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摘要：城镇集中供热的发展状况己经成为城市现代化建设的重要标志之一。随着城镇化的快速发展，我国北方的集中供热面积快速增长，用于集中供热的能源消耗量也在不断增加，在节能与环保要求日益紧迫的时代，如何降低集中供热的能耗已经渗入到集中供热系统的各个环节，包括热源处能源的髙效利用、管网的合理输配、换热站内热量的高效转换及末端建筑采暖能耗的。本文以供热换热站循环泵为切入点，就其节能和改造进行了分析。
关键词：循环水泵；节能技术；换热站‘改造措施
前言
随着科技生产力的不断进步，越来越多的新设备、新技术逐渐应用到了集中供热系统中，硬件方面主要有新型供热节能设备的研发制造，包括循环水累变频器、自力式流量调节阀、气候补偿器等。软件方面主要是提出的新的供暖方式，比如热量的分级利用；分时分区分温供热方式。这些都是供热节能进步的体现。
一、循环水泵改造的重要意义
供热公司换热站主要耗能设备是循环水泵，循环水泵的运行效率直接决定着能源利用水平。通常，循环水泵型号的选择主要根据工作介质、工作介质特性、扬程、流量、环境温度等数据，选择工作平稳、寿命长、节省成本的水泵。但在实际选型时往往很难做到水泵型号与本体系统的完美结合，因选型不合理造成的大马拉小车现象屡见不鲜，即便选择的泵体型号适合本体系统的运行工况，但是普通泵体的运行效率较低，也难免成为能耗高的重要因素。通过优化系统配置，提高循环水泵的运行效率，降低运行能耗，对节约能源具有重要意义。
二、供热换热站自控系统的特征及其功能
2.1、供热换热站自控系统的特征。随着自动化控制的调节系统在供热系统中的应用，供热系统也由传统的手工调节转变为自动调节，在满足用户热量需求的同时，避免了不必要的能量浪费。换热站自动化控制系统在实际运行中，主要是根据室外温度变化，采用优化控制算法，自动调节蒸汽阀门的开度，使进、出口温度达到预定值，既满足不同天气用户的供热需要，又能达到节能降耗的效果。由于供热系统属于典型的大滞后闭环控制，调节速度非常慢，故选用大滞后的控制算法，并引补水流量进行前馈补偿，以提高控制速度和稳定性。根据回水压力，自动改变变频器输出频率以及电压，连续调节补水量，满足压力跟踪设定值。换热站自控系统可以解决热网运行失调现象，实现热网平衡运行，大大提高供热效果。另一方面，该系统具有历史曲线记录功能和报警功能，可以在最短时间内发现故障点，便于分析工艺条件对工况的影响以及事故发生的原因。
2.2、换热站自控系统的功能。（1）对系统产生的各个数据进行收集。自控系统在运行中，可以通过实现设置的巡检方式，对各个监测点进行24小时的数据收集，如温度、压力、流量、液位及设备运行状态等多种数据，并在收集完毕后将其通过信号电缆传达到系统控制柜的内部端子中。（2）数据计算处理。顾名思义，所谓的数据计算处理是指系统对收集到的数据进行统一加工与处理，且加工处理过后的数据为系统运行所需要的二次数据。在整个二次数据中，主要包括二次计算处理及二次数据的性能计算处理两个方面，不同的是，二次计算处理的重点在于数据的平均值与最大值计算；而性能计算处理的重点在于完成换热效率、电量及水量的计算。（3）数据显示。在整个系统数据显示中，主要是对供水温度、一次回水温度、二次供水温度、二次回水温度等多个数据的实际状况进行显示。（4）数据通讯，即结合着数据显示的实际状况，将收集到的错误数据第一时间反应到系统总部，使工作人员第一时间进行完善，避免问题的进一步扩大。（5）功能控制。
该系统的应用，能够在原有的基础上实现二次热网控制，确保热网水力与热力的平衡值在规定范围内，进而保证整个热网安全、稳定、高效的运行。
三、供热换热站自控系统节能策略的分析
供热换热站自控系统通常是通过质调节与量调节进行节能，以下就其进行具体分析：
3.1、供热换热站自控系统中质调节的节能。在换热站的质调节中，需要依据室外实际温度对供水温度造成的影响来开展一次侧调节开度，确保二次侧供水温度在固定范围内。在保证二次侧供水温度的过程中，室外温度补偿器己成为工作人员常用的控制设备，该设备能够结合着采取区域的实际需要，从16条温度补偿曲线中选择与之相符的温度补偿曲线。这一操作方式凭借其操作性强、原理简单等优势受到人们的青睐。就该控制方式而言，若仅仅控制换热器的供水温度，而不考虑用户系统的水力平衡，则该方式将不仅不节能可能会比手工操作方式更加浪费能量。导致此现象的原因便是水力失调。因此在该控制方式中，需要换热器的供水温度与用户系统的水力平衡两个方面出发方可实现能量节能的目的。
选择合适的调节方法后，为能在合理的、较窄的比例带工作，并做到精确控制，必须合理地选择正确的调节阀特性并提供使调节阀良好运行的工况。对于质调节，其是根据室外温度及反馈的供水温度来控制一次侧调节阀的开度使二次侧供水温度达到设定值。但根据换热器热特性，当一次侧供水温度恒定时，换热量与流量是非线性关系(据美国ASHRAI:手册)，对于一次侧温差为30℃(例如110/80℃)的换热器而言，流量为设计流量的20%时，换热量为设计值的42%，当流量为设计值的50%时，换热量为设计值的75%。对于线性特性的阀门，水量与开度呈比例关系。
在采暖运行的小负荷及中等负荷下，换热量比水流量敏感得多，一个很小的控制信号的变化，会引起一个很大的换热量变化，导致控制回路不稳定。因此，设计者的目标是使换热量与控制器信号为比例关系，使控制回路稳定性不取决于负荷。
3.2供热换热站自控系统中量调节的节能。供热换热站自控系统中的量调节时，不需要考虑室外温度变化这一因素，可以通过调节水循环流量来保持二次侧供水温度固定值。这一方式的使用，造成了水循环无级调节的后果，这就需要操作人员为其安装相应的变频调速装置，以此来达到节省运行费用的目的。在供热设计及运行中，根据室外温度对循环水泵进行工况调节，从而满足实际热负荷的需求是一个比较重要的问题。循环水泵实际运行中，其工况点参数并非人为设置的，而是由水泵性能曲线与管网性能曲线两个方面决定的，然而结合着用户的实际需求不难发现，其需要的热量在采暖期常因多方面因素发生变化。在满足用户需要的过程中，需要工作人员对工况值进行调节，即通过相应的策略来改变管网性能曲线或水泵性能曲线。但在当前管网均匀调节中，将水泵变频调速系统应用到二次网系统中，不仅能达到较好的热量控制效果，还能避免不必要的能源浪费。
4结束语
通过对换热站循环泵变频调节技术的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从换热站循环泵应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的变频调节实施策略。
参考文献：
[1]于洋.集中供热系统热力站及供热管网节电技术探讨[J].区域供热，2011（03）
[2]方向辉.自动控制技术在集中供热节能方面的应用[J].中国新技术新产品，2010（11）
[3]李维尚.集中供热管网节能技术监控方案研究[D].石家庄铁道大学，2015