摘要：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的不斷推進(jìn)，城市供暖系統(tǒng)規(guī)模日益擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。換熱站作為供暖系統(tǒng)的重要部分，其建設(shè)和運(yùn)行受到廣泛關(guān)注，相應(yīng)的技術(shù)研究也隨之興起，根據(jù)供暖系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，集中分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，探索解決實(shí)際工作中存在的能耗高、供暖效益不足等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：換熱站；節(jié)能降耗；研究意義；工作原理；問(wèn)題與解決途徑

目前，國(guó)內(nèi)換熱站普遍存在效率低、能耗高的問(wèn)題。因此，提高換熱站的運(yùn)行效率、降低能耗成為一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

1換熱站節(jié)能降耗研究的意義

在供暖節(jié)能領(lǐng)域，各類節(jié)能技術(shù)與裝備已被廣泛運(yùn)用，然而，人們對(duì)換熱站節(jié)能潛能的認(rèn)識(shí)卻很少，導(dǎo)致其能效提升難以實(shí)現(xiàn)，能源效率高低不一，已成為管理者日益關(guān)注的問(wèn)題。要想提高換熱站供暖的節(jié)能效果，就需要在對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況有清晰認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)真實(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析和評(píng)估，讓管理人員能夠更好地把握和發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，并制定出合理的節(jié)能改造計(jì)劃。因此，完善換熱站節(jié)能降耗研究，對(duì)換熱站建設(shè)意義重大。

2換熱站控制系統(tǒng)概述

2.1換熱站簡(jiǎn)介及工作原理

換熱站作為中央供暖系統(tǒng)的中心，其工作狀況對(duì)供暖質(zhì)量有很大的影響。換熱站的工作原理：熱源經(jīng)一次供暖網(wǎng)絡(luò)將高溫?zé)崴椭翐Q熱站，在熱力站內(nèi)部進(jìn)行換熱，然后將熱量傳送至二次網(wǎng)的循環(huán)水，最后通過(guò)二次網(wǎng)的循環(huán)泵將熱水送回二次網(wǎng)的回流管道。

2.2換熱站控制系統(tǒng)

2.2.1換熱站控制裝置

換熱站控制裝置不僅可以對(duì)一二次網(wǎng)供水流量、供回水溫度、供回水壓力和循環(huán)泵轉(zhuǎn)速、補(bǔ)水狀況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，還可以對(duì)水泵轉(zhuǎn)速、流量等參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

2.2.2上位機(jī)監(jiān)控操作站

操作站采用以太網(wǎng)模塊與現(xiàn)場(chǎng)站進(jìn)行通信，采用GPRS技術(shù)與分區(qū)供暖控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制站和智能化分區(qū)供暖控制器監(jiān)測(cè)參數(shù)的集中監(jiān)測(cè)。

2.2.3智能分區(qū)控制器

智能分區(qū)控制器利用“pang-pang”控制技術(shù)，對(duì)自力閥和旁通閥結(jié)合形成的限流旁路閥進(jìn)行控制，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的最低溫度要求進(jìn)行加熱時(shí)，此閥門(mén)就會(huì)閉合，為用戶供給熱水；相反，當(dāng)達(dá)到設(shè)置的溫度上限時(shí)，旁通閥門(mén)打開(kāi)。

3換熱站節(jié)能降耗存在問(wèn)題

目前，能源已成為制約世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素，如何對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)開(kāi)發(fā)和高效利用，是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)心的課題，也是各行各業(yè)的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，在國(guó)家大力推行節(jié)能減排政策的背景下，換熱站作為一種能量轉(zhuǎn)化與再利用的裝置，其節(jié)能問(wèn)題日益引起人們的關(guān)注。然而，在實(shí)際操作過(guò)程中，由于諸多因素的作用，這些問(wèn)題仍然較為突出。

3.1硬件設(shè)施問(wèn)題

在我國(guó)，相當(dāng)一部分換熱站建于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的建筑標(biāo)準(zhǔn)不夠科學(xué)，加上長(zhǎng)時(shí)間的不合理管理，導(dǎo)致整個(gè)換熱站在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)多種問(wèn)題。目前供熱系統(tǒng)中存在著供暖區(qū)域小、供暖指數(shù)偏低、供暖效果不佳等問(wèn)題。

（1） 這些換熱站的供暖面積一般偏小，許多集中換熱站的供熱面積難以滿足城區(qū)擴(kuò)張的速度，尤其是老城區(qū)，這種情況尤為明顯，在使用這些換熱站時(shí)，為了保證供暖的正常進(jìn)行，必須超量供暖，才能滿足居民的需求。

（2） 很多換熱站都出現(xiàn)嚴(yán)重的隔熱層脫落，保溫性能不足的問(wèn)題，有些換熱站甚至沒(méi)有隔熱層，這就造成次級(jí)網(wǎng)的暴露，不僅浪費(fèi)大量的熱量，而且對(duì)日常作業(yè)帶來(lái)不少隱患。

（3） 閥門(mén)、污垢清除器、熱交換器等各種附屬設(shè)施的腐蝕現(xiàn)象十分嚴(yán)重，由于長(zhǎng)期保管不到位，以及缺乏良好的管理，這些設(shè)備出現(xiàn)了嚴(yán)重的品質(zhì)問(wèn)題，不僅無(wú)法正常使用，還會(huì)浪費(fèi)大量的能源。

3.2換熱站建設(shè)問(wèn)題

在換熱站施工過(guò)程中，出現(xiàn)選材不當(dāng)和換熱站阻力損耗偏大等問(wèn)題。換熱站是供熱系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，也是供熱系統(tǒng)能耗最大的一環(huán)。在以往的諸多設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員都只是以熱交換為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行初步估計(jì)，而沒(méi)有對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的挑選和計(jì)算，造成設(shè)備在投產(chǎn)后經(jīng)常無(wú)法達(dá)到特定的運(yùn)行要求，并且換熱裝置的阻力損耗問(wèn)題也十分突出。

3.3換熱站規(guī)劃問(wèn)題

有些大型換熱站在規(guī)劃和施工中，過(guò)度強(qiáng)調(diào)換熱站的局部作用，沒(méi)有進(jìn)行整體和長(zhǎng)期的考慮，這就使得換熱站的各項(xiàng)設(shè)施在實(shí)際的建設(shè)和使用過(guò)程中存在一些問(wèn)題。例如：在挑選水泵時(shí)，設(shè)計(jì)者都是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)考慮，而在修建管線時(shí)，卻按照近期的流量需求來(lái)進(jìn)行施工，這就使得水泵的作用沒(méi)有得到很好的發(fā)揮，在很大程度上限制了設(shè)備的最大功效。

3.4管理問(wèn)題

在目前的換熱站管理制度中，很多單位還沿用傳統(tǒng)的管理制度。因此，在具體的管理過(guò)程中，換熱站管理水平與實(shí)際供暖需求不適應(yīng)。另外，用戶在未經(jīng)允許的情況下，隨意將一次閥開(kāi)啟，破壞一次電網(wǎng)的流量平衡，造成供熱過(guò)剩。在這樣的情況下，我國(guó)節(jié)能減排的難度加大，能源消費(fèi)形勢(shì)仍然嚴(yán)峻。

3.5數(shù)據(jù)利用問(wèn)題

沒(méi)有對(duì)海量的實(shí)際操作數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析和利用，使得管理人員很難對(duì)其中的隱患進(jìn)行準(zhǔn)確的把握和檢測(cè)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行及時(shí)維修，很難確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性。與此同時(shí)，節(jié)能降耗工作缺少一個(gè)可操作的切入點(diǎn)，使得管理者無(wú)法依據(jù)具體狀況來(lái)制定相應(yīng)的決策計(jì)劃，這樣就無(wú)法達(dá)到既定的管理目的。

4換熱站節(jié)能降耗解決途徑

隨著社會(huì)的發(fā)展，以及人們對(duì)節(jié)能和環(huán)保的認(rèn)識(shí)不斷提高，節(jié)能和安全已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)的首要任務(wù)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，怎樣才能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)目前集中供熱換熱站所存在的有關(guān)問(wèn)題，在節(jié)約能源方面，應(yīng)從如下幾個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)的預(yù)防。

4.1實(shí)行有力的管理措施

持續(xù)增強(qiáng)換熱站管理效益，逐步形成了一套完善的熱源、管網(wǎng)和換熱站的一體化管理系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)與用戶的統(tǒng)一管理。該管理制度的實(shí)施，既要根據(jù)所采用的換熱站的具體情況對(duì)其進(jìn)行分類和歸納，逐步淘汰高能量消耗、低穩(wěn)定性、高故障率的各類設(shè)備，又要在日常工作中進(jìn)行設(shè)備零部件的清理，清除設(shè)備表面的各類污垢，保證設(shè)備的清潔、整齊。

4.2標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)程，建立完善的供熱管網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行和換熱站管理體系（1） 在換熱站的循環(huán)水泵和補(bǔ)水泵等電氣設(shè)備上安裝變頻調(diào)速裝置，對(duì)換熱站的電能進(jìn)行調(diào)整和控制；通過(guò)對(duì)裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行合理配置，可以減少能源消耗。（2） 針對(duì)本區(qū)域的氣候特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w條件，制定切實(shí)可行的行動(dòng)計(jì)劃?？稍诓煌竟?jié)、氣候情況下，對(duì)裝置的操作方式及參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使其達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能效果。采取上述措施，既能保證日常作業(yè)的有序開(kāi)展，又能達(dá)到節(jié)能降耗的既定目標(biāo)，構(gòu)建換熱站的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和管理流程。

4.3強(qiáng)化管線的隔熱性能

為了提高換熱站的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的，必須強(qiáng)化管線的保溫性能。（1） 要加強(qiáng)對(duì)管材選擇、施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，以保證其具備較好的絕熱、耐久性能。（2） 要對(duì)管道保溫層進(jìn)行周期性的檢測(cè)與維修，對(duì)損壞、老化部位進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。另外，還可以利用智能控制系統(tǒng)對(duì)管路的溫度、流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，最大程度提升節(jié)能效果。通過(guò)對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行保溫處理，可以有效地降低熱網(wǎng)的熱損耗，減少熱網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用，改善供熱管網(wǎng)運(yùn)行效率。（3） 應(yīng)加強(qiáng)供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與施工，保證供熱管網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化水平，增強(qiáng)供熱管網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際效益。循環(huán)水泵、去污方法、冷熱器、補(bǔ)水泵軟水系統(tǒng)等均需有較好的配套體系，才能保證換熱站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)高效低耗操作。

4.4供暖自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都在逐步走向生產(chǎn)、生活自動(dòng)化，這也為供熱工作的運(yùn)行管理開(kāi)辟了一條新的路徑。實(shí)現(xiàn)換熱站的自動(dòng)化管理，對(duì)于提高供熱管網(wǎng)的管理效能意義重大。在換熱站的日常運(yùn)營(yíng)管理中增設(shè)自動(dòng)化裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱管網(wǎng)的在線監(jiān)控、調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程操作。供暖自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地克服了以往依靠人工經(jīng)驗(yàn)造成的設(shè)備失效問(wèn)題。采用集中式自動(dòng)管理以及節(jié)能技術(shù)，是當(dāng)前換熱站運(yùn)行管理的最佳選擇。該系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制平臺(tái)，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、匯總、比較、分析，并給出改進(jìn)指令。

4.4.1溫控模型

從目前國(guó)內(nèi)換熱站供暖自動(dòng)控制的發(fā)展情況來(lái)看，大部分都是采用熱網(wǎng)控制的溫控模式來(lái)進(jìn)行供暖控制。然而，如果只對(duì)溫度進(jìn)行控制，則會(huì)使控制時(shí)間延長(zhǎng)，且穩(wěn)定性不佳，因此采用熱控制的方法來(lái)調(diào)節(jié)。通過(guò)對(duì)各個(gè)供暖管道的溫度、壓力、濕度等參數(shù)的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)供暖管道的實(shí)時(shí)監(jiān)控。然后，根據(jù)預(yù)先確定的程序，對(duì)供暖網(wǎng)絡(luò)中的水泵、調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，達(dá)成對(duì)熱交換設(shè)備及供暖系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)化控制要求。

換熱站供暖自動(dòng)控制系統(tǒng)需要采集各熱網(wǎng)的資料，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析，才能將資料傳送給各熱網(wǎng)。通常情況下，數(shù)據(jù)傳送都是通過(guò)智能化的方式實(shí)現(xiàn)的。（1） 為了確保數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定和精確傳輸，必須采用先進(jìn)的硬件和軟件。比如采用數(shù)字式溫度傳感器，不僅可以直接地將溫度數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，而且還可以將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字式溫度傳感器具有高靈敏度、高精度的特點(diǎn)，能確保數(shù)據(jù)的完整傳遞，并能以科學(xué)而準(zhǔn)確的方式將資料傳輸給用戶。（2） 還要建立暢通、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，以確保相關(guān)信息的實(shí)時(shí)、快速傳遞。由于數(shù)據(jù)是直觀的，必須配備一個(gè)完善的、有效的通信網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)安全控制，減少系統(tǒng)能耗，改善采暖質(zhì)量。

4.4.2遠(yuǎn)程控制方式

采用遠(yuǎn)程控制方式實(shí)現(xiàn)供熱自動(dòng)化，為供熱管理提供了極大的方便。在自動(dòng)控制中，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著這一技術(shù)的日趨成熟和廣泛應(yīng)用，遠(yuǎn)程控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域也較為常見(jiàn)，增加了供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性和科學(xué)性。大量采用遠(yuǎn)程控制方式，不僅增加了換熱站的可靠性和靈活性，同時(shí)還減少部分絕緣設(shè)備、線纜等的使用，更利于節(jié)省成本。電力設(shè)備的智能化程度越來(lái)越高，為換熱站遠(yuǎn)程控制的實(shí)施提供支持。

5結(jié)語(yǔ)

在供暖過(guò)程中，要從設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理兩方面著手，以達(dá)到節(jié)能降耗、提高供暖品質(zhì)的目的。換熱站的節(jié)能工作關(guān)系到國(guó)家和人民的切身利益，應(yīng)引起廣大供暖企業(yè)的高度重視，并從管理、技術(shù)等方面進(jìn)行改革，這樣才能更好地改善供暖質(zhì)量，促進(jìn)供暖事業(yè)的有序發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］馬文輝.基于K均值聚類算法的換熱站負(fù)荷分類及節(jié)能分析［J］.節(jié)能，2020，39（10）：5961.

［2］劉春蕾，張夢(mèng)茹，王毅，等.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID調(diào)節(jié)的換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)研究［J］.區(qū)域供熱，2022（3）：143148.

［3］張思瑞，李昊，張慶，等.考慮配電網(wǎng)容量約束和建筑熱惰性的城市換熱站電制熱補(bǔ)熱優(yōu)化配置方法［J］.現(xiàn)代電力，2023，40（2）：249258.

作者簡(jiǎn)介：李節(jié)，男，廣東茂名人，中級(jí)工程師，碩士，主要從事重油加工技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。