發布日期:2022-09-23
雙碳目標下,供熱企業如何做好節能減排增效工作?“中國城鎮供熱協會”將陸續推出名企管理經驗與大家分享,案例均來自《中國城鎮供熱發展報告2021》。
對于供熱企業來說,供熱成本主要由熱量成本、耗水成本、耗電成本、勞動力成本、財務管理費用等構成。熱力站耗電成本主要由循環水泵、補水泵、監控系統、照明系統等部分構成。經過多年的不懈努力,牡丹江熱電有限公司采暖期熱力站單位面積耗電量指標從1998年1.2kWh/㎡下降至2018年0.3118 kWh/㎡。在電耗控制方面公司主要進行了運行模式的改變(一補二)、變頻技術的廣泛應用、設計理念的更新、合理的運行控制等方面的工作。
(a)原運行模式
(b)新運行模式
圖1 熱力站運行模式
1998年采暖期開始,全部熱力站由原運行模式圖1(a)改為新運行模式圖1(b),即采用“一補二”補水方式,熱力站補水定壓壓頭來自一次網循環泵,該循環泵利用廠用電,電價低,電磁閥功耗低(44W),原補水系統(補水泵)運行,采用市電,電價比廠用電高一倍以上,補水耗電成本高。
表1:補水泵及電磁閥補水耗電對比表
若采暖期全部熱力站總補水量按20萬噸計算,按表1中數據進行計算,可節省電量47400kWh。
變頻技術應用有助于熱力站節能。在一定的范圍內,隨著變頻開度的下降,每降低1Hz的頻率,節電比例都呈非線性增加(見表2),當運行頻率為25Hz時,其功率僅為工頻功率的13%,可見通過頻率的適度調整,可以實現熱力站節電的目的。
表2:頻率調整節電對比表
同時,公司增加了變頻投入率。隨著變頻器價格的下降,自2002年開始,公司對全部的循環水泵電機、熱力站高區供熱系統的補水泵亦進行了變頻控制改造。2013年開始,對全部新建熱力站加裝了遠傳電表,利用遠傳電表數據統計了采暖期熱力站的變頻器頻率運行范圍,具體統計結果見圖2。運行頻率占比最高區間為25-30Hz,占比為29.4%,節電率為78.4%-87.5%。
圖2 部分熱力站變頻頻率運行分布表
為適應小區熱負荷分期增加的實際情況,熱力站采用一大一小循環水泵進行配置(見圖3),且選用低揚程、大流量水泵。如以3萬㎡熱力站確定一大一小循環水泵配置,詳見表3。
圖3 一大一小循環水泵配置實例圖
表3:水泵選型表
1.加大二次網運行溫差,降低電耗
在熱力站運行中,通過加大二次網供回水溫差來降低電耗。二次網供回水溫差變化對電耗的影響見表4,以二次網供回水溫差15℃時的流量作為基準,溫差每下降1℃,相應的流量非線性比例增加,進而帶來電量的增加。
表4:二次管網供回溫差變化電耗增加對比表
2.分階段變頻調整
牡丹江熱電采暖期為183天,計26周。每周對熱力站消耗的電量進行統計匯總分析。采暖期周耗電曲線見圖4。熱力站采暖期二次網運行方式采用分階段的變頻調節,期初、期末電量低,尖寒期電量高。
圖4 采暖期周耗電曲線圖
3.冬病夏治
對于采暖期發現運行電耗偏高的熱力站,采取更換水泵或調整電機運行功率等方法進行綜合治理。2018年夏季共更換水泵27套,原水泵功率合計為365.7kW,更換后合計為275.6kW,下降了24.6%。
通過2004-2018年供暖期熱力站耗電效果分析,近5年熱力站單位面積耗電量平均值與前10年相比下降了36%,比協會2018-2019供暖期統計的平均值低77.7%。按統計平均值計算采暖期可節約電量2292萬KWh,電價按0.7499元/KWh,采暖期可節省金額1718萬元。
圖5 2014-2018采暖期熱力站
單位面積耗電量曲線圖
表5 公司熱力站單位面積耗電量
與2018-2019協會統計數據對標分析
未來,牡丹江熱電計劃將變頻控制引入熱網監控系統,形成多參量變頻調速控制,使頻率調整更加及時精準,進而加強熱力站節電效果。目前已完成了部分遠傳電表的加裝,實現了部分熱力站日電耗的分析,在此基礎上,擬對全部熱力站的電表進行遠傳電表改造,實現遠程集抄。