換熱站是連接熱源和熱用戶的重要環(huán)節(jié)，在整個供熱系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，熱水管網(wǎng)又分為，一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，一次網(wǎng)是指連接于城市熱源管網(wǎng)和換熱站之間的管網(wǎng)，二次網(wǎng)是指連接于換熱站與熱用戶之間的管網(wǎng)，換熱站主要是指連接于一次網(wǎng)與二次網(wǎng)，并裝有與用戶連接的相關(guān)設(shè)備、儀表和控制設(shè)備的機房。
根據(jù)規(guī)模和設(shè)置地點不同，換熱站又可分為首站、區(qū)域換熱站、集中換熱站和用戶換熱站。而且絕大多數(shù)換熱站為了考慮供暖面積的擴容，設(shè)備的數(shù)量和容量都設(shè)計的留有一定裕量，并且如果這些換熱站的循環(huán)泵和補水泵采用人工開、關(guān)閥門控制流量，由于管路的阻尼增大，必將造成電能浪費。
因此換熱站的控制系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計與應(yīng)用是換熱站建設(shè)和改造的重點工作之一。
來源：熱力知識分享
1 、換熱站的主要組成部分
換熱站以及熱水管網(wǎng)是連接熱源與熱用戶的一個極為重要的環(huán)節(jié)。在整個供熱系統(tǒng)之中扮演著十分重要的角色。
熱水管網(wǎng)又可以分為一次網(wǎng)與二次網(wǎng)，前者主要是指連接于城市管網(wǎng)與換熱站之間的管網(wǎng);后者則指的是連接于換熱站與熱用戶間的管網(wǎng)。
所謂換熱站指的是連接于一次網(wǎng)與二次網(wǎng)且裝有與用戶連接的相關(guān)設(shè)備、儀表以及控制設(shè)備的機房。
2 、節(jié)能控制系統(tǒng)產(chǎn)品功能特征分析
對于節(jié)能控制系統(tǒng)產(chǎn)品而言，其主要包括如下幾個方面的功能特征：
2.1
節(jié)能控制系統(tǒng)的主要用途
換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)具有較多優(yōu)點，包括：高效節(jié)能、智能化以及自動化等，且其用途十分廣泛，如熱力公司熱網(wǎng)控制、工廠、機關(guān)以及住宅小區(qū)等商業(yè)用建筑的供熱、采暖、生活用熱水、空調(diào)等;各種需換熱的場所;各類換熱站的新建、改建以及擴建工程的配套設(shè)施等。
2.2
節(jié)能控制系統(tǒng)的主要特征
換熱站設(shè)計理念十分先進，不僅會節(jié)省基建投資成本，而且還會使得安裝維護便捷。實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制，使得自動化以及智能化程度提高，便于操作。
可實現(xiàn)無人值守、自動顯示，也可以實現(xiàn)遠程通信操作，且經(jīng)過計算機網(wǎng)絡(luò)進行全程地監(jiān)控，與此同時，自動化控制以及人工操作可進行互相切換。
該智能控制裝置具有自動控制、氣候補償以及節(jié)能舒適等方面的特征，是當前智能建筑采暖供熱的一個理想選擇。
3 、換熱站循環(huán)泵節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計
我們按照供暖面積和短期擴容的可能，為了維持高層用戶供暖，需要穩(wěn)定的實時出水壓力，因此該系統(tǒng)也是一個單閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)。
選用三臺電機功率37KW的循環(huán)水泵。水泵變頻工作方式為二用一備的控制方案，電氣元件選擇型號分別為FRN37P11—4CX變頻器;HFR1045電機軟啟動器;ID136閉環(huán)調(diào)節(jié)器;AF—20MR—A小型程序控制用可編程控制器;供水、回水壓力信號DBM20R—1型供水、回水壓力信號變送器等。
將它們安裝在2#GGD型電柜中。換熱站補水泵節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計為避免由于泵體、管道、閥門的泄漏引起循環(huán) 水的水壓降低，保證回水管路上缺失的熱水自動補給，需要穩(wěn)定的回水壓力，實現(xiàn)實時補水，因此該系統(tǒng)也是一個單閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)。
選用二臺電機功率5.5kW的補水水泵，水泵變頻工作方式為二用一備的控制方案，電氣元件選擇型號分別為FRN5.5G11S—4CX變頻器;PXR9閉環(huán)PID34應(yīng)用能源技術(shù);調(diào)節(jié)器;AF—20MR—A小型程序控制用可編程控制器;DBM20R—1型回水壓力信號變送器等。將它們安裝在3#GGD型電柜中。
4 、換熱節(jié)能系統(tǒng)的分析及其解決對策
4.1
換熱站能耗分析
換熱站能耗主要包括三個方面的內(nèi)容，即：系統(tǒng)泄漏、電耗以及熱耗等方面。供熱系統(tǒng)將熱能傳送至熱用戶的時候，應(yīng)經(jīng)過熱制備、傳遞、輸送以及用熱這幾個環(huán)節(jié)之中。
換熱站屬于二次網(wǎng)的熱源，主要包括設(shè)備室換熱器、二次網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)水泵以及補水泵等。其耗費的能源是一次網(wǎng)高溫水、電力以及水和熱等。
4.2
換熱節(jié)能分析
對于換熱節(jié)能分析，主要包括如下幾個方面的內(nèi)容：
1)由前所述可以得知，換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)具有很多方面的優(yōu)點，包括高節(jié)能、智能化以及自動化等方面的優(yōu)點，應(yīng)用范圍也十分廣泛，包括：
工廠、機關(guān)單位、居民小區(qū)等商用建筑供暖、空調(diào)以及生活用水等;各類換熱站的新建及擴建等的配套。
換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)單機或者多機網(wǎng)絡(luò)控制，在中央控制室僅需一臺高可靠性工控機，然后為其配置一套遠程通信設(shè)備。
在換熱站供熱系統(tǒng)中，主要集中了一次網(wǎng)、二次網(wǎng)、供水及回水管道上的溫度、壓力以及流量等數(shù)據(jù)信息。
系統(tǒng)之中主要控制的設(shè)備有換熱站中循環(huán)泵設(shè)備的運行、電磁閥的開關(guān)等，從而達到節(jié)能、溫度供熱以及管網(wǎng)平衡等方面的要求。
2)變頻驅(qū)動供熱站節(jié)能機理。
對于采用水暖方式的供暖系統(tǒng)而言，離心泵主要是用于傳遞熱水或者補充熱媒的一種機械。而這些設(shè)備是按照最大負荷力進行設(shè)計與選型的，然而在實際運行過程中，絕大多數(shù)時間是處于輕載狀態(tài)下運行，此時負荷并未達到設(shè)計及選型的根本要求。
為了確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性，當前通暢采取閥門來對流量加以控制，這就浪費了很多電量。
所以，在換熱站電氣節(jié)能之中，對循環(huán)泵與補水泵進行優(yōu)化運行方面的研究具有十分重要的意義。供熱系統(tǒng)之中，絕大多數(shù)都是根據(jù)供熱面積的大小來選擇循環(huán)水泵的大小，而且其中還會對擴網(wǎng)增容等方面的因素加以考慮。
對于循環(huán)水泵而言，其選擇通常較大，在實際運行過程中出現(xiàn)“小馬拉大車”的現(xiàn)象，此時水泵效率低下、功率浪費較大，而且運行過程中所需電耗也非常高。采取變頻控制循環(huán)水泵，則能夠節(jié)約這部分電能。
采用水泵變頻調(diào)速技術(shù)，可以使得循環(huán)水量隨著室外溫度等方面的因素的變化而發(fā)生變化，能夠有效避免按設(shè)計熱負荷進行供熱而引起的不必要的浪費。
3)補水定壓控制。
按照二次側(cè)供回水壓控制循環(huán)泵以維持恒定壓差，變頻以及變流量供熱以最大程度降低熱網(wǎng)運輸成本。通過二次側(cè)供水壓差加以控制，能夠?qū)囟冗M行有效地調(diào)節(jié)。
供暖系統(tǒng)常見定壓方式主要包括如下幾種類型：連續(xù)補水定壓、間歇性補水定壓、膨脹水箱定壓以及變頻調(diào)速補水定壓等。
將上述幾種類型的定壓方式能夠顯著節(jié)省電能。
4.3
換熱站的節(jié)能技術(shù)手段
對于換熱站而言，其節(jié)能技術(shù)手段主要包括如下幾個方面：
1)水力平衡技術(shù)。
各種節(jié)能技術(shù)手段的實施前提是確保管網(wǎng)水力的工況大小。好的熱力工況由好的水力工況來保證，水力平衡技術(shù)是節(jié)能的第一步。
2)遠程監(jiān)控技術(shù)。
隨著科技的進步，GPRS和CDMA通信方式已經(jīng)無縫應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，無人值守換熱站的應(yīng)用使熱力公司能方便快捷的了解熱網(wǎng)的具體參數(shù)，根據(jù)分析，隨時調(diào)整設(shè)備和熱網(wǎng)的工況，使其達到最佳運行狀態(tài)。不但節(jié)約了大量的人力、物力。
3)分布式變頻泵技術(shù)。
在換熱站傳統(tǒng)的一級泵系統(tǒng)上，改用二級泵系統(tǒng)，既在一次側(cè)也增加循環(huán)泵，這樣和熱源側(cè)的一次泵接力循環(huán)各自需要的流量?？偟碾姾囊葐为氈辉O(shè)熱源側(cè)循環(huán)泵要低很多。
綜上所述
通過對換熱站的節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計的研究和分析，具體的節(jié)能技術(shù)措施的采用有利于在全國集中供暖換熱站中實施節(jié)能改造，在保證供暖安全、穩(wěn)定、節(jié)能穩(wěn)定工作的同時，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
