医院热力站节能建设方案的研究_节能标准体系建设方案
时间：2019-03-29 03:30:28 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
（接上期）通常，阀门开度可以手动设定或者根据程序自动控制。手动设定阀门开度往往不够准确，而且受到主观因素影响较大，一般很少使用。目前，使用较多的是根据程序来自动调节阀门开度的方法，即根据二次供温与实际的二次供温进行PID调节。以往的调节方式为手动设置PID参数。如果手动设置参数不够准确，将会导致整个供热系统的自动控制系统震荡，无法正常工作（如图5所示）。
PID控制器参数的自动调整主要是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现的。目前很多供热企业都安装了远程监控系统，通过总服务器就能查看各热力站的供回水温度、流量、阀门开度等参数。通过实测温度与总温度对比及比较差值，根据对比后差值的大小相应适量关闭该支线回水阀门的开启度，使其温差恢复到接近总供回水温差，调节完可以观察总循环流量的变化，如果变化不明显可以再做调整。
同时，不同的供热系统，阀门开度的调节方式不同。其中采暖系统和空调系统是两个最主要的耗能系统。采暖系统的阀门开度分手动控制和自动控制两种。手动控制即根据一次管网的流量，来手动设定二次管网出水温度，或者根据室外温度的变化来改变二次管网供水温度的设定值，进而调节阀门的开度。自动控制即根据室外温度与二次供温设定值曲线来计算不同室外温度相对应的二次供温设定值。同时，不同时间段的室外温度不同，室内空调系统的阀门开度根据实际需要可以分时间段来设定对应的二次供温计算值
3.2建立远程监控系统
医院供热系统主要由热源、管网、热用户组成。随着供热规模的不断扩大，手动控制因不能对运行工况进行实时的分析调整，已远不能满足和发挥集中供热的优越性。为使热量的产生和供热介质的输送、分配、使用处于有序的状态，提高供热系统的能源利用率，实时控制和调节供给用户的热量，需要建立并完善与供热系统相适应的自动化控制系统。热力系统的计算机自动控制，也一直是国内各热力公司非常关注的问题，因为它是彻底改善供热效果，提高供热系统节能的主要手段。对此，可在热力站内安装远程监控系统，一方面可以提高热力站的自动化水平，另一方面可以监控热力站内的动力。
创合EMC监控系统，主要由现场控制站、操作员键盘、现场监测仪表、执行机构和控制箱组成。医院热力站通过通讯网络进行遥测遥控，最终达到无人值守。它不但可以从热网热力站的所有监测点采集传送数据信号，建立各种信息数据库，还能对运行过程中的各种信息数据进行分析、对比，对数据进行管理、转换，随时显示出各项需要控制的重要参数和图表，同时存储历史数据，便于查找分析。它还有故障诊断、报警、通讯和自动跟踪调整功能。真正实现了无人值守的自动化控制。
采用远程监控系统可实现以下操作：
（1）可以远程监测到热力站内一次供回温、供回压，二次供回温、供回压等数据（图9）。依据热力站的实际运行需求，由现场控制器通过对相应水泵进行变频控制，实现对一次供回水压力、二次供回水压力的定值控制，控制目标值等参数可设定，该控制过程的输出对输入形成了反馈，属于定值闭环控制。
目前，直供系统或者间供系统的二级管网，普遍存在运行温差过小的问题。用户的室内采暖系统一般都按供回水温差25℃设计，但实际运行的温差都在20℃以下，有的甚至只有10℃左右。因此存在着大量电能浪费问题。远程监控供回水温差，当室外温度变化较大时，二级管网供回水温度同时也跟着变化，保证采暖用户的室内温度保持均衡，避免了热网温度滞后的现象，大大提高了供热服务质量。同时，在白天室外气温较高时减少了供热量，这样就可以节约大量的热量和电量，减少了热网运行成本。通过对供回水压的远程监控，保持循环泵和补水泵的恒定。
（2）远程监控热力站内水泵的运行情况。循环泵和补水泵是热力站内比较重要的两个组成。循环泵的作用是驱动热水在供热系统内循环流动的设备。在闭式热水供热管网中，补水泵的作用有两个：一是起到定压的作用，二是补给系统的失水量。二者的运行直接关系到热力站的能耗情况。
（3）可以远程调节阀门开度。
（4）可以远程设定二次供温以及室外温度曲线。
（5）可以生成报表曲线等。
（6）可以通过报警画面来随时监测热力站内突发情况。
3.3建立无线室温系统
随着社会的发展和人民生活水平的提高,用户对供暖质量的要求也越来越高。探索改善供暖质量，提高供热能源利用率是一项十分迫切的任务。供暖期内，随机记录2011.11.15—2011.12.13这段时间的日平均气温，我们发现室外的温度变化较大。当室外气温不同时，室内所需的供热量也不同。因此，掌握用户室内温度的变化十分重要。室内供暖温度是用户最终的消费指标,也是冬季运行检验服务质量的重要内容之一（如图6所示）。
为了提高节能监察效率,无线室温采集系统。
近年来得到了许多单位的重视，主要用在集中供暖、集中供冷等领域，其中优势是以低廉的价格，在无法布线的现有楼宇之间，集中监测多路环境温度，调节空调和供暖，达到节能增效的目的。目前众多的物业公司在供暖 （冷）期间，温度采集靠人工上门测量，工作量大，数据不及时，数据无法与自动化设备连接。该系统可帮助运行管理者远程在线了解室内温度情况，制定合理的运行方案，调节热源(冷源)运行 , 降低能耗 。无线室温系统，节省了大量人力，及时的采集各项参数，实时的分析采集到的参数，并可将分析结果以曲线图、柱状图、饼图、金字塔四种形式呈现，便于热力站的工作人员查看数据结果，方便快捷。
3.4调节管网水力平衡
集中供热系统在采暖季运行初期存在水力平衡问题，使得供热过程中经常会出现供热温度不均、近热远冷、管网末梢室温不达标的情况。此外，运行的供热系统经常处在“大流量，小温差，高电耗”的状况，不仅不利于节能，而且严重影响了热用户的供热质量。因此，在保证供热设备质量及供热方式合理的前提下，我们在供暖初期应采取有效的措施来防止水力失调。
所谓水力失衡，是指管网各处实际流量与所需不一致。水力平衡调节需要的热量由热力站通过二次网供给。热力站能量调节实质上是按照用户需要的热量调节热力站输出的热量，根据负荷变化改变输出的热量。同时，热量输送载体二次网热量也需随负荷而变化，以便实现节能，这就是热力站能量调节的主要目的。 以往消除水力失衡的方法主要是由运行人员根据每天的室外温度、循环流量、补水量及管网运行压力等数据的记录，及时发现系统不热、漏水和其他不正常现象以及其他措施来调节水力失衡，从而使供热温度基本一致。但这种方法费时费力，而且结果容易受到主观因素的影响，无法使管网的水力失衡得到彻底改善。因此，在保证供热设备质量及供热方式合理的前提下，我们在供暖初期应采取有效的措施来防止水力失衡。
（1）使用超声波流量计测量流量（如图7示所示）。
图7 超声波流量计测量流量
近几十年来，随着集成电路技术的迅速发展，超声波流量计诞生并开始广泛应用。超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经由电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样实现了流量的准确检测和显示。数据记录准确、快捷、方便，并且可以观察到持续动态变化的流量。使用便携式超声波流量仪按照接入支干线建筑物距热力站由近到远的顺序，对每栋楼的支线流量进行测量，之后将测量值理论循环进行比较，利用阀门调节，使测量值接近理论值。管网基本调平后，根据不利点建筑物循环水量的情况及室温情况、二次网温差，调节循环泵变频器改变循环水量，保证二次供回水温差10-15度，不利点用户室温达标。
（2）通过控制循环泵和补水泵来节能
在热力站的热能交换过程中，一次网热负荷参数的控制主要是通过热力站内电磁阀的大小来控制介质的流速，而二次网各参数的控制主要是通过循环泵和补水泵来调节控制。 循环泵的作用是驱动热水在供热系统内循环流动的设备。以往的常规运行系统中，当需要的温度较低时，主要通过调节管道进出口阀门开度或者挡板来调节水流速度，这样造成了能源在阀体和挡板上的浪费。后来采用变频技术对循环泵进行改造，则可以使管网水流量根据需要的压力来进行调节，在保证系统正常运行的情况下，减少了能量的损失。针对城市建设过程大量分阶段建设的小区，对循环泵进行变频改造亦十分必要。在实际运行管理中需要随着小区供热面积的逐步扩大，随时调整变频输出频率，使循环水泵的输出水量和实际所需水量相匹配。事实证明，加装水泵变频装置可以节约大量电能，并且能够满足小区的供热需求。同时，经过变频改造后，对电机本身或者管道阀门都起到了一定的保护作用，无形中减少了对电网的影响，降低了设备的维修率和维护费用，延长了设备的使用寿命。
在闭式热水供热管网中，补水泵的作用有两个：1）起到定压的作用；2）补给系统的失水量。同理，对补水泵进行变频改造，维持补水量与系统漏水量一致，使其补水压力达到一个恒定值，在连续补水定压方式下，保证系统内压力稳定在一个水平上，同样可以达到节能目的。
（3）通过调节管网运行压力来节能
防止水力失衡，将供水温度提高到设计温度或接近设计温度，以提高供热系统的输送效率、节约能源，并为用户扩展打下良好基础。以往需要运行人员根据每天的室外温度、循环流量、补水量及管网运行压力等数据的记录，及时发现系统不热、漏水和其他不正常现象以及其他措施来调节水力平衡，从而使供热温度基本一致。但这些方法费时费力，而且不能及时准确的解决问题。
水力管网全面平衡技术是所有节能措施中最重要的一项，它是一切工作的基础，抛开水力平衡谈节能不能最大程度的实现节能。新建热力站新管网在运行过程中应该注意调网，因为新用户阀门可以调节。但大部分旧热力站管道陈旧，阀门拧不动，没有可调性。因此控制管网流量、流速，调节管网平衡也是节能的关键。
3.5 加药除垢
供热用户、二次管线及站内系统由于常年运行，加上水质不良导致板式换热器板片结垢，使其换热效率降低、流通能力变差。对于供热管道和散热器，其管道内径变小，影响水流量，这将会造成维修成本增加，循环水泵的耗电增加，造成能耗的损失，采暖质量也相应降低，影响了供热效率。为了提高热效率，我们建议在热力站的一、二级网的除污器前后加装压力表。运行人员应经常视察除污器前后、租的压差，当压差超过设定值（0.02MPa）时，应及时清掏或反冲除污器以降低阻力损失，节约能耗。
近年来，阻垢剂、除垢剂在我国逐步推广应用，无需设备初投资，适应性广，有除垢、阻垢、防腐的效果，只需热力站人员定期投药即可，大大节省了人力和物力。
选取吴家村作为投药实验的地点。选取的药剂型号为昱真YZ-101，首次投药量为0.2 kg × 200 T = 40 kg，PH值范围为9.8—10.2。
加药之前需要在现场增加排污装置对现场进行必要的改造（如图8所示）。
图8 增加排污装置
分两个步骤：第一，在每台板式换热器的二次侧出口各加一个球阀，除污器下面丝堵处各加一个球阀，共三只球阀，五台板式换热器相同。第二，将每台板式换热器的三只球阀引管与主管相接。第三，将主管引至下层排污坑 。第四，在压力表侧引管入水筒，以备泄水及化药，将药加入水桶中，待药充分溶化后，将药液泵入水箱内（如图19所示）。
图9 药液泵入水箱内
实验采用震荡排污法，它包含板式换热器“三开三关振荡除污法”及“三开三关反冲洗”法。投药日期为2011年11月7日—2011年12月19日。到目前为止，已投药量为360kg。下图为采集的二次水水样和一次水水样对比（如图10所示）。
图10 投药前后水样对比
采集的水样检测报告结果显示，加药后水的PH值明显增加，全碱度增加，铁离子含量增加（表一）。结果表明，加药能明显减少水垢，有利于保障供热管道的畅通，进而保障供热质量。
表一 水样检测对比
（待续）
