能源是國民經濟發展的物質基礎，電能是在各行業中應用最廣泛的一種二次能源。目前由于我國經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，促使用電設備的增長速度超過發電設備的增長速度，造成能源短缺，電力供需矛盾十分突出，嚴重影響我國經濟的可持續性發展和節約型社會的建設。供熱企業是耗電大戶，各種水泵、風機都用電。如果系統設計不合理，設備選型不當，很容易造成電能的大量浪費。因此，為消除用電過程中電能的浪費現象，提高電能的利用率，必須采取技術上可行、經濟上合理和不影響環保的一切節約電能的技術和措施，合理有效地利用電能源。

經調查，造成電能浪費嚴重的局面有以下幾個原因：

1、“因循守舊”的不合理設計、選型習慣造成電能浪費

一些設計人員或供熱企業的工程技術人員“因循守舊”或生搬硬套對一些基本理論認識不清，不加分析、不加研究地按習慣做法搞設計。

時還存在著保守的心理，因為怕擔責任，總是把用電設備選得很大，造成了錯誤設計、錯誤選型，使供熱系統或用電設備白白浪費了寶貴的電能。

例如：多泵并聯或揚程偏高的問題依然存在。輸入文字

2、熱力站內照明燈具安裝位置及選型不合理等，造成了不能很好的利用自然光源，而導致的站內長明燈的現象，從而使浪費了電能。

3、不合理的技改措施造成的電能浪費

一些工程技術人員在供熱系統運行過程中出現技術問題而影響供熱質量時，不做認真分析，找出問題所在，抓住主要矛盾，而是憑經驗、憑感覺采取了盲目更換或增加用電設備的方法。

雖然使問題有了一定程度的改善，卻增加了運行成本，進一步浪費了大量的電能。

例如：熱網水力失調，不去調網，卻增加循環水泵臺數或更換大泵。

4、運行管理不善及錯誤的認識造成的電能浪費

還有一些其它原因，如對水處理設備的作用認識不夠或運行管理不到位，造成水循環阻力增加等，都對電能造成了浪費。

另外，如錯誤地認為電費只占供熱成本的一小部分，不用計較等等。

由以上的情況可知，供熱系統的節電潛力是非常大的，必須引起充分的重視。

熱力站作為供熱系統中的一個中樞環節，供熱管網是連接熱源與熱用戶的熱量分配、調節的重要環節，必須從它們的設計、施工、運行管理以及技術改造等方面進行全方位分析、研究，找出主要矛盾，從而采取綜合措施，達到最大程度的節約電能。

供熱節電首先從設計入手

（一）采暖熱指標合理選定是節電的基礎

 采暖熱指標是城鎮供熱規劃設計與建筑供熱設計中一個重要的經濟技術評價和控制指標，是確定集中供熱系統熱源規模的主要依據，一般多用面積熱指標表示，即單位時間內對單位建筑面積的供熱量。

熱指標的大小直接影響著供熱系統的運行效益，如熱指標偏大，會使設備和管網的容量偏大，增大了建設投資，增加了運行成本，從而降低集中供熱系統的經濟性；如熱指標偏小，將難以滿足用戶的使用要求，達不到供熱效果，影響社會效益。

在集中供熱系統的運行管理中，熱指標又是各種量化控制的基礎。當熱指標偏大時，設備的運行處于低負荷比的狀態，熱效率和管網輸送效率會大大降低，設備的供熱能力不能充分發揮，特別對于蒸汽供熱管網能源利用效率更低，不利于節能。

因此對于已有的集中供熱系統，合理確定其采暖熱指標可充分挖掘已有設備和管網的供熱能力，在不增加熱源和擴建管網的基礎上，達到擴大供熱面積的效果。

目前我國建筑節能發展正處在第三階段，即建筑總節能要求達到65%，同時要求2020年建筑能耗達到發達國家20世紀末的水平。而當前的各類采暖居住建筑既有節能標準為30%的，也有節能標準為50%的，而新建采暖居住建筑執行的是建筑節能65%的標準。

同時，城市居民生活水平的不斷提高，對所居住房屋的裝修也使得建筑物的采暖熱指標發生了很大變化，建筑節能狀況紛亂復雜。

因此，在設計中采用以往設計規范中給定的采暖熱指標是不合理的。這需要供熱行業的設計人員和工程技術人員通過維護結構測試法和采暖系統測試法，結合供熱計量技術對采暖建筑熱指標重新進行核算，為不同類型建筑確定合理的采暖熱指標。

（二）熱力站循環水泵正確的選型和安裝是節電的當務之急

在水泵的選型與安裝上，目前普遍存在著一些不合理的地方，許多時候不依照水力計算，而是死套所謂的“規定”，并層層加碼或參照別人的設計、以前的設計，甚至在錯誤的理論指導下確定泵的型號。

因此，在水泵的問題上存在大量的電能浪費。主要問題有：

1、泵揚程偏高、與實際需要相差太大循環水泵揚程過高既造成了電能浪費，有時還使泵在超流量工況下工作，使電機過載，不得不在關小水泵出口閥門的狀況下工作，進一步造成了電能的浪費，可以使電耗超過實際需要的三倍以上。

如某一種水泵流量為100m3/h，當揚程H=12.5m時，水泵功率N=5.5kW；揚程H=20m時，N=11kW；揚程H=32m時，N=15kW；揚程H=42m時，N=22kW。造成水泵揚程偏高的原因一般有兩種：

（1）錯誤地把樓房高度加在循環水泵的揚程中

這是錯誤認識造成的。一些人錯誤地把采暖系統的樓房高度，作為選擇循環水泵揚程的依據。他們把循環水泵的作用和補水定壓泵的作用混到了一起，不知道循環水泵的揚程只是用來克服采暖系統的循環阻力，而補水定壓泵的揚程是維持采暖系統所需靜水壓強。循環水泵的揚程不應負擔樓房的高度。那些把熱力站的循環水泵揚程定為32m甚至40m的就是這種情況。

（2）設計人員的保守心理和習慣的后果

這是設計人員不良的設計習慣造成。一般的設計人員都存在著保守的心理，認為所選的設備各方面的參數大一些總比小了好，這樣不會出問題。

而很少去考慮怎樣做才能更經濟、更實用，怎樣做才能使自己的設計水平有所提高，怎樣做才能使這方面的技術更進步、更先進。

且有的人一直“墨守成規”，或不加思索、不加研究和鑒別地去參考別人的設計，或隨著大多數狀況走，這樣可不動腦，可少犯錯誤。這樣在選擇設備時就會死搬規程，或層層加碼，最后再乘以一個安全系數，使所選水泵的揚程超過實際很多。

不但造成了大量的能源浪費，而且往往給運行帶來很大困難。若不關小出口閥門，電機就會超載，同時關小的閥門又增加了系統的阻力。

（3）循環水泵出口取消止回閥

在給排水系統中，給水泵或排水泵出口設止回閥是必要的。因為這些系統都是開式系統，都是把水由低處往高處送，或者把水從低壓處送往高壓處。

停泵時如果沒有止回閥，則水會倒流。而供熱系統是一個閉式系統，循環水泵的作用是克服網路的循環阻力，使水在網路中循環。當水泵停止工作時，水泵兩側的壓強相等，不會作反向流動。

因此安裝止回閥只會增加網路的阻力（經實際檢測安裝止回閥可增加1~3mH2O），無謂的消耗電能，沒有任何作用。

因此，換熱站的循環水泵出口都可不設止回閥。但間供系統的補水定壓泵和直供混水系統的混水泵，同補水系統與給水系統一樣，出口應設止回閥。

另外，建議對于多臺水泵并聯運行的無人值守熱力站，建議泵出口暫時保留止回閥，以保證當某臺水泵因突發故障而停止工作時能夠及時關閉隔離，防止因發現不及時，導致站內長時間形成小循環而影響供熱效果。

（4）改多臺水泵并聯運行為單臺水泵運行

許多設計者都習慣為熱力站選擇二開一備、三開一備，甚至多開一備的方式。形成這種習慣的主要原因是：許多人錯誤地認為，水泵并聯后的流量就是各泵銘牌流量之和。

而實際情況是并聯后的流量一定小于銘牌流量之和，因為，水泵的流量取決于并聯特性曲線與管網特性曲線的交點。由循環水泵的并聯工況可知，單臺泵運行效率要高于多臺泵并聯運行。

并聯會造成電能的巨大浪費。合理的設計是在每種工況下都是單臺泵運行。

（5）水泵變頻器合理的選型、安裝是節電的重要手段
      
 自20世紀80年代被引進中國以來，變頻器作為在節能應用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設備，得到了快速發展和廣泛的應用。

目前，隨著大規模集成電路和微電子技術的發展，變頻器技術已經發展為一項成熟的交流調速技術。

變頻調速器作為該技術的主要應用產品經過幾代技術更新，已經日趨完善，用在熱力站水泵調速控制系統中具有軟啟動功能，操作方便，減少了對電網的污染，節約能源。

變頻器在換熱站中的節能應用

 

變頻器主要由五部分組成：整流回路、逆變器、控制電路、制動組件和保護回路。變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比關系，通過改變電動機的工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。

變頻器就是基于上述原理采用“交—直—交”電源變換技術，集電力電子、微電腦控制等技術于一身的綜合性電氣產品。

 異步電動機的轉速N與電源頻率F、轉差率S、電機極對數P這3個參數有關，即：N=60F（1-S）/P

變頻調速是通過改變電源頻率F來調節電動機轉速的。可看出N與F之間為線性關系，轉速調節范圍寬，不存在勵磁滑差和閥門節流作用等帶來的功率損失，達到節能目的。傳統的流量調節通過改變閥門或擋板開度來實現。

這種情況下，電機總是處于全速運行狀態，但實際上機組負荷需要不斷調整。因此，這種方法存在嚴重的節流損耗、對于泵，由流體動力學理論可知，流體流量與泵的轉速一次方成正比，由公式：Q=Q0N/N0 其中：Q0，N分別表示流量和轉速。

泵的轉矩與轉速一次方成正比，而其功率P則與轉速三次方成正比，P=P0（N/N0）3

上述各式中腳“0”均表示額定工況參數。轉速減小時，電機的能耗將以三次方的速率下降，因此變頻調速的效果非常顯著。

變頻調速技術分析及水泵的節能控制

 

在變頻器的使用中，由于對變頻器的選型及使用不當，往往會引起變頻器不能正常運行甚至引發設備故障，造成不必要的經濟損失。

變頻器的選型應滿足以下幾個條件：

電壓等級與控制電動機相符；

額定電流為控制電動機額定電流的1.1~1.5倍；

根據被控設備的負載特性選擇變頻器的類型。

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