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    發(fā)布日期:2026-01-12
2025年7月《中國(guó)城鎮(zhèn)供熱發(fā)展報(bào)告2024》正式出版發(fā)行,面向全行業(yè)發(fā)布!這份報(bào)告不僅匯集了行業(yè)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),更優(yōu)選了來自全國(guó)各地的13家供熱企業(yè)在節(jié)能降碳、降本增效方面的成功實(shí)踐,為行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。第八屆中國(guó)供熱學(xué)術(shù)年會(huì)上,協(xié)會(huì)為入選"2024年度中國(guó)供熱行業(yè)節(jié)能減碳增效優(yōu)秀案例"的13家企業(yè)頒發(fā)了榮譽(yù)證書。
本期分享國(guó)家電投集團(tuán)東北電力大連開熱分公司降低熱力站電耗指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)。

國(guó)家電投集團(tuán)東北電力有限公司大連開熱分公司(以下簡(jiǎn)稱大連開熱)的前身為成立于1986年的大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)供熱公司,主要負(fù)責(zé)大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)核心區(qū)域的城市供熱,并網(wǎng)面積1075萬㎡,高溫水管網(wǎng)單程長(zhǎng)度23km,現(xiàn)有熱力站90座。
節(jié)能降耗一直是供熱企業(yè)不懈努力和為之奮斗的方向,電耗指標(biāo)作為“三耗”(熱耗、電耗、水耗)指標(biāo)之一也是供熱企業(yè)想要攻克的難關(guān)之一。要想在保證供熱質(zhì)量的前提下合理降低電耗指標(biāo)必須從多方面考慮,既要考慮供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控的各個(gè)模塊,又要考慮熱力站重要設(shè)備選型是否適配、管路布置是否合理,全方位分析整個(gè)供暖系統(tǒng),找出“病因”,采取相應(yīng)措施,最終達(dá)到在不降低供熱質(zhì)量的前提下最大限度地降低電耗指標(biāo)。
(1)原有控制手段
大連開熱原有供熱模式是采用PLC控制系統(tǒng)控制二次管網(wǎng)供水溫度及供水流量,根據(jù)室外氣溫變化情況,依靠調(diào)度工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人為控制,由于無法監(jiān)測(cè)用戶側(cè)室內(nèi)溫度,導(dǎo)致出現(xiàn)過供、欠供、循環(huán)流量偏大、偏小等現(xiàn)象,且控制系統(tǒng)需人為控制,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,“三耗”指標(biāo)居高不下,供熱效果達(dá)不到預(yù)期。
(2)智能化供熱控制手段
2016年4月1日,大連開熱開始探索智慧供熱運(yùn)行模式,逐步實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)所有熱力站自動(dòng)運(yùn)行控制。為了提升供熱效果,同時(shí)控制能耗指標(biāo),引入室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以用戶室溫為最終導(dǎo)向,采用“分時(shí)段、變流量、質(zhì)調(diào)節(jié)、恒室溫、云服務(wù)”的控制邏輯,基于室外溫度變化情況,把一天分為多個(gè)時(shí)間段分別控制(切換氣象數(shù)據(jù)模式圖如圖7-24所示),將循環(huán)泵轉(zhuǎn)速與室外溫度相關(guān)聯(lián),建立二次管網(wǎng)供水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷隨熱需求同步調(diào)整,達(dá)到改善供熱效果、節(jié)能降耗的目標(biāo)。這樣,循環(huán)泵轉(zhuǎn)速過高及二次管網(wǎng)流量超供的現(xiàn)象得到避免,熱力站耗電量得到進(jìn)一步降低。
循環(huán)泵轉(zhuǎn)速曲線按照近3年的歷史數(shù)據(jù)人工生成,在供暖期前人為進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定,根據(jù)大連地區(qū)室外溫度,將熱力站室外溫度區(qū)間定為-20~10℃(可進(jìn)行修改),所有熱力站一站一調(diào)節(jié)曲線,每個(gè)熱力站在不同室外溫度時(shí)所提供的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速均不相同,在供暖期即可依靠智慧供熱模式參照對(duì)應(yīng)室外溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速,達(dá)到降低電耗指標(biāo)的效果。

圖7-24 切換氣象數(shù)據(jù)模式圖
注:本圖為軟件截圖,圖中術(shù)語為行業(yè)通用俗稱。
例如當(dāng)日室外溫度為-15℃~-5℃時(shí),傳統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)模式下,因無法對(duì)區(qū)域內(nèi)所有機(jī)組進(jìn)行循環(huán)泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),為滿足用戶側(cè)熱負(fù)荷需求,只能按照當(dāng)日室外最低溫度進(jìn)行流量配比,設(shè)定各機(jī)組循環(huán)泵轉(zhuǎn)速,以某供熱機(jī)組為例,循環(huán)泵轉(zhuǎn)速設(shè)置為570r/min,一天的大部分時(shí)間段只能通過調(diào)節(jié)二次供水溫度控制。而采用智慧供熱模式后,可以由自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)按照當(dāng)日各時(shí)段的室外溫度自行對(duì)所有機(jī)組下達(dá)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)指令,在日間溫度在-6~-10℃波動(dòng)的時(shí)段內(nèi),自動(dòng)設(shè)定各機(jī)組循環(huán)泵轉(zhuǎn)速,將各機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)低至各相應(yīng)區(qū)間。仍以某供熱機(jī)組為例,將循環(huán)泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)至540r/min,日間溫度升高至-5℃區(qū)間段內(nèi),該機(jī)組循環(huán)泵將自行調(diào)整至510 r/min,自動(dòng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置圖如圖7-25所示。智慧供熱模式使循環(huán)泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)分時(shí)段調(diào)節(jié),從而避免了傳統(tǒng)供熱模式下循環(huán)泵頻繁高轉(zhuǎn)速運(yùn)行造成的電能浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)大幅降低機(jī)組耗電量的目的。

圖7-25 自動(dòng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置圖
注:本圖為軟件截圖,圖中術(shù)語為行業(yè)通用俗稱。
(3)智慧供熱實(shí)施效果
上述技術(shù)已成功應(yīng)用于大連開熱并網(wǎng)面積1075萬㎡的供熱區(qū)域,通過智慧供熱手段實(shí)現(xiàn)了人工調(diào)控的傳統(tǒng)供熱模式向自動(dòng)化、智能化供熱模式的轉(zhuǎn)變。在保證供熱質(zhì)量的前提下,降低了各項(xiàng)指標(biāo),同時(shí)通過智慧供熱平臺(tái)每日生成的各熱力站、各區(qū)的日計(jì)劃、日統(tǒng)計(jì)、日分析(各熱力站供熱機(jī)組電評(píng)價(jià)圖如圖7-26所示),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比、分析。智慧供熱平臺(tái)不僅可以提供節(jié)電的改造方向,確定管網(wǎng)平衡改造的對(duì)象;還可以提供節(jié)電空間的量化,從而進(jìn)一步完善供熱系統(tǒng)。大連開熱已逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化精細(xì)管控,截至2023-2024供暖季,熱力站單位面積耗電量已降至0.068kWh/(㎡·月),在供熱行業(yè)達(dá)到領(lǐng)先水平。

圖7-26 各熱力站機(jī)組電評(píng)價(jià)圖
注:本圖為軟件截圖,圖中術(shù)語為行業(yè)通用俗稱。
(1)按照實(shí)際運(yùn)行工況優(yōu)化換熱器選型
大連開熱在供暖期對(duì)各機(jī)組用電量進(jìn)行日統(tǒng)計(jì)、日分析,通過統(tǒng)計(jì)分析排查出電耗偏高的機(jī)組,并將電耗高的機(jī)組列為改造關(guān)注的重點(diǎn)。供熱機(jī)組電耗偏高的原因之一是機(jī)組循環(huán)阻力大,而熱力站內(nèi)的循環(huán)阻力主要由除污器、換熱器造成。除污器可以通過清洗來減少雜質(zhì)沉積以實(shí)現(xiàn)減少阻力,而換熱器除了日常清洗,還應(yīng)結(jié)合機(jī)組負(fù)荷變化與結(jié)垢情況更換或增加換熱片。
為了節(jié)省成本,大連開熱采用新購(gòu)部分換熱器、原有換熱器內(nèi)部調(diào)換、原有換熱器加片三種方法相結(jié)合的方式,對(duì)區(qū)域內(nèi)換熱器進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃調(diào)整。
1)統(tǒng)計(jì)出近幾個(gè)供暖期電耗偏高的機(jī)組后,篩選出用電量偏大、可壓降空間大的機(jī)組進(jìn)行換熱器重新選型。經(jīng)過排查分析,選定紅梅低區(qū)供熱機(jī)組作為調(diào)整對(duì)象。
紅梅低區(qū)供熱機(jī)組并網(wǎng)面積27萬㎡,原設(shè)計(jì)選型按照每平米換熱片可供1000㎡供暖面積測(cè)算,選擇3臺(tái)型號(hào)為M15-BFGL的換熱器,每臺(tái)換熱器換熱面積為89.9㎡。運(yùn)行5年后,換熱器每平米的換熱能力并不能達(dá)到設(shè)計(jì)效果,尤其隨著使用時(shí)間增長(zhǎng),即便按時(shí)清洗換熱器,其運(yùn)行端差仍達(dá)不到理想狀態(tài),說明原換熱器選型過小,需要重新進(jìn)行選型。
重新選型過程中,與換熱器廠家研討后,按照每平米換熱片能供500㎡供暖面積測(cè)算,該機(jī)組共需要540㎡換熱面積。最終確定選擇3臺(tái)T20板式換熱器,單臺(tái)換熱面積180㎡,能夠滿足熱負(fù)荷需求。
更換換熱器后,紅梅低區(qū)供熱機(jī)組換熱效率明顯提升,在保證原有二次供水溫度的情況下,高溫水流量由170m3/h降至70m3/h,端差由12℃降至接近0℃。同時(shí),換熱器局部阻力明顯降低,進(jìn)出口壓差由0.05MPa降至0.02MPa,循環(huán)泵轉(zhuǎn)速降低200r/min的條件下,循環(huán)流量與往年同期持平。更換換熱器后,該供熱機(jī)組供暖期電耗由0.616kWh/㎡下降至0.326kWh/㎡,節(jié)省電量7.83萬kWh。
2)排查原有換熱器換熱面積選擇偏小、總需要換熱器面積接近269.7㎡的供熱機(jī)組,以便紅梅低區(qū)機(jī)組原有的三臺(tái)M15-BFGL換熱器實(shí)現(xiàn)再利用。經(jīng)過排查,海中國(guó)二期低區(qū)供熱機(jī)組符合此條件。
海中國(guó)二期低區(qū)供熱機(jī)組并網(wǎng)面積13.1萬㎡,原設(shè)計(jì)選型按照每平米換熱片可供800㎡供暖面積測(cè)算,選擇三臺(tái)型號(hào)為XGS56的換熱器,每臺(tái)換熱器換熱面積為56.1㎡。隨著使用時(shí)間增長(zhǎng),即便按時(shí)清洗換熱器,其運(yùn)行端差仍達(dá)不到理想狀態(tài)。重新選型過程中,參照每平米換熱片可供500㎡供暖面積測(cè)算,該供熱機(jī)組共需要262㎡的換熱面積。因此,利用紅梅低區(qū)機(jī)組原有的三臺(tái)M15-BFGL型換熱器(總換熱面積269.7㎡)替換海中國(guó)二期低區(qū)供熱機(jī)組原有換熱器。
更換換熱器后,海中國(guó)二期低區(qū)供熱機(jī)組換熱效率明顯提升,在保證原有二次供水溫度的情況下,高溫水流量由79m3/h降至58m3/h,端差由11℃降至接近0℃。同時(shí),換熱器局部阻力有所降低,進(jìn)出口壓差由0.03MPa降至0.02MPa,在循環(huán)泵轉(zhuǎn)速降低100r/min的條件下,循環(huán)流量與往年同期持平。該供熱機(jī)組供暖期電耗由0.388kWh/㎡下降至0.325kWh/㎡,節(jié)省電量0.83萬kWh。
此外,由于海中國(guó)二期低區(qū)、高區(qū)供熱機(jī)組板式換熱器型號(hào)相同,利用低區(qū)供熱機(jī)組拆下的三臺(tái)XGS56換熱器的部分板片對(duì)高區(qū)機(jī)組進(jìn)行換熱器加片,使其總換熱面積由101.2㎡增加到213.1㎡,取得了良好的換熱效果與節(jié)電效果。換熱器調(diào)整情況見表7-14。

(2)按照實(shí)際工況合理選泵
電耗偏高的另一個(gè)原因是供熱機(jī)組循環(huán)泵選型過大,如果供暖運(yùn)行時(shí)循環(huán)泵偏離最佳工況點(diǎn)較遠(yuǎn),就會(huì)導(dǎo)致循環(huán)泵效率低的問題,過多的電能轉(zhuǎn)為無用功,導(dǎo)致電耗居高不下。該問題在實(shí)供面積遠(yuǎn)小于并網(wǎng)面積的供熱機(jī)組上尤其突出。
巖谷供熱機(jī)組并網(wǎng)面積10萬㎡,供熱形式為散熱器供暖,原有3臺(tái)循環(huán)泵選型均為200-150-400,銘牌參數(shù)為:流量400m3/h、揚(yáng)程50m、功率75kW,轉(zhuǎn)速1450r/min。近5年該供熱機(jī)組實(shí)供面積穩(wěn)定在7.3萬㎡左右,較并網(wǎng)面積減少近30%,極寒天氣下所需運(yùn)行流量不超過240m3/h,循環(huán)泵出入口壓差不超過0.3Mpa,原有循環(huán)泵流量、揚(yáng)程明顯偏大。因此,有必要對(duì)該供熱機(jī)組循環(huán)泵重新選型,以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)行調(diào)節(jié)。
供熱機(jī)組設(shè)計(jì)熱指標(biāo)按照大連地區(qū)極寒天氣條件下取值45W/㎡,計(jì)算得出熱負(fù)荷為3285kW;根據(jù)規(guī)范要求散熱器二次管網(wǎng)供回水溫差不超過20℃,結(jié)合該供熱機(jī)組歷史運(yùn)行情況,供回水溫差取值15℃;依據(jù)循環(huán)流量計(jì)算公式計(jì)算得出循環(huán)流量238m3/h。同時(shí)結(jié)合該機(jī)組最不利環(huán)路阻力損失測(cè)算揚(yáng)程,考慮選取流量、揚(yáng)程分別為240m3/h、28m的新循環(huán)泵(IL150/305-30/4型),功率為30kW。
(3)在保證安全的前提下取消循環(huán)泵出口止回閥
原有循環(huán)泵出口設(shè)有止回閥,但由于實(shí)際運(yùn)行中循環(huán)泵采用變頻啟動(dòng),并未因較劇烈的壓力波動(dòng)產(chǎn)生水擊。且止回閥形成較大的局部阻力,導(dǎo)致循環(huán)泵部分能量用來克服止回閥阻力,因此在更換新循環(huán)泵時(shí)取消了出口止回閥。
巖谷供熱機(jī)組更換循環(huán)泵并取消出口止回閥后,供暖期電耗由0.541kWh/㎡下降至0.262kWh/㎡,降幅達(dá)到51.57%,節(jié)電效果顯著。巖谷供熱機(jī)組循環(huán)泵改造前后電耗效果對(duì)比表見表7-15。

近年來,大連開熱一方面通過加大科技投入、引入信息化技術(shù)改變運(yùn)行模式,實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)調(diào)節(jié)模式向智慧供熱模式的轉(zhuǎn)變。通過優(yōu)化設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)降低運(yùn)行能耗,實(shí)現(xiàn)熱力站精細(xì)管控,在保證供熱質(zhì)量的前提下,達(dá)到熱力站電耗大幅降低的效果。
各供熱企業(yè)應(yīng)努力探索新的供熱運(yùn)行模式,不斷創(chuàng)新、改革,優(yōu)化現(xiàn)有供熱運(yùn)行模式,進(jìn)一步提高供熱系統(tǒng)運(yùn)行效率,共同為建設(shè)安全、智慧、低碳、高效、節(jié)能的供熱系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)供熱行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。