地暖 本文对沈阳黎明房产实业有限公司东胜里热源厂多年来不断进行设备技术改造实例和运行管理经验进行了回顾和分析，阐述了供热系统设备改造和管理制度完善的具体工作实例，为供热系统节能提出一些基本途径和思路。
1序言
黎明东胜里热源厂负责沈阳黎明航空发动机集团公司东胜里地区居民的冬季供热工作。该锅炉房始建于1987年，1999年二次扩建，系统供热方式改为换热站二次换热供热。
2改造原因
2.1供热面积不断增加
近年来，东胜里热源厂所属区域供热面积不断增加，一些问题随之出现并越发严重，主要表现为：
2.1.1水力工况不断恶化，供暖质量降低，运行成本增大。
2.1.2锅炉效率低，需增加运行台次才能保证供热质量。
2.1.3计算机控制系统闲置，管理粗放，浪费能源。
2.2提高供热管理水平的需求
按照以往锅炉房运行管理模式，基本采取根据室外温度下达锅炉回水温度指标，司炉工根据调度下达的回水温度指标来操作，没有具体的量化考核。为提高供热管理水平，降低供热企业运行成本，加快供热系统自动化控制和计算机化管理，我公司自2003年开始逐渐对供热设备和控制系统进行了改造。
3改造方案
3.1外和换热站的改造
3.1.1减小换热站单体面积，增加换热站数量
将二次管中原来一个独立循环系统的换热站改为四个，增加换热站数目，减小单个换热站的热负荷。
3.1.1.1经过严格的水力计算，建立20万平方米左右供暖面积为一个循环系统。
3.1.1.2板式换热器设旁通管，当水量大时，调节板式换热器水流速使之接近设计经济流速，其余水量通过旁通管，将阻力控制在最低限度，合理分配循环泵扬程。
3.1.2改变循环泵运行方式
改变以往循环泵的运行方式，每个系统配置两台水泵，一运一备，单泵运行效率高。在目前没分户的系统中，光靠管径和一般阀门调节，必须要有足够水量方能调节平衡。按调节平衡的最小水量选择泵，负荷大小用水温度调节。所以循环泵电机未配置变频器或大小泵之分。
3.2锅炉房内改造
3.2.1改造锅炉炉拱与煤种相适应
在锅炉出力最大工况时，锅炉燃烧火床面积萎缩在前拱区，火焰达几米高，有时甚至直接烧烤锅筒，炉排接近1/2区域属于燃烬区，灰渣覆盖区漏风严重。分析其原因，我公司选用煤碳好于锅炉选型设计煤种，煤质低发热值为27.65MJ/kg，发热量和挥发成分较高。经与锅炉厂家多次商讨，将29MW锅炉后拱水平段缩短400mm。改造后，燃烧火床面积延伸到后拱下，在主燃区燃烧，锅炉负荷由75%提高到85%，改造效果显著，负荷由23MW提高到25MW。
3.2.2设备改造
3.2.2.1烟风道密封性检修
根据冬季运行状况，在夏季检修期间有针对性对风道和烟道进行了密封性检查和修补，清理烟、风道内的积灰和粉尘并修补锅炉两侧送风室。
3.2.2.2除渣机改造
2006年夏季，对除渣机进行了更新改造，拆除了原来运行多年的圆盘除渣机和水平皮带输渣机，改为重板链刮板除渣机。改造后，锅炉灰渣直接排放到框链除渣机内，除渣机内水封密封。炉排细灰排放也改为小刮板除灰机水封密封。经运行测试，29MW锅炉运行负荷为70%，炉膛负压-9Pa，鼓风机电机负荷21赫兹时，除渣机和除灰机全部水封状态下引风机电机频率为36赫兹bbs.china-heating.com；只密封除灰机时，引风机电机频率为39赫兹；无水封状态下引风机电机48赫兹。几种状态下的节约电能、减少热损失明显，并且锅炉负荷可以提高到90%。
3.3应用计算机技术，实现锅炉运行自动化
2004年，公司将锅炉控制系统升级改造为目前的微机监控系统，硬件改造部分在原有仪表和控制系统基本保留的前提下，对锅炉的鼓、引风机和一次循环泵、炉排电机等增加了变频控制，仪表利用原系统配置。为实现二级系统高效调控，公司在2009年增加了对换热站的监测，在换热站安装了一级电动调节阀和流量计，通过无线传输及络功能，将换热站的运行参数上传到中央控制室，实现远程调控。
控制负荷工艺改造部分，一级管阶段量、质调，二级管质调。一级管，根据室外气温调节负荷和回水温度，以保持负荷和回水温度按事先给定的曲线调节。锅炉热负荷控制是对热源的输出热量按设定分配比例要求合理地分配到每台锅炉。锅炉负荷设定按照比例分配，当超出负荷的60~100%时，计算机自动提示变更运行台次。根据室外温度，锅炉燃烧的控制软件可以自动控制负荷和回水温度。软件可以利用风速和天气情况对环境温度进行修正。
3.4加强运行管理，实现人机互动
3.4.1建立健全管理制度，严格遵照操作规程
3.4.1.1运行、保养设备制度
通过建立健全公司的各项管理制度，完善锅炉运行各专业的操作规程，加大对运行人员的岗位技能培训和承诺服务管理，加强水质化验、烟气分析、排放细灰、分阶段流量（760t/h、850t/h、960t/h）、管初调节、运行设备和备用设备保养、现场巡视、坐盘监控等管理。
3.4.1.2人机交相作用制度
3.4.1.2.1司炉人员随时观察火床，根据火床床面调风压、看控制曲线整定控制参数、依据供暖实际设定供暖曲线、依据设备状况设定工作区域、炉膛温度稳定时投自动等制度。合理的“风煤比”控制燃烧，能解决足够的煤量和风量，但不能解决煤和风的充分混合，不能保证完全燃烧。配风好能使煤和风进行充分混合，同时锅炉火床面平稳，有利于燃烧；配风不好，煤和风不能得到充分混合，火床面变坏，风压大则火床两侧或者中间起垄，根据炉膛两侧的火床平稳情况调节两侧的给风量。根据火床的前后情况进行前后给风室的风量调节。司炉工必须按照司炉制度，在锅炉投入自动控制前或班组交接时都进行一次火床燃烧状况调节检查，如果火床情况恶化，下一运行班组可以拒绝接班。定期测试烟气含氧量，对“风煤比”进行校正，严格控制空气过剩系数。将实际运行中摸索出来的“风煤比”值作为投入自动控制时的参照数据。
3.4.1.2.2看供热控制曲线，整定控制参数
一条合理的供热控制曲线，是在实际运行过程中调试摸索出来的。根据不断的整定和调试，形成当前基本适合本系统的控制曲线，平稳地控制到新的目标值，这样才能实现真正意义上的自动控制。当锅炉负荷受到扰动时，在一定时间内当控制时间过长或运行不稳定应及时调整或转入手动。无论是对司炉人员还是管理人员，都需要在实践中不断地适应本系统。
3.4.1.2.3自动控制运行状况
看用户（设备）设定参数与热负荷对照表的变化，给锅炉发出热负荷需求指标，通过设定的风煤比、炉膛负压、锅炉负荷比例分配值等参数，实现锅炉自动控制。这些数据要经过理论计算和对用户测评而定，它的微小误差可以决定自控系统的较大误差。现在自动控制工艺已经达到了100%投入使用，随室外温度变化而进行质调节并连续运行，运行时间可以达到120天左右，占供热期的80%，其余时间仍然按照给定负荷操作，控制目标达到给定值。
3.5提高运行参数，实现优质高效低耗供热
现在供热系统形式多元化，居民供热有散热器和地热等，商业系统有风机盘管、热风幕及溴化锂空调系统等，传统供热方式习惯于低温大流量小温差运行，造成锅炉低负荷、低效率运行，不但对锅炉寿命影响较大，并且电能浪费严重。适当提高一级运行参数，在现有管道不变情况下增大系统负荷，不必改造管道和换热站，增加热负荷。降低一级流量，实现各换热站热量和流量最大程度平衡，提高供热质量。东胜里一级循环泵按照最终供热规模设计选型，额定电机功率800kW，额定流量3450t/h，运行初期循环泵34赫兹运行，折算电机功率252kW，提高运行参数后，电机功率降至26赫兹，折算电机功率114kW，每小时节约电能138kW。
4改造成果
4.1管理上台阶
应用计算机技术不但提高了管理水平，也大大提高了供热质量，而且工人的劳动强度也比以前降低很多。通过计算机控制系统的升级改造，将原来闲置多年的仪表重新利用，提高了设备利用率和系统控制水平。通过改造，不但使管理人员深刻意识到计算机技术对生产的帮助，而且改变了操作工人传统的操作运行模式，企业管理有了质的飞跃。
4.1.1供暖负荷实施量化控制达80%以上
所谓量化，是指对室外温度实时测量，根据室外气温调节负荷和回水温度。以整个供暖期量化控制运行时间计算，自动占70%以上，手动占15%以上。在合理的负荷扰动范围，控制过程基本稳定，目标精度合理。
4.1.2量化目标有了衡量标准
引入热量和流量后，热量作为量化的目标，供暖有了真正意义上的科学标准，而且有利于各环节连接和统一。量化有了衡量标准，综合各种因素的作用，指导高精度的操作。如自控时由于非正常扰动，炉膛温度下降、引风机出力上升等，立刻得到判断，首先检查火床、除渣口水封等是否正常，这些管理技巧是制度不能一一涉及到的，只有先进的管理手段才能做到。
4.1.3生产调度考核规范化
管理层通过计算机下达生产指令，操作层可以连续按规范操作，运行曲线显示实时运行负荷、回水温度、供水温度。改变过去每天一次或几次下达回水温度运行指令管理方式。
4.1.4制度基本得到贯彻
设备损坏多数是由于操作不当或保养（含动、静态）不好造成的，贯彻制度是最好保障。贯彻制度的操作不仅比修复设备轻松，还避免许多修复设备费用。过去炉排起拱、炉管结垢、烧坏炉片、挡渣器等事故，目前已杜绝，就是因为严格贯彻操作制度。
4.2经济效益
4.2.1提高管输送率
用供、回水温度最大温度差间接比较，最明显的结果就是系统供、回水温度差适当拉开，由过去的8℃~10℃逐步提高到12℃~14℃，现在已经达到30℃以上，既提高了能源利用效率，又降低了电能消耗。
4.2.2提高锅炉效率
用运行台次间接比较，以供暖期计算，过去运行分配，三台占30%、二台（29+14）占60%、一台（29）占10%。如今运行时间，二台占70%、一台占30%。引风机普遍由45~50赫兹降到40~46，而过去时常出现引风量不足而限制负荷运行。设备改造起到基础作用如果没有管和锅炉密封等改造，管输送率和锅炉效率不会提高这么多。
4.2.3降低能源消耗
通过技术改造和加大运行管理，降低了煤、水、电三项成本的消耗，运行成本大大降低。2004至2005年度采暖期煤耗为27.15kg/m2，2005至2006年度采暖期煤耗为25.33kg/m2，比以往能耗同比大大降低，年节约煤成本67万余元；由于调整了换热站的热负荷面积，减少了由于室内温度不达标造成的热用户放水现象，改变了系统丢水严重现象。
一次采用人工分阶段流量调节，根据初寒期、末寒期和严寒期等时段室外温度，流量分别调整到760m3/h、850m3/h和960m3/h三个阶段，每个阶段都采用质调节。这样可以在确保锅炉安全运行的前提下，减少大量的电能消耗。
通过锅炉自动控制系统投入运行，电气设备适时变速运行，减少能源消耗。在供热面积逐年增加的情况下，锅炉房电耗没有明显增加。
4.3社会效益
通过多年完善，在投资不大的情况下，改造后运行与以往相比效果迥然不同，不但提高了系统的自动化程度，提高了供暖服务水平，而且真正达到了节能降耗的目的，为公司的承诺服务制度提供了可靠保障。居民投诉减少了，公司多次受到市区政府部门的表彰。2006年还被沈阳市供热管理办公室推荐为供热行业先进典型代表，由邢凯副市长组织供热行业企业召开现场会，增强了企业市场竞争力。我公司也连续多年荣获沈阳市“优秀供热单位”，2009-2011年连续被评选为沈阳市供热行业“AAA”级企业，2010-2011年度供热期辽宁省“优秀供热企业”荣誉称号。
5心得体会
针对当时供热系统存在问题，从基础入手，改造既达到夯实设备基础和管理基础作用，又筑起量化管理的主线——量化供暖曲线自动控制。达到从根本解决当前供热状况，满足今后发展需求。为继续深入规划、不断进行改造、逐步实现全面量化管理奠定基础和为今后发展取得直接经验。
5.1计算机控制“风煤比”燃烧显然是粗放的，没有解决火床上煤、风量对应配风混合问题，由于风力不均匀造成风煤混合不好，不仅影响燃烧，还破坏正常的火床面。在自动控制时，受到风力不均匀的干扰，炉排速度需要加快，少则十余转。运行期间，除巡视检查外，在投自动前、每班都要做示范火床，测烟气含氧量，对“风煤比”和火床配风进行校正。
5.2看控制曲线整定控制参数
一条合理的控制曲线，是在实际控制过程中调试而成，控制一段时间后，有时控制质量会变坏。整定控制参数时常用经验凑试法，经验给定参数或在已控制参数基础上，看控制曲线整定控制参数。控制不稳定或不达标，应及时调整。
5.3依据供暖实际设定运行曲线
设定应有依据。给定曲线在理论计算和对用户供暖测评基础上设定，否则，在设定时差之毫厘而在运行中谬以千里。
5.4依据设备状况设定工作区域
根据设备实际状况设定，决定设备是否在经济区域内安全工作。不在经济区域内运行的设备，不论如何调节其运行效率都很低。
5.5待炉膛温度稳定时投自动
炉膛温度稳定，基本排除负荷外的干扰，最好无负荷扰动时投自动。当负荷扰动量≥1.5MW时，会增加振荡次数，造成管热力不稳，此时手动过渡为好。
5.6不断规划不断改造保持设备适用性
在改造过程中，原有的整体规划得到不断深化，整体规划是坚持不断进行改造设备和完善制度的依据。整体规划要分清人与设备所占因素，属于设备问题改造设备，属于人的问题建立制度。改造费用来源与设备大中修结合，以小规模改造为主，以集中投资为辅。设备的选择经过调查、运行调试，将选择设备与使用设备的统一，问题应在试运期内解决，避免不适用设备无人管而闲置或不正常使用损坏，造成再次投资。
6结束语
目前，计算机在供热行业应用十分普遍，但一般没有达到无人值守的地步，基本属于监视显示。供热运行管理人机互动时刻存在，操作人员适时调整计算机管理不到的地方，依托计算机技术平台，获得管理成效和经济实效，最起码能达到以下效果：
6.1调节控制效果，实现换热站、热系统及热源锅炉根据室外温度变化，适时调节供热参数，确保供热系统在满足供热需求的前提下实现节能运行管理；
6.2运行参数和曲线准确记录、显示，为管理人员提供分析、统计数据，提高供热运行管理水平；
6.3管理层可以根据运行曲线和系统运行情况改变调节决策；
6.4基层操作者能在一定水准下有序规范操作，改变以往粗放式运行操作。
通过点滴积累和不懈努力，多年逐渐进行设备改造，及时夯实设备适用性基础，在投资相对少的情况下，改造实用价值高，能大大缩短设备投资回收期。供热系统应用计算机技术不是独立的，而是建立在设备正常工作基础上的，否则当设备不能正常运行时造成的损失远远大于应用计算机技术所带来的节能效果。经过多年的技术改造，我公司的供热运行管理水平和管理能力有了很大提升，全体员工也都体验到了改造的成果，不但提高了员工的参与积极性，而且增强了企业的凝聚力。
供热行业属能源消耗大户，节能潜力较大。本文仅以我公司东胜里热源厂几年以前的改造为例，阐述说明了供热系统提高运行管理水平和降低能源消耗的一些做法和需要进一步改善的方面。现在东胜里热源厂已逐步扩容改造成总装机容量278MW，在面积200余万平方米的供热规模。供热方式也由传统的民用供热，改变为能满足多种供热需求的供热系统。我们将继续努力，不断探索，不断学习，提供优质的供热服务，为供热行业发展做出自己应做的贡献。不足之处请专业人士不吝赐教。