面積不小于系統(tǒng)總供回水管道的80%。考慮到實(shí)際運(yùn)行中熱源廠輸送的高溫水溫度、流量等參數(shù)不能滿足設(shè)計(jì)參數(shù)，為了保證運(yùn)行換熱量和換熱效率，板式換熱器的實(shí)際有效換熱面積比計(jì)算所需有效換熱面積增加10%。

（2）循環(huán)泵

循環(huán)泵的選取同樣經(jīng)過流量、揚(yáng)程、功率計(jì)算，達(dá)到供需平衡，發(fā)揮水泵的最高效率。

1）根據(jù)水泵的性能曲線，水泵的實(shí)際工作點(diǎn)（流量、揚(yáng)程）由水泵及其管道系統(tǒng)共同決定，而管道系統(tǒng)的特性由整個系統(tǒng)的阻力決定，包括管道系統(tǒng)和實(shí)際工作條件，與水泵本身的特性無關(guān)。所以，循環(huán)泵的流量需與供暖系統(tǒng)的計(jì)算流量相匹配，揚(yáng)程與管道系統(tǒng)的總阻力損失相符合，不能過大或過小，減少浪費(fèi)。

2）在相同流量、揚(yáng)程條件下，水泵選取功率低的，并在到貨之后測試其參數(shù)是否與標(biāo)定值一致。

3）當(dāng)負(fù)荷確定不變時，水泵臺數(shù)最好是一臺運(yùn)行，一臺備用。如果兩臺以上循環(huán)泵并聯(lián)時，流量不會單純累加。兩臺循環(huán)泵并聯(lián)，流量按兩臺循環(huán)泵累計(jì)流量的70%考慮，存在浪費(fèi)現(xiàn)象。由于水泵的變頻調(diào)節(jié)并不能提高運(yùn)行效率，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一臺100%負(fù)荷循環(huán)泵，備用一臺70%計(jì)算流量的循環(huán)泵，在供暖初期和末期只啟用70%小泵，深寒期關(guān)小泵開大泵，將供暖期簡單劃分為冷段和熱段，分別匹配不同的循環(huán)泵，使得循環(huán)泵在運(yùn)行過程中變頻的幅度大大降低，盡量使其運(yùn)行效率保持在高效狀態(tài)。

2.熱力站運(yùn)行管理方面

（1）系統(tǒng)熱量按需分配

1）綜合考慮建筑使用功能、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等情況，計(jì)算熱負(fù)荷大小與熱用戶所需的流量，并對供熱系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)及節(jié)能改造。

①建筑保溫良好，散熱量低

圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)數(shù)值滿足《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 26—2018的要求，建筑全部采用四步節(jié)能方式，保溫效果良好，降低了建筑的散熱量，供暖至同一室內(nèi)溫度時的熱量損失小，整體節(jié)約能源。

②管道保溫良好，熱損失較少

地下車庫管道采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫管，外護(hù)套為聚乙烯外護(hù)套管，保溫厚度為45mm，管井中明露的供暖管道及地下室熱計(jì)量室內(nèi)的供暖管道采用35mm橡塑保溫管保溫，橡塑保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.035W/（m·K），室外明露管道和窗井內(nèi)管道采用50mm厚聚氨酯保溫，管道外采用0.5mm厚鋁皮保護(hù)，保溫層的外保護(hù)層均采用不燃材料制作。位于各層熱表后至各戶分集水器段的埋地供回水管道采用10mm厚橡塑管進(jìn)行保溫。一、二次管網(wǎng)熱損失較低，能達(dá)到節(jié)約能源的目的。

③室內(nèi)供暖形式為地面輻射供暖

該小區(qū)室內(nèi)供暖形式為地面輻射供暖，對供水溫度要求較低。站內(nèi)運(yùn)行參數(shù)為：一次側(cè)供水溫度90～92℃，回水溫度40～42℃；二次側(cè)供水溫度41～43℃，回水溫度37～40℃。熱力站在滿足其基本供熱參數(shù)的前提下，保證了室內(nèi)的舒適性，熱用戶基本無投訴現(xiàn)象。

2）在管網(wǎng)調(diào)平的基礎(chǔ)上加大調(diào)節(jié)平衡力度，在經(jīng)濟(jì)流量足夠的情況下，合理調(diào)整頻率；合理配置，盡量取消出口止回閥，同時嘗試單臺水泵直管運(yùn)行。爭取做到熱量按需分配，有效解決冷熱不均現(xiàn)象，最終達(dá)到遠(yuǎn)端、中端、近端熱用戶室內(nèi)溫度基本無差別。

（2）實(shí)施變頻調(diào)速和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

1）通過對室外溫度進(jìn)行連續(xù)性的采集、反饋，實(shí)時調(diào)節(jié)二次管網(wǎng)的供水溫度，從而有效保證了熱力站耗能與熱用戶之間供熱負(fù)荷的匹配，使室內(nèi)溫度保持在一個穩(wěn)定的數(shù)值范圍內(nèi)。

2）提高循環(huán)泵的頻率，使其運(yùn)行在高效區(qū)，供暖初期與末期，循環(huán)泵采用70%負(fù)荷的小泵，深寒期小泵停止運(yùn)行，大泵開啟，使原來需要變頻調(diào)節(jié)的方式，通過大小泵的模式根據(jù)不同的室外溫度調(diào)整循環(huán)泵的運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能節(jié)電的目的，同時大小泵的模式可降低熱力站的初投資。

在智能化控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，有效運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控手段，利用計(jì)算機(jī)對熱力站進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，實(shí)現(xiàn)無人值守，既有效地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，又降低了集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

（3）控制循環(huán)水水質(zhì)

如果循環(huán)水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，會導(dǎo)致管道內(nèi)有污垢沉積，妨礙熱力站內(nèi)熱交換的正常進(jìn)行，降低設(shè)備工作效率。如果污垢不能及時得到清理，會增加管道內(nèi)水的流動阻力，導(dǎo)致水的流動速度減慢，而高溫水在長時間緩慢流動過程中會損失熱量，降低了熱源的利用率。

按照要求控制循環(huán)水水質(zhì)，使其pH保持在9～12之間，水質(zhì)嚴(yán)格控制在國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，從而有效避免管道內(nèi)水垢沉積現(xiàn)象，減少管道內(nèi)水的流動阻力，提高熱源的利用率，并保證熱力站各設(shè)備安全運(yùn)作。

（4）實(shí)行熱力站為主的二次管網(wǎng)建設(shè)監(jiān)督管理

規(guī)劃前期明確關(guān)于二次管網(wǎng)建設(shè)和入戶聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)設(shè)計(jì)制度規(guī)范，實(shí)行定期的現(xiàn)場監(jiān)督管理，減少因二次管網(wǎng)建設(shè)監(jiān)督管理不足而引發(fā)的被動管理和能耗損失。監(jiān)督管理好二次管網(wǎng)施工，積極借鑒其他建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，從而事前影響建設(shè)方和業(yè)主方按照規(guī)定建設(shè)好二次管網(wǎng)和熱力站，減少因建設(shè)不足所帶來的一系列能耗損失。

（5）提高熱力站管理人員素質(zhì)

隨著科技的發(fā)展，熱力站設(shè)備也相應(yīng)更新。比如，熱力站內(nèi)部安裝了一、二次管網(wǎng)水溫監(jiān)控調(diào)控裝置、水流量顯示裝置等。但由于熱力站內(nèi)部管理人員不愿或不會使用這些裝置，大部分設(shè)備數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu)線路并沒有連接與得到運(yùn)用，導(dǎo)致熱力站設(shè)備形同虛設(shè)，沒有起到實(shí)質(zhì)性作用。因此，建投河北熱力與高校合作，加強(qiáng)對熱力站員工的培訓(xùn)，提高員工對熱力站設(shè)備的操作能力和檢修能力。一方面能保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的精準(zhǔn)度；另一方面熱力站管理人員也能利用先進(jìn)設(shè)備來掌控水溫并進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

在實(shí)行以上設(shè)計(jì)及運(yùn)行節(jié)能措施條件下，整個供暖期悅湖莊園熱力站失水量最小、能耗指標(biāo)遠(yuǎn)低于其他站（表1）。

悅湖莊園熱力站能耗指標(biāo)

表1

建投河北熱力一直秉持著“使命在肩，奮斗有我”的原則，堅(jiān)持上級的決策方針，高效提高業(yè)務(wù)水平，敢于突破創(chuàng)新。同時，在供熱節(jié)能環(huán)保的道路上更加堅(jiān)定不移地緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢。