国家电投集团东北电力有限公司大连开热分公司（以下简称大连开热）的前身为成立于1986年的大连经济技术开发区供热公司，主要负责大连经济技术开发区核心区域的城市供热，并网面积1075万㎡，高温水管网单程长度23km，现有热力站90座。

节能降耗一直是供热企业不懈努力和为之奋斗的方向，电耗指标作为“三耗”（热耗、电耗、水耗）指标之一也是供热企业想要攻克的难关之一。要想在保证供热质量的前提下合理降低电耗指标必须从多方面考虑，既要考虑供热系统运行调控的各个模块，又要考虑热力站重要设备选型是否适配、管路布置是否合理，全方位分析整个供暖系统，找出“病因”，采取相应措施，最终达到在不降低供热质量的前提下最大限度地降低电耗指标。

（1）原有控制手段

大连开热原有供热模式是采用PLC控制系统控制二次管网供水温度及供水流量，根据室外气温变化情况，依靠调度工作人员的工作经验进行人为控制，由于无法监测用户侧室内温度，导致出现过供、欠供、循环流量偏大、偏小等现象，且控制系统需人为控制，费时费力，“三耗”指标居高不下，供热效果达不到预期。

（2）智能化供热控制手段

2016年4月1日，大连开热开始探索智慧供热运行模式，逐步实现区域内所有热力站自动运行控制。为了提升供热效果，同时控制能耗指标，引入室内温度监测系统，以用户室温为最终导向，采用“分时段、变流量、质调节、恒室温、云服务”的控制逻辑，基于室外温度变化情况，把一天分为多个时间段分别控制（切换气象数据模式图如图7-24所示），将循环泵转速与室外温度相关联，建立二次管网供水流量自动调节控制系统，实现热负荷随热需求同步调整，达到改善供热效果、节能降耗的目标。这样，循环泵转速过高及二次管网流量超供的现象得到避免，热力站耗电量得到进一步降低。

循环泵转速曲线按照近3年的历史数据人工生成，在供暖期前人为进行相应设定，根据大连地区室外温度，将热力站室外温度区间定为-20~10℃（可进行修改），所有热力站一站一调节曲线，每个热力站在不同室外温度时所提供的循环泵转速均不相同，在供暖期即可依靠智慧供热模式参照对应室外温度自动调节循环泵转速，达到降低电耗指标的效果。

图7-24 切换气象数据模式图

注：本图为软件截图，图中术语为行业通用俗称。

例如当日室外温度为-15℃~-5℃时，传统供热调节模式下，因无法对区域内所有机组进行循环泵转速调节，为满足用户侧热负荷需求，只能按照当日室外最低温度进行流量配比，设定各机组循环泵转速，以某供热机组为例，循环泵转速设置为570r/min，一天的大部分时间段只能通过调节二次供水温度控制。而采用智慧供热模式后，可以由自动调节控制系统按照当日各时段的室外温度自行对所有机组下达循环泵转速调节指令，在日间温度在-6~-10℃波动的时段内，自动设定各机组循环泵转速，将各机组转速调低至各相应区间。仍以某供热机组为例，将循环泵转速自动调节至540r/min，日间温度升高至-5℃区间段内，该机组循环泵将自行调整至510 r/min，自动运行参数设置图如图7-25所示。智慧供热模式使循环泵转速实现分时段调节，从而避免了传统供热模式下循环泵频繁高转速运行造成的电能浪费，实现大幅降低机组耗电量的目的。

图7-25  自动运行参数设置图

注：本图为软件截图，图中术语为行业通用俗称。

（3）智慧供热实施效果

上述技术已成功应用于大连开热并网面积1075万㎡的供热区域，通过智慧供热手段实现了人工调控的传统供热模式向自动化、智能化供热模式的转变。在保证供热质量的前提下，降低了各项指标，同时通过智慧供热平台每日生成的各热力站、各区的日计划、日统计、日分析（各热力站供热机组电评价图如图7-26所示），并对数据进行自动对比、分析。智慧供热平台不仅可以提供节电的改造方向，确定管网平衡改造的对象；还可以提供节电空间的量化，从而进一步完善供热系统。大连开热已逐步实现了数字化精细管控，截至2023-2024供暖季，热力站单位面积耗电量已降至0.068kWh/（㎡·月），在供热行业达到领先水平。

图7-26  各热力站机组电评价图

注：本图为软件截图，图中术语为行业通用俗称。

（1）按照实际运行工况优化换热器选型

大连开热在供暖期对各机组用电量进行日统计、日分析，通过统计分析排查出电耗偏高的机组，并将电耗高的机组列为改造关注的重点。供热机组电耗偏高的原因之一是机组循环阻力大，而热力站内的循环阻力主要由除污器、换热器造成。除污器可以通过清洗来减少杂质沉积以实现减少阻力，而换热器除了日常清洗，还应结合机组负荷变化与结垢情况更换或增加换热片。

为了节省成本，大连开热采用新购部分换热器、原有换热器内部调换、原有换热器加片三种方法相结合的方式，对区域内换热器进行统筹规划调整。

1）统计出近几个供暖期电耗偏高的机组后，筛选出用电量偏大、可压降空间大的机组进行换热器重新选型。经过排查分析，选定红梅低区供热机组作为调整对象。

红梅低区供热机组并网面积27万㎡，原设计选型按照每平米换热片可供1000㎡供暖面积测算，选择3台型号为M15-BFGL的换热器，每台换热器换热面积为89.9㎡。运行5年后，换热器每平米的换热能力并不能达到设计效果，尤其随着使用时间增长，即便按时清洗换热器，其运行端差仍达不到理想状态，说明原换热器选型过小，需要重新进行选型。

重新选型过程中，与换热器厂家研讨后，按照每平米换热片能供500㎡供暖面积测算，该机组共需要540㎡换热面积。最终确定选择3台T20板式换热器，单台换热面积180㎡，能够满足热负荷需求。

更换换热器后，红梅低区供热机组换热效率明显提升，在保证原有二次供水温度的情况下，高温水流量由170m³/h降至70m³/h，端差由12℃降至接近0℃。同时，换热器局部阻力明显降低，进出口压差由0.05MPa降至0.02MPa，循环泵转速降低200r/min的条件下，循环流量与往年同期持平。更换换热器后，该供热机组供暖期电耗由0.616kWh/㎡下降至0.326kWh/㎡，节省电量7.83万kWh。

2）排查原有换热器换热面积选择偏小、总需要换热器面积接近269.7㎡的供热机组，以便红梅低区机组原有的三台M15-BFGL换热器实现再利用。经过排查，海中国二期低区供热机组符合此条件。

海中国二期低区供热机组并网面积13.1万㎡，原设计选型按照每平米换热片可供800㎡供暖面积测算，选择三台型号为XGS56的换热器，每台换热器换热面积为56.1㎡。随着使用时间增长，即便按时清洗换热器，其运行端差仍达不到理想状态。重新选型过程中，参照每平米换热片可供500㎡供暖面积测算，该供热机组共需要262㎡的换热面积。因此，利用红梅低区机组原有的三台M15-BFGL型换热器（总换热面积269.7㎡）替换海中国二期低区供热机组原有换热器。

更换换热器后，海中国二期低区供热机组换热效率明显提升，在保证原有二次供水温度的情况下，高温水流量由79m³/h降至58m³/h，端差由11℃降至接近0℃。同时，换热器局部阻力有所降低，进出口压差由0.03MPa降至0.02MPa，在循环泵转速降低100r/min的条件下，循环流量与往年同期持平。该供热机组供暖期电耗由0.388kWh/㎡下降至0.325kWh/㎡，节省电量0.83万kWh。

此外，由于海中国二期低区、高区供热机组板式换热器型号相同，利用低区供热机组拆下的三台XGS56换热器的部分板片对高区机组进行换热器加片，使其总换热面积由101.2㎡增加到213.1㎡，取得了良好的换热效果与节电效果。换热器调整情况见表7-14。

（2）按照实际工况合理选泵

电耗偏高的另一个原因是供热机组循环泵选型过大，如果供暖运行时循环泵偏离最佳工况点较远，就会导致循环泵效率低的问题，过多的电能转为无用功，导致电耗居高不下。该问题在实供面积远小于并网面积的供热机组上尤其突出。

岩谷供热机组并网面积10万㎡，供热形式为散热器供暖，原有3台循环泵选型均为200-150-400，铭牌参数为：流量400m³/h、扬程50m、功率75kW，转速1450r/min。近5年该供热机组实供面积稳定在7.3万㎡左右，较并网面积减少近30%，极寒天气下所需运行流量不超过240m³/h，循环泵出入口压差不超过0.3Mpa，原有循环泵流量、扬程明显偏大。因此，有必要对该供热机组循环泵重新选型，以实现精细化运行调节。

供热机组设计热指标按照大连地区极寒天气条件下取值45W/㎡，计算得出热负荷为3285kW；根据规范要求散热器二次管网供回水温差不超过20℃，结合该供热机组历史运行情况，供回水温差取值15℃；依据循环流量计算公式计算得出循环流量238m³/h。同时结合该机组最不利环路阻力损失测算扬程，考虑选取流量、扬程分别为240m³/h、28m的新循环泵（IL150/305-30/4型），功率为30kW。

（3）在保证安全的前提下取消循环泵出口止回阀

原有循环泵出口设有止回阀，但由于实际运行中循环泵采用变频启动，并未因较剧烈的压力波动产生水击。且止回阀形成较大的局部阻力，导致循环泵部分能量用来克服止回阀阻力，因此在更换新循环泵时取消了出口止回阀。

岩谷供热机组更换循环泵并取消出口止回阀后，供暖期电耗由0.541kWh/㎡下降至0.262kWh/㎡，降幅达到51.57%，节电效果显著。岩谷供热机组循环泵改造前后电耗效果对比表见表7-15。

近年来，大连开热一方面通过加大科技投入、引入信息化技术改变运行模式，实现了从传统调节模式向智慧供热模式的转变。通过优化设备选型和系统设计降低运行能耗，实现热力站精细管控，在保证供热质量的前提下，达到热力站电耗大幅降低的效果。

各供热企业应努力探索新的供热运行模式，不断创新、改革，优化现有供热运行模式，进一步提高供热系统运行效率，共同为建设安全、智慧、低碳、高效、节能的供热系统，实现供热行业高质量发展做出应有的贡献。