河北邢襄熱力集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)邢襄熱力）成立于1985年，原為邢臺市煤氣熱力總公司，負責邢臺市主城區的集中供熱工作。目前，集團供熱在網(wǎng)面積4165萬(wàn)㎡，供熱管網(wǎng)407.7km，熱力站399座，終端在網(wǎng)用戶(hù)達36.5萬(wàn)戶(hù)，熱用戶(hù)均為直管到戶(hù)。

邢襄熱力堅持服務(wù)質(zhì)量?jì)?yōu)先，精細化管理為重點(diǎn)，全面深化能效管理意識，多年來(lái)充分挖潛增效，提高能源利用率，促進(jìn)企業(yè)精細化管理和能效水平不斷提高。經(jīng)過(guò)不懈努力，供暖期熱力站單位面積耗電量不斷降低，從2013-2014供暖期的1.531kWh/㎡下降至2022-2023供暖期的0.575kWh/㎡，降幅達62.4%，如圖1所示。

在國家“雙碳”目標背景下，各級管理部門(mén)對供熱企業(yè)提出了新的要求，不僅要求供熱質(zhì)量有保障，滿(mǎn)足熱用戶(hù)舒適性的要求；同時(shí)還要不斷降低供熱能耗，減少過(guò)量供熱的問(wèn)題，對室內溫度實(shí)現精準調控，解決二次管網(wǎng)水力不平衡和熱量不平衡問(wèn)題。針對以上情況，邢襄熱力從技術(shù)和管理兩個(gè)方面著(zhù)手，主要進(jìn)行了以下幾方面的工作。

圖1 邢襄熱力各供暖期熱力站

單位面積耗電量變化圖

由于各種因素的影響，在冬季運行過(guò)程中往往出現水力失調，熱用戶(hù)的實(shí)際分配流量與需求量偏差較大。水力失調會(huì )造成能源的大量浪費，會(huì )出現各供暖建筑物之間室內溫度偏差大、冷熱不均的情況。因此，必須采取有效措施解決供熱管網(wǎng)水力失調問(wèn)題。

邢襄熱力自2013年開(kāi)始進(jìn)行二次管網(wǎng)平衡改造，目前已實(shí)現平衡調節全覆蓋，共計安裝庭院管網(wǎng)平衡裝置3萬(wàn)余套，戶(hù)端平衡裝置5萬(wàn)套。改造后，不僅對管網(wǎng)水力失調改善效果明顯，而且對能源節約有著(zhù)明顯的效果。熱量的均衡輸送提高了管網(wǎng)末端熱用戶(hù)室內溫度，獲得了良好口碑。

（1）管網(wǎng)靜態(tài)平衡閥改造效果分析

1）熱力站內數據對比

2015年夏季分別對煤北站、水文隊站等熱力站進(jìn)行管網(wǎng)平衡改造，供熱期分別對各站內二次管網(wǎng)供回水溫差、水泵頻率及電指標數據進(jìn)行對比分析。數據分別來(lái)自2014-2015供暖期（改造前）和2015-2016供暖期（改造后），詳見(jiàn)表1。

熱力站平衡改造前后數據對比表

表1

從表中可以看出各熱力站二次管網(wǎng)平衡改造前后，供回水溫差增大，循環(huán)泵頻率降低，熱力站電指標大幅下降。

2）室內溫度數據對比

2015年夏季，在五二零小區每個(gè)單元前的回水干管上安裝KPF靜態(tài)水力平衡閥，共安裝88臺DN50靜態(tài)水力平衡閥。在供熱前期多次使用專(zhuān)用儀表對系統進(jìn)行平衡調試，同時(shí)調整循環(huán)泵頻率，最終達到最大程度靜態(tài)水力平衡。邢襄熱力在該小區管網(wǎng)改造前，在不同單元不同樓層分別安裝室內溫度采集器，共100臺。經(jīng)過(guò)兩個(gè)供暖期，共有86臺室內溫度采集器可以正常提供數據，數據分析結果如圖2所示。

圖2中的曲線(xiàn)A和B分別代表供熱管網(wǎng)平衡閥調節前后的熱用戶(hù)室內溫度變化情況，橫坐標表示室內溫度分布，縱坐標表示熱用戶(hù)數量。由圖2中可以看出，平衡閥調節前不同熱用戶(hù)室內溫度分布比較分散，既有室內溫度小于18℃的熱用戶(hù)，也有室內溫度大于24℃的熱用戶(hù)。熱用戶(hù)室內溫度“近熱遠冷”，供熱管網(wǎng)存在水力不平衡現象。

圖2 調節前后熱用戶(hù)室內溫度對比圖

平衡閥調節后，有49戶(hù)熱用戶(hù)室內溫度在20～21℃之間，從圖中可以看出不同熱用戶(hù)室內溫度分布范圍縮小，平均室內溫度降低。不僅減少了供熱量，還大大提高了供熱品質(zhì)。

（2）戶(hù)端智能閥改造效果分析

在守敬東小區共有892戶(hù)熱用戶(hù)安裝了智能閥，其中繳費熱用戶(hù)655戶(hù)，未開(kāi)栓熱用戶(hù)237戶(hù)。供暖期在線(xiàn)熱用戶(hù)647戶(hù)，離線(xiàn)熱用戶(hù)8戶(hù)。正常熱用戶(hù)比例約為98.78%。

1）室內溫度分析

統計智能閥系統投運前后各室內溫度段內的熱用戶(hù)數量，詳見(jiàn)表2。

智能閥系統投運前后各室內

溫度段內的熱用戶(hù)數量表（戶(hù)）

表2

從表2中可以看出，智能閥系統投運后，室內溫度主要集中在20～22℃和22～24℃的室內溫度段中，基本解決了垂直管網(wǎng)的水力失調問(wèn)題。

2）熱力站電指標分析

守敬東站戶(hù)端智能閥系統經(jīng)過(guò)多次調整，在保證室內溫度的情況下，通過(guò)逐步降低循環(huán)泵頻率，達到節能降耗的目的（表3）

守敬東站數據匯總表

表3

從表3中可以看出，守敬東站電指標從0.7612kWh/（㎡·a），降低到0.3903kWh/（㎡·a），降幅達到48.7%，降幅明顯，達到節能降耗的目的。

（1）合理取消部分循環(huán)泵止回閥

邢襄熱力注重對各項運行數據進(jìn)行分析研究，總結出最佳運行策略，其中對止回閥還進(jìn)行了專(zhuān)項分析。目前，所有水泵都已實(shí)現變頻控制，通過(guò)變頻器對水泵進(jìn)行啟動(dòng)和停止，在出現故障停泵時(shí)可通過(guò)水泵變頻器設備，達到水流緩慢運行或停止的狀態(tài)，從而消除水錘現象。自2014年開(kāi)始，拆除單水泵機組的循環(huán)泵止回閥，對北大郭西、維也納、市政維護處三個(gè)熱力站進(jìn)行拆除止回閥測試，記錄拆前后的水泵頻率、流量、壓力、揚程等相關(guān)數據，并計算出相應的耗電量，詳細數據如表4～表6所示。

北大郭西熱力站拆除止回閥前后數據記錄

表4

維也納熱力站拆除止回閥前后數據記錄

表5

市政維護處熱力站拆除止回閥前后數據記錄

表6

2015-2016年開(kāi)始大面積取消止回閥，2017年在新熱力站設計中根據實(shí)際需求取消止回閥裝置，免除了止回閥設備及安裝費用。從2018年開(kāi)始，熱力站站內工藝布置采取多項優(yōu)化措施：調整管道工藝流程，提高閥門(mén)品質(zhì)、減少站內閥門(mén)數量，提升水泵輸送能力，極大降低熱力站站內阻力。在設計循環(huán)泵時(shí)，泵的揚程從32m降低到了20m左右，部分泵選型揚程降到20m以下。隨著(zhù)水泵功率的下降，進(jìn)一步降低了耗電量。

（2）優(yōu)化循環(huán)泵選型

實(shí)際工程中，為了便于調節，設計人員往往會(huì )在設計時(shí)選擇型號較大的水泵，通過(guò)加大水泵的揚程、提高水泵的循環(huán)流量等方式彌補系統水力失調的影響。這種“大流量、大揚程”的配置，在能耗管理粗放的時(shí)期有一定的適用性，而在系統規模不斷擴大、精細化水平要求不斷提高的當下，必然會(huì )增加供熱設備的投資和運行費用，不利于企業(yè)的良性發(fā)展。

選用高效、節能的設備是降低耗電量的重要手段。在熱力站中應選用具備有能效高、使用壽命長(cháng)、易于維護等特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)水泵、電機，在設備選型時(shí)還應考慮其與整個(gè)供熱系統的匹配度，確保其能夠在整個(gè)供暖期高效運行。

通過(guò)調節循環(huán)泵頻率，優(yōu)化流量配比，可控制二次供回水溫差在一個(gè)最優(yōu)的區間。通過(guò)對水泵機械特性、管路系統阻力特性校核，可確定最優(yōu)運行參數。對循環(huán)泵揚程、流量與功率進(jìn)行測試，并且結合實(shí)際運行工況，找到循環(huán)泵的最佳運行效率，使工作點(diǎn)一直處于高效區。部分熱力站循環(huán)泵調整記錄如表7所示。

部分熱力站循環(huán)泵調整記錄

表7

（3）改進(jìn)不合理的系統設計或布局

部分高層建筑住宅小區存在供熱系統未采用高低區換熱機組分區供熱，而是使用加壓機組給高區供熱，高區二次加壓設備負責將低區供水壓力提升至高區供熱管網(wǎng)所需的壓力。實(shí)際運行中，這種系統運行能耗相對較高，供熱效果較差。改進(jìn)的措施為通過(guò)單獨設立高區供熱機組可滿(mǎn)足高區建筑用熱需求，從而取消二次加壓設備。部分機組經(jīng)過(guò)改造后，電指標從0.6kWh/（㎡·月）下降至2022-2023供暖期的0.196kWh/（㎡·月），降幅達到67.33%，從而極大地提高了系統的能效。

由于管網(wǎng)設計不合理、二次管網(wǎng)供熱半徑過(guò)大等問(wèn)題，供熱系統存在著(zhù)能量損失過(guò)多的現象。為了提高供熱效率并節約能源，供熱系統的管網(wǎng)布局優(yōu)化至關(guān)重要。二次管網(wǎng)是供熱系統中連接熱力站和熱用戶(hù)的重要組成部分。通過(guò)對相鄰區片熱力站庭院管網(wǎng)進(jìn)行重新規劃調整或選取適當位置設立新熱力站，優(yōu)化管網(wǎng)布局、縮短管網(wǎng)供熱半徑，從而降低管網(wǎng)的總阻力和壓力損失，提高供熱系統的響應速度、控制精度和熱量輸送效率，使熱用戶(hù)獲得舒適穩定的用熱體驗。同時(shí)，還能有效降低系統運行和維護成本，有利于長(cháng)遠發(fā)展。

邢襄熱力于2012年研發(fā)了智慧熱網(wǎng)供熱管理系統（以下簡(jiǎn)稱(chēng)智慧熱網(wǎng)），經(jīng)過(guò)逐年完善與升級，平臺覆蓋了熱源、一次管網(wǎng)、熱力站、二次管網(wǎng)、熱用戶(hù)的全面監測與調控，可根據熱用戶(hù)端采集的室內溫度數據，結合設備的能源消耗量及時(shí)采取相應的優(yōu)化措施。每年運行期內，通過(guò)智慧熱網(wǎng)可實(shí)現對整體供熱狀況的遠程實(shí)時(shí)監控；通過(guò)智慧熱網(wǎng)可對遠傳水、電、熱能耗數據進(jìn)行分析，更好地指導相關(guān)人員優(yōu)化機組的運行調控。同時(shí)，通過(guò)智慧熱網(wǎng)定期進(jìn)行能源消耗評估，可幫助相關(guān)人員總結節能經(jīng)驗，不斷提高能源管理水平。

邢襄熱力注重加強員工技能培訓，提高其在實(shí)際工作中的運用能力，培養員工的能效管理意識，提升整體技術(shù)水平。明確各階段的生產(chǎn)目標和職責，對于生產(chǎn)運行部門(mén)的崗位，明確工作流程，制定嚴格的操作流程。對轄區內熱力站運行情況、能效情況、異常問(wèn)題處置情況等進(jìn)行每日自查，定期匯總分析；針對排查出的異常運行數據或設備，結合運行工況深入分析研究，出具指導意見(jiàn)；將熱力站綜合能耗情況列入每周生產(chǎn)調度會(huì )進(jìn)行專(zhuān)題討論，對于高耗能的熱力站列入專(zhuān)項督導，逐步落實(shí)整改優(yōu)化方案。

為了確保設備的正常運行和有效利用，邢襄熱力根據實(shí)際情況，每年對需要列入技改更換的設備進(jìn)行效能測試。效能測試是通過(guò)測量循環(huán)泵的流量、壓力、功率等參數，評估其輸送能力、能耗和效率等性能和工作狀態(tài)的過(guò)程。這項測試可以幫助供熱企業(yè)了解循環(huán)泵的運行情況，及時(shí)發(fā)現并解決潛在的問(wèn)題。在進(jìn)行效能測試時(shí)，可以對設備進(jìn)行持續的數據測試和維護，確保設備在運行中的最優(yōu)狀態(tài)，為安全穩定運行提供保障。

總體來(lái)說(shuō)，降低熱力站耗電量需要從多個(gè)方面入手。

供熱系統的設計階段是精細化管理的關(guān)鍵環(huán)節。在設計過(guò)程中，需要充分考慮到供熱系統的規模、布局、建筑特性等方面的因素，通過(guò)精確計算確保供熱系統的設計滿(mǎn)足實(shí)際需求，避免資源浪費和能源損失。

供熱系統的建設和安裝也需要精細化管理。在建設過(guò)程中，需要嚴格遵守相關(guān)的技術(shù)標準和規范，確保設備的質(zhì)量和安全性。同時(shí)，還需要加強施工現場(chǎng)的管理，確保施工進(jìn)度和質(zhì)量控制。設備運行期間，需要定期對供熱設備進(jìn)行檢查和維護，及時(shí)發(fā)現和解決問(wèn)題。

供熱運行數據的收集和分析也尤為重要，便于進(jìn)行運行效率的評估和改進(jìn)。此外，降低耗電量的手段還包括優(yōu)化既有供熱系統的設計選型、更新高耗能設備、定期維護和保養設備、優(yōu)化運行控制策略、合理安排運行方式、實(shí)時(shí)進(jìn)行節能檢測和評估等。