中国城镇供热协会


编者按

双碳目标下,供热企业如何做好节能减排增效工作?“中国城镇供热协会”将陆续推出名企管理经验与大家分享,案例均来自《中国城镇供热发展报告2021》。





对于供热企业来说,供热成本主要由热量成本、耗水成本、耗电成本、劳动力成本、财务管理费用等构成。热力站耗电成本主要由循环水泵、补水泵、监控系统、照明系统等部分构成。经过多年的不懈努力,牡丹江热电有限公司采暖期热力站单位面积耗电量指标从1998年1.2kWh/㎡下降至2018年0.3118 kWh/㎡。在电耗控制方面公司主要进行了运行模式的改变(一补二)、变频技术的广泛应用、设计理念的更新、合理的运行控制等方面的工作。


01
热力站运行模式改变(一补二)


(a)原运行模式

(b)新运行模式


图1 热力站运行模式


1998年采暖期开始,全部热力站由原运行模式图1(a)改为新运行模式图1(b),即采用“一补二”补水方式,热力站补水定压压头来自一次网循环泵,该循环泵利用厂用电,电价低,电磁阀功耗低(44W),原补水系统(补水泵)运行,采用市电,电价比厂用电高一倍以上,补水耗电成本高。


表1:补水泵及电磁阀补水耗电对比表


若采暖期全部热力站总补水量按20万吨计算,按表1中数据进行计算,可节省电量47400kWh。


02
变频技术应用


变频技术应用有助于热力站节能。在一定的范围内,随着变频开度的下降,每降低1Hz的频率,节电比例都呈非线性增加(见表2),当运行频率为25Hz时,其功率仅为工频功率的13%,可见通过频率的适度调整,可以实现热力站节电的目的。


表2:频率调整节电对比表


同时,公司增加了变频投入率。随着变频器价格的下降,自2002年开始,公司对全部的循环水泵电机、热力站高区供热系统的补水泵亦进行了变频控制改造。2013年开始,对全部新建热力站加装了远传电表,利用远传电表数据统计了采暖期热力站的变频器频率运行范围,具体统计结果见图2。运行频率占比最高区间为25-30Hz,占比为29.4%,节电率为78.4%-87.5%。


图2 部分热力站变频频率运行分布表


03
热力站设计理念更新


为适应小区热负荷分期增加的实际情况,热力站采用一大一小循环水泵进行配置(见图3),且选用低扬程、大流量水泵。如以3万㎡热力站确定一大一小循环水泵配置,详见表3。

图3 一大一小循环水泵配置实例图


表3:水泵选型表


04
运行控制


1.加大二次网运行温差,降低电耗

在热力站运行中,通过加大二次网供回水温差来降低电耗。二次网供回水温差变化对电耗的影响见表4,以二次网供回水温差15℃时的流量作为基准,温差每下降1℃,相应的流量非线性比例增加,进而带来电量的增加。


表4:二次管网供回温差变化电耗增加对比表

 

2.分阶段变频调整

牡丹江热电采暖期为183天,计26周。每周对热力站消耗的电量进行统计汇总分析。采暖期周耗电曲线见图4。热力站采暖期二次网运行方式采用分阶段的变频调节,期初、期末电量低,尖寒期电量高。


 

图4 采暖期周耗电曲线图


3.冬病夏治

对于采暖期发现运行电耗偏高的热力站,采取更换水泵或调整电机运行功率等方法进行综合治理。2018年夏季共更换水泵27套,原水泵功率合计为365.7kW,更换后合计为275.6kW,下降了24.6%。


05
节电效益分析


通过2004-2018年供暖期热力站耗电效果分析,近5年热力站单位面积耗电量平均值与前10年相比下降了36%,比协会2018-2019供暖期统计的平均值低77.7%。按统计平均值计算采暖期可节约电量2292万KWh,电价按0.7499元/KWh,采暖期可节省金额1718万元。


 

图5 2014-2018采暖期热力站

单位面积耗电量曲线图


表5 公司热力站单位面积耗电量

与2018-2019协会统计数据对标分析


06
未来展望


未来,牡丹江热电计划将变频控制引入热网监控系统,形成多参量变频调速控制,使频率调整更加及时精准,进而加强热力站节电效果。目前已完成了部分远传电表的加装,实现了部分热力站日电耗的分析,在此基础上,拟对全部热力站的电表进行远传电表改造,实现远程集抄。