热力站电耗及节能措施途径分析目录热力站电耗综合分析及节能措施途径1概述我公司自集中供热以来，生产经营水、电、热三大指标中，电耗水平始终维持在一个较高的水平。

其中，水、热耗能指标相对较好，电耗指标相较同区域及建投内热力企业高约20～30%。

为增强企业市场竞争力，提升企业效益，结合工作实际经验，参照相关企业调研成果，从设备选型、设计、运行调整等方面针对设备现状进行综合分析，以期寻找出影响热力站机组电耗的诸多因素，并从设备改造的可操作性方面提出技改途径与建议。

2指标现状近三年（2014年供暖季及以前无供电结算数据）我公司电耗指标如附表1。

相关公司电能耗统计见附表2。

从附表1、附表2及附图1中可看出我公司电耗完成指标始终维持较高值，且相较同区域及建投内企业有不同程度的升高。

3设计分析根据《初步设计》中提资，初设面积1116万㎡，对应供热小时数为4032h（168天），采暖用电量为，按以上《初步设计》数据采暖季电耗为a.㎡，按照实际供热时长为3600h（150天），折合初设电耗约为 KWh/a.㎡。

但由于初设中相关资料已与生产实际中的设备选型存有较大的出入，初设中的相关设计值已不能反映现场设备实际能耗值。

如《初步设计》中5MW机组的循环泵功率为30KW，我公司现场实际机组的循环泵功率选型为45KW，循环泵匹配功率高50%。

根据《板式换热器机组》GJT191-2004中规定：“二次侧介质在管道内的流速应小于s”，其中未对板换压降做明确规定；而根据《板式热交换器机组》GBT29466-2012中规定“用于供热工况时介质流速不应大于s”、机组板换“用于供热的液-液机组一次侧、二次侧的压力降均不大于100kpa”。

结合公司设备现状，有如下可能：由于宣化供热为建投首次涉足供暖行业，相关经验不足，且相关规范中也未对换热板换的流动压降损失有明确要求，致使前期投入生产的机组板换流动阻力损失过大，板换实际压损超出“二次侧的压力降均不大于100kpa”规定的约100%，达到200kpa，2012年后延续使用了已有的部分招标技术资料，虽有部分厂家机组板换有所改进，但技术标准中未有明确要求。

且部分机组管道内流速过大，也超出“用于供热工况时介质流速不应大于s”规定值，如凤凰城机组联箱出水管径为DN250，经核算16万㎡供暖面积下，实际流速达到s，致使管道实际比摩阻增加60%，造成机组站内压损偏大。

4热力设备压损分析热力站内热力系统设备包括板换、循环泵、补水泵、阀门、逆止门、滤网、联箱、管道等，其电耗主要是循环泵和补水泵电耗。

一方面，补水泵为整个系统提供扬程，其扬程受供暖范围内的建筑最高高度确定，而循环泵扬程受热力系统流动阻力因素确定，与建筑高度无关，流量主要受供暖面积及用热指标确定。

循环泵提供的扬程被循环过程中的各个部件和管道消耗。

为减少输配能耗，在满足末端用户资用压头的情况下，应该尽可能减少其他环节不必要的压力损失。

另一方面，水泵的效率也是决定输送电耗高低的重要因素。

水泵的选型、运行效率和运行策略对其效率都有很大的影响。

以此思路，通过相关供暖企业及我公司实际设备现状进行分析比较。

4.1设备选型影响4.1.1循环泵扬程循环泵扬程与建筑高度无关，根据公式（1）确定。

H泵=H板换+ H站内系统+ H庭院系统+ H用户资用压头-----------------------------（1）H泵---循环泵扬程。

H板换---机组板换压头损失，规范≯10m，一般要求≯5m。

H站内系统---热力站内管道附件损失，包括阀门、滤网、联箱、管道等。

一般≯5m H庭院系统---二次庭院系统损失，包括庭院阀门、滤网、管道等。

取庭院管网比摩阻100pa/m，当供暖半径为500m时，供回水管道压损为，当供暖半径为1000m时，供回水管道压损为。

其他阀门、滤网等压损取5m。

H用户资用压头---最末端用户必须资用压头，规范为50kpa即5m。

这样，当小区供暖半径为500m，板换压损取5m时，H泵为30m；当小区供暖半径为1000m，板换压损取5m时，H泵为40m。

同时板换压损对循环泵扬程选型也有直接影响。

4.1.2循环泵流量循环泵流量根据公式（2）计算。

⨯⨯÷.0----------------------------（2）=00086tQ∆qAQ---流量，单位t/h。

A---供暖面积，单位m2。

q---面积热指标，单位w/ m2。

t∆--- 二次供回温差，单位℃。

当供暖面积及热指标确定后，也即确定了循环泵的流量，但由于上述公式中未考虑管网失调现象，实际流量需求量应大于上述公式（2）计算的数值，一般取倍的余量。

考虑一定的余量之后，循环泵实际选型，在供暖半径500m时，也不应超过32～36m，在供暖半径1000m时，也不应超过44m。

而目前循环泵扬程选型一般都大于44m，部分甚至达到了70m。

当流量一定时，循环泵电耗与泵扬程成正比关系，也即循环泵扬程选型大，则电耗成正比增大。

循环泵选型偏大会引起流量偏大，消耗在设备系统上的损失增大、水泵效率偏低问题。

在使用了变频之后，虽然能够解决前两个问题，但无法解决水泵效率偏低问题。

热力站机组循环泵扬程大多在44m以上，其中，约52台循环泵扬程高达50m以上。

循环泵选型过大，造成运行效率不高。

但因更换该部分循环泵成本较高，更换下来的循环失去了再利用的价值，可考虑针对扬程在50m及以上的部分循环泵进行选择性更换以提高泵的运行效率。

循环泵电耗为电能损耗的主要方面，其直观的消耗在各设备上，即设备的压差损失上。

由此，对部分热力站内设备压损分布进行统计分析。

4.2热力站内电能损耗分布通过对机组各部位压力表记录，即可统计出热力站力站内及用户侧各部件的压差大致损耗。

由于部分机组表计欠缺及计量准确性影响，仅记录循环泵入口压力、循环泵出口压力及换出口压力，以此计算出循环泵实际扬程、板换压损及管道、用户侧压损。

以下除管道、阀门、联箱外，主要针对板换、滤网、局部损失、供暖半径进行分析。

4.2.1换热板换压损对54台机组各部件压降进行测量记录，见附表3，佯表见附件2热力站压差统计。

从附表3中可以看到，用户侧消耗的压损平均只占水泵压降的%（其中还包括热力站内部分部件压损），消耗在热力站内的压损（主要为板换压损）占到了绝大部分，仅板换压损达到了%。

由此可见，热力站电耗的节能潜力主要在站内，且站内为地面以上设备，易于操作实施。

对系统压差分布作具体分析，部分热力站机组板换压损（九龙花园、福地花园、二建、皇城家园、博扬花园、凤凰城、东城首座等）甚至达到～0.3.5Mpa，超出了规范要求的≯。

在合理情况下，应使热力站内的所有设备压损之和控制在以内。

除设备本身存在的压损以外，影响板换压损因素有系统的流量与结垢。

以九龙花园为例，供暖面积为25万㎡,计算流量为1290t/h，由于庭院管网原因（单元入口安装有旁通管）及部分用户不热因素，实际流量1580t/h，造成板换的压损增加40%，板换进出口压损达到了。

部分由于换热站建成后供暖面积的增加超出设计供热面积使流量增加，如崇善寺热力站机组。

除板换流量过大外，结垢对于换热器板换压损也有一定的影响，如星宝#1机组中间板换结垢后实测流量几近为0。

一般末寒期的阻力比初寒期增大，故应每年结合运行参数对换热器板换进行清洗。

由于板换本身的压损过大，通过合理的增加板换通流面积，经济性将会更好。

如2015年非检期对万柳机组板换进行了通流改造，在2016～2017年供暖季，在保持较上年度运行参数略高的情况下，热力站月用电量由上年度的23万下降至万，用电量降低28%。

4.2.2除污器滤网压损系统滤网正常运行中压损应控制在1～3m，前后压损超出5m时，应及时进行清理。

从实际运行来看，滤网在部分机组中压损数值表现明显。

如当滤网略有少许杂物时，滤网即表现出严重堵塞现象。

管道的直径（有效通流直径）由流量及比摩阻确定，但在实际进行选型安装时，往往DN250的管道匹配DN250的滤网。

由于滤网目数在20～30目时，有效通流百分比为61～56%，目数越大，有效通流百分比越小，实际造成了该部位的缩径现象，形成了一定的阻力。

在运行中，除污器滤网的阻力显着增加主要发生在初寒期，尤其是刚开始供暖的一段时间。

因此，应定期检查除污器滤网的前后压力差变化，一旦发现除污器滤网前后压差超出时及时清理，避免不必要的压损。

就地表计的精确度也是影响除污器滤网堵塞判断的主要因素，运行中应提高除污器前后压力表计的准确度。

同时，将主要滤网前后压力实现上传，实现改分散定时检查为计算机实时监控报警，也不失为一种有效的管理控制方式。

并且，在实际运行中，大多数滤网在整个供暖中后期，因管网已运行稳定，在管网运行年限达到3年以上时，滤网对系统颗粒状的过滤作用已不明显，可以采取滤网抽芯运行方式以减少系统阻力。

为便于保管，各机组所抽滤芯宜进行该站内定点放置，下个供暖季系统投入前装回。

4.2.3局部损失造成局部不合理的损失主要原因是：站内部分管道设计管径偏小、部分阀门存在损坏情况、弯头过多或管道上存在不必要的阀门及联箱等。

如凤城低区机组原设计为两路出水，实际为一路DN250管出水，造成凤凰城电耗达到近 a.㎡；如部分机组后期供暖面积扩大增泵后（如颐明宣等）造成站内设备阻力增加。

再比如，2017年非供暖季，将二中热力站内多余的管道阀门去掉后，月用电量下降14%。

合理规划，减少各支路不平衡。

联箱的作用是为便于在同一机组中含有多支路的供暖用户之间的调平，但联箱的增设，增加不必要的压损。

对于两支及两支以下支路的，宜不设联箱，单支路时改为直通管道，两支路时改为Y型三通方式，可减少系统的压损。

对于三支及以上支路的具备现场空间及系统条件的可考虑进行分机组改造（如本非供暖针对颐明宣的分机组改造）。

4.3供暖半径分析由于供暖半径对系统的电耗影响较大，故结合公司实际电耗情况进行简要分析。

供暖半径可通过对单机平均供暖面积与电耗的关系反映出对电耗的影响。

统计如附表4及附图2。

从附表4、附图2及公式（1）可看出，机组的单机平均供面积越小，反映出单机供暖半径越小，电耗水平完成越好。

但由于供暖小区及热力站选址在投产以后，已无可改造的空间，故仅作为电耗影响来分析。

同时，单机供暖面积过大，说明部分机组供暖面积过大，并联循环泵台数过多。

一般并联泵台数不宜超过两台，最多不超过三台，当超出三台以上，超出部分基本已不起增流作用。

5运行调整分析根据频率与功率关系式：（n1/n2）3=p1/p2绘制频率与功率关系附图3。

从附图3中可看出，在40Hz以上时，频率与功率基本成一直线关系，约每1Hz对应5%电耗，所以采用合理的流量运行方式，电耗降低较为明显。

但系统的流量降低主要受到庭院管网水力平衡失度度的制约，也即最末端用户资用压头不应小于50kpa。