杂志汇节能与环保

摘要：大型生产厂房很多还在采用蒸汽供热，但传统的供热管理模式和控制方式落后，造成了较大的能源浪费。采用先进的节能技术如气候补偿控制技术、分时分温控制技术和结合计算机集控技术和网络技术，能有效降低企业生产运营成本并实现节能减排目标。

关键词：蒸汽供热；气候补偿；分时分温；节能

随着我国市场经济体制的不断完善，国内大多数企业面临全球化的市场竞争日益加剧，尤其是大型工业企业面临着利润下滑的处境。因此，企业只有加强市场开拓和强化成本控制这两方面工作，才能立足于不败之地。而在工业企业的各项成本中，能源费用即水、电、汽费用成为紧随原材料成本、人工成本之后的最大的成本，特别是在北方的一些高耗能企业中，电费、生产和采暖用蒸汽费用是最主要的成本。对大多数工业企业而言，电费和蒸汽费也是未被企业控制的最后两项成本，许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，用能效率普遍偏低，因此节能潜力巨大。通过采取必要的技术手段来降低能源费用支出，降低单位产值的成本，提高利润空间势在必行。现以某大型工业企业的供热系统节能改造为例，对企业改造中采用的节能技术和效果进行分析。

1 企业用能现状

某企业为大型重工业企业，以生产大型设备为主。因此，厂区内作业厂房均为高大型厂房，由于地处北方，每年采暖季为4个月，每个供暖季耗蒸汽量约23万t（饱和蒸汽），除了部分办公建筑采用汽水换热后采用热水供热，绝大部分厂房均采用蒸汽直接供热模式。采暖用蒸汽主要为从市政热源厂采购，蒸汽进入厂区后，计量按总蒸汽表统计结算。

2 供热存在的问题

目前所有作业厂房都是采用传统的蒸汽直接供热，负荷调节是人工根据天气情况在一段时间内做一次调整。由于人工调节是间断性，且没有采取其它的有效调节措施，使得厂房不同区域容易出现冷热不均现象，从而造成供暖品质的不均衡。为保障工厂生产的正常运行，实际供热时大部分时间处于最大负荷供汽状态，这也造成了一定的能源浪费。同时，各个分厂使用的蒸汽量也没有做任何计量，造成企业内部能源使用量无法量化统计，在管理和运行中造成以下问题。

2.1 管理制度

该企业在日常的生产运行过程中，涉及的部门多、事务多，为保证安全生产，容易出现一些固定模式的管理流程，以制度为重点建立严格的运行管理体系，通常是以人管人、以人管事的方法，尤其是供热系统，普通的调节阀门是非线性阀门，人工执行管理人员下达的调节指令难以实现。

2.2 运行模式

2.2.1 调节方式

目前的供热系统都是采用人工手动调节，即上传下达的运行指令，人工在现场调节手动阀门。但由于既有的阀门为非线性调节阀，人工调节很难掌握开度大小，容易出现汽水冲击问题，因此各个厂房在正常供暖期间在一段时间内实际上对供汽量不作过多调整。

2.2.2 供暖时段控制

所有厂房正常情况下都是采用早九晚五的工作制度，但由于人工调节蒸汽量难以控制，因此实际所有厂房都是采用24h连续正常供暖。

2.2.3 厂房温度检测

厂房内的实际温度没有检测，导致供热管理人员难以掌握现场温度情况，无法下达科学的调控命令。

2.2.4 能耗分析

各个厂房的用热量没有做任何统计，因此对各个厂房的能源考核都是按照均摊法核算，实际各个厂房因为工艺和使用性质的不同，用能需求并不一致，无法做出科学的能耗分析。

3 解决方案

通过对厂区实际供热管网的充分调研，以及对厂区所有用能情况和存在的问题认真分析和总结，并对目前市场上先进的节能控制技术做充分调研和实地考察，针对该企业的实际情况做出有针对性的节能改造，以实现降低企业用能成本，达到节能减排的目的。

3.1 厂房节能控制改造

该企业厂房的供热特性是：①厂房高大，每栋厂房地面建筑面积不小于20000m2，厂房高大都在8～10m；②厂房内供热蒸汽管道分支多，单支管线长度都超过200m以上；③绝大部分厂房都是正常8h上班制度，夜间和节假日均没有工人上班；④厂房内的蒸汽用量没有做任何统计。

针对企业厂房的供热特性，我们选择采用北京阿克姆热能科技开发有限公司的蒸汽节能控制产品，对厂房内的蒸汽管线做节能改造。改造以保证供热品质和按需用热为原则，采用分区域采温、分区域控制，从而实现整个厂房内的均衡供热。改造方案见图1。具体技术是：①将厂房各个区域的分支管线列为独立的供热区域，采集中间和末端室内温度，在支蒸汽管线上安装蒸汽用电动调节阀，配合蒸汽节能控制系统，实现区域内可以按温度、按时段、分区、分时分温自动控制；②将厂房所有分支管线的蒸汽节能控制系统全部集中到一个数据集中器，统一进行数据存储和对外通讯；③在各个厂房的入户主蒸汽管上安装蒸汽流量计，并将信号上传至数据集中器，实现各个厂房的独立计量，便于后期能耗分析和考核。

图1所有厂房通过改造均达到以下效果：①实现了各个区域的供热均衡，避免了原来在供暖前期和末期容易出现厂区内温度过热问题；②可根据各个厂房设定的室内温度稳定恒温供热；③实现了各个厂房根据不同的上下班时间，自动进行白天稳定供热，夜间和节假日低温运行控制；④需要恒温控制的特殊厂房恒温效果明显好于人工调节，保证室内温差在±1℃左右，确保特殊厂房内特殊设备的正常工作温度要；⑤通过采用PID调节技术和模糊算法控制，在自动控制上设定不同的参数值，使控制过程更加平稳，避免的原来容易出现的汽水冲击问题；⑥实现各个厂房的蒸汽单独计量。

3.2 数字化热网管控平台

由于各个厂房内都增加了蒸汽节能控制系统，如何提高管理效率成为当务之急，在研究了所有节能设备和网络通讯后，确立在借助数据库、可视化界面编程、数据分析计算的基础上建立一套数字化热网管控平台（图2）。

该平台建立后实现了如下功能：①所有供热参数进入统一的数据库平台；②建立热网地理信息系统(GIS)；③实现对所有节能控制设备的远程监视、报警和远程控制；④实现对所有厂房供热状况、蒸汽消耗量的智能统计、分析和报表自动生成，可自由选择进行各种横向、纵向的能耗分析。

4 效益分析

通过上述改造后，不仅提高了供热管理水平，减轻了工人劳动强度，更获得的很好的节能效果。

4.1 管理方面

通过建立一套数字化供热管控平台，完全改变了原来只能通过人工统计、汇报制度，不仅工作量大，而且信息严重滞后。改造后，所有供热数据都以数字化呈现，图形并茂，可以实时查看，实时分析，能耗分析自动列出，让管理人员能随时方便的获取各种实时数据并可准确下达供热指令，为供热安全、高效运行提供了有力的保证，极大的提供的管理水平。

4.2 节能效果

企业经过节能技术改造，经过一个供暖季的运行，供暖用蒸汽量由原来的23万t下降到21.1万t，节省蒸汽1.9万t，节能率为8.3%，合计节约能源费513万元。折合节省标煤1710t，减排二氧化碳4480t，二氧化硫14.54t，氮氧化物12.65t，因此取得了很好的经济效益和社会效益。

5 结语

在国民经济建设发展的过程中，社会群众生活水平得到显著提高，经济发展模式也逐渐向现代化建设方向转变，大型企业不仅要重视产品、重产值，更要重视企业自身的节能减排工作，善于采用最新节能技术，不断提供自身的管理水平，做行业节能先锋，做社会节能典范，为保护大气环境做出贡献。

图2参考文献

[ 1 ] 吴修所.阿克姆供暖节能控制技术工程应用[ J ] .建设科技,2008,23.

[2] 史登峰,李琳,韩义红.中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C].2009.

[ 3 ] 宋瑞祥.浅析工业厂房的暖通空调节能设计[ J ] .科技创新导报,2011,17.