節(jié)能分析報告

節(jié)能分析報告一、目的和意義這套程控系統(tǒng)主要的設(shè)計思想是：在熱源側(cè)和大負(fù)荷換熱站一級網(wǎng)回水側(cè)加裝程控自動調(diào)節(jié)裝置，在基本滿足人們用熱需求的前提下熱源側(cè)以及各換熱站之間錯時供熱，對供熱用戶采取24小時連續(xù)不間斷供熱，但有降溫和升溫時段，以達(dá)到提高供熱系統(tǒng)自動化水平，減少熱能消耗，節(jié)省人力和水利資源，大幅度節(jié)能減排，增收節(jié)支的目的。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在用電高峰時段以及摻燒褐煤時期，供熱能力將大幅降低，無法滿足全網(wǎng)供熱需求，需要自動裝置能合理精確的調(diào)節(jié)熱量和水量在全網(wǎng)的分配。東北地區(qū)的分散小鍋爐房供暖系統(tǒng)，為了少燒煤節(jié)約成本和支出，有很多都采取分時供暖即一天只供暖幾個小時其他時間停爐。而我們得熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)，采取的是一天24小時連續(xù)供熱，供暖系統(tǒng)要不間斷的工作，而很多公共建筑，只需在其使用的時候保證正常供熱，而在夜間或休息日時，只要維持一個值班溫度就可以了。在這種情況下，根據(jù)“節(jié)能減排，按需供熱”的原則，采用錯時供暖方式將會最大限度的降低能量的消耗，從而大大提高能源的利用率。對于一般的公共建筑，采用錯時供熱后，可以節(jié)約建筑物耗熱量的30%以上。黑龍江省的地域特點，冬季采暖是居民必備的生活條件之一。綏化中盟熱力公司做為綏化市的主熱源，其供熱面積大，對供熱系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求。本系統(tǒng)在調(diào)度中心設(shè)有微機(jī)遠(yuǎn)程控制終端值班調(diào)度可以實時監(jiān)控和調(diào)整熱網(wǎng)的熱力和水利平衡，有效地提高了供熱系統(tǒng)的可靠性。通過本系統(tǒng)在全國的推廣和應(yīng)用，可以大規(guī)模的節(jié)能減排，創(chuàng)收節(jié)支，極大的提高環(huán)境保護(hù)水平，提高中盟公司熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。推廣后的直接和間接效益以采暖期年平均熱負(fù)荷-10.5℃做為計算值室內(nèi)溫度為24℃時瞬時供熱量MWGJ/h室內(nèi)溫度為18℃時瞬時供熱量MW瞬時熱量差為852.5GJ/h采暖期182天X24小時=4368小時采用節(jié)能裝置后節(jié)約熱能=852.5GJ/hX4368小時=3723470GJ按市場價計算1GJ=43.75一年節(jié)約熱能資金如下：3723470GJX43.75=162901812.5元（人民幣）標(biāo)煤單價：元/噸折合標(biāo)煤：噸二、國內(nèi)外研究水平綜述本系統(tǒng)的設(shè)計原則1、在綏化市供熱規(guī)劃的指導(dǎo)下，結(jié)合城市集中供熱事業(yè)的發(fā)展，合理布局、統(tǒng)籌安排，立足當(dāng)前、兼顧長遠(yuǎn)。2、貫徹節(jié)能方針，提高能源的利用率，以達(dá)到節(jié)約能源、減少排放、改善環(huán)境的目的，力求取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。3、堅持科學(xué)態(tài)度，使設(shè)計做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。本系統(tǒng)的設(shè)計方案和軟硬件技術(shù)，在國內(nèi)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)處于領(lǐng)先水平，與國外發(fā)達(dá)地區(qū)和先進(jìn)技術(shù)相比還有很大差距。一些大專院校鍋爐房供暖系統(tǒng)有分時供熱系統(tǒng)，并取得了較好經(jīng)濟(jì)效益，他們的主要做法是在學(xué)生放假期間和學(xué)生放學(xué)后手動關(guān)閉閥門或停止鍋爐運(yùn)行。自動化程度較低而且涉及的供熱用戶很少。通過查閱各種資料以及同供熱系統(tǒng)專家學(xué)者共同探討，我們得出在煤炭資源水力資源人力資源成本高居不下的當(dāng)代，能源緊張問題，已經(jīng)越來越引起國內(nèi)外人士的高度關(guān)注。由于供熱在能源消耗中占據(jù)相當(dāng)大的比重，因此合理有效地利用能源是我們熱力人迫切需要解決的問題，本系統(tǒng)的設(shè)計理念和思想將是中國供熱系統(tǒng)的必然發(fā)展方向。本世紀(jì)，我們將向現(xiàn)代化建設(shè)第三步戰(zhàn)略目標(biāo)邁進(jìn)，環(huán)境保護(hù)面臨著更大的壓力和挑戰(zhàn)。我們必須認(rèn)真實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)放到更重要的位置。要堅持統(tǒng)籌規(guī)劃，依靠科技進(jìn)步，加大資金投入，加強(qiáng)污染治理，改善生態(tài)環(huán)境。我們相信，通過全國人民堅忍不拔的努力，就一定能夠使中華大地水更清、天更藍(lán)、山川更加秀美。三、項目的理論和實踐依據(jù)（一）項目研究內(nèi)容的原理簡述PLC控制器根據(jù)供熱曲線，通過檢測二級網(wǎng)供水溫度和室外溫度，自動調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，實現(xiàn)換熱站的質(zhì)調(diào)節(jié)；可以根據(jù)不同的時間段及地點（白天、夜晚不同，冬季、春季不同，學(xué)校、辦公室、居民樓不同）設(shè)置多條曲線，監(jiān)控中心也可以根據(jù)實際需求，經(jīng)濟(jì)分析后，設(shè)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的曲線，管理人員通過網(wǎng)絡(luò)及RTU修改運(yùn)行曲線和設(shè)定參數(shù)，完成運(yùn)行曲線的修改、移植，達(dá)到節(jié)約熱能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。圖1溫度曲線修正（二）項目研究內(nèi)容的實踐依據(jù)在供熱系統(tǒng)中，供暖熱負(fù)荷是系統(tǒng)最主要的熱負(fù)荷，甚至是唯一的熱負(fù)荷，因此，在供熱系統(tǒng)中，通常把供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律，作為供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)的依據(jù)，供熱調(diào)節(jié)的目的，在于使供暖用戶的散熱設(shè)備的散熱量與用戶熱負(fù)荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，防止供暖用戶出現(xiàn)室溫過高或過低的現(xiàn)象。設(shè)計熱負(fù)荷根據(jù)《采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》，綏化市采暖室外計算溫度-26℃，采暖期平均溫度-10.5℃，采暖期182天，現(xiàn)供熱溫度24℃節(jié)能改造后供熱溫度19℃熱負(fù)荷計算公式：Q=qF(tn-tw)/(tn-twj)熱量平衡：當(dāng)熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行時，如不考慮管網(wǎng)的沿途損失，則網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等于供暖用戶采暖設(shè)備的散熱量，也應(yīng)該等于供暖熱用戶的熱負(fù)荷。供暖熱用戶的熱負(fù)荷-)（1）–建筑物的體積供熱指標(biāo)–建筑物的外部體積–室內(nèi)溫度–室外溫度供暖用戶采暖設(shè)備的散熱量-)（2）–散熱器的傳熱系數(shù)–散熱器的散熱面積–散熱器熱煤平均溫度供熱量=（-）/3600=1.163（-）（3）–循環(huán)水流量–熱水的質(zhì)量比熱=4.187J/kg.℃–供水溫度–回水溫度即==這也是供熱調(diào)節(jié)的理論基礎(chǔ)，從公式（1）中可以看出，系數(shù)q及V一般變化不大，我們可以認(rèn)為是常數(shù)，所以當(dāng)我們要控制建筑物的室內(nèi)溫度一定時，只有–室外溫度一個變量，也就是說室外溫度是影響建筑物供暖熱負(fù)荷的唯一變量。實際上，由于室外的風(fēng)速及風(fēng)向，特別是太陽輻射的變化與室內(nèi)外溫度都產(chǎn)生影響，但是這個影響可以可忽略不計。所以在整個管網(wǎng)大面積節(jié)能程控中，室外溫度的變化是系統(tǒng)產(chǎn)生擾動的決定性因素，控制的主要目的就是抵消室外溫度變化產(chǎn)生的擾動影響，維持系統(tǒng)的平衡。對居民類用戶主要的調(diào)節(jié)方式是每天晚間22點–凌晨3點期間降溫供熱，室內(nèi)溫度維持14度左右，凌晨3點–8點提溫運(yùn)行，溫度維持在18度左右，8點–16點降溫供熱溫度維持14度左右，16點–22點提溫運(yùn)行溫度維持在18度左右。對企事業(yè)單位機(jī)關(guān)學(xué)校幼兒園類用戶主要的調(diào)節(jié)方式是每天晚間19點-6點降溫供熱溫度維持12度左右。6點至19點溫度維持在18度左右。對企事業(yè)單位機(jī)關(guān)學(xué)校幼兒園類等用戶在周末及節(jié)假日期間全天維持在10度左右。對學(xué)校類用戶寒假期間全天維持在10度左右。中盟熱力公司供熱范圍內(nèi)公用建筑172萬平方米工業(yè)建筑22萬平方米，居民用戶354萬平方米（三）項目研究的關(guān)健點和難點１．節(jié)能時序控制即把二級網(wǎng)供水溫度控制點分支成若干控制段，針對不同時段完成二級網(wǎng)供水溫度的控制，溫度控制屬于大滯后系統(tǒng)，因每個換熱站面積不同，所以各項控制參數(shù)還需跟據(jù)不同換熱站面積實施過程中進(jìn)行整定。２．室外溫度采集的準(zhǔn)確度是完成整個熱網(wǎng)節(jié)能控制關(guān)健點在整個管網(wǎng)大面積節(jié)能程控中，室外溫度的變化是系統(tǒng)產(chǎn)生擾動的決定性因素，控制的主要目的就是抵消室外溫度變化產(chǎn)生的擾動影響，維持系統(tǒng)的平衡。四、項目研究內(nèi)容和實施方案每一種控制策略都各有優(yōu)缺點，但是從理論上看都是以供熱負(fù)荷為基礎(chǔ)的，它是在二級網(wǎng)水力平衡條件下，無論上述那種方式結(jié)果都是一樣的，重要的是必須結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ锛肮峁芫W(wǎng)的實際情況，來制定控制策略，結(jié)果可能是某種控制策略結(jié)合必要的人工經(jīng)驗的修正，才能達(dá)到理想的控制效果。在本工程中，熱用戶中65%為住宅，其它為辦公樓﹑學(xué)校﹑醫(yī)院﹑商服﹑工企等，情況較復(fù)雜，在住宅中，節(jié)能建筑大概為60%，其它為非節(jié)能性建筑。換熱站共36個，規(guī)模從幾萬m2到30萬m2不等。本工程換熱站具有如下特點：換熱站較多，站與站之間距離較遠(yuǎn),分布分散，每個換熱站既獨(dú)立運(yùn)行又相互影響，系統(tǒng)惰性大，參數(shù)變化緩慢，滯后時間長，各換熱站供熱面積大小不一，熱用戶的建筑結(jié)構(gòu)不同。不論換熱站如何千差萬別，但是在節(jié)能調(diào)節(jié)時都要遵循以下的調(diào)節(jié)規(guī)律。由于供熱系統(tǒng)熱惰性大，屬于大滯后系統(tǒng)，對于調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇，適合于采樣調(diào)節(jié)，即電動調(diào)節(jié)閥不連續(xù)調(diào)節(jié)，避免產(chǎn)生振蕩，使被調(diào)參數(shù)出現(xiàn)上下反復(fù)波動現(xiàn)象，這樣調(diào)節(jié)效果反而不好。采樣調(diào)節(jié)就是對電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行間歇性調(diào)節(jié)，可采取30分鐘調(diào)節(jié)一次的方法，這要視供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小而定。系統(tǒng)越大，調(diào)節(jié)間隔應(yīng)愈長，這樣可以充分反映延時的影響。每次調(diào)節(jié)，電動調(diào)節(jié)閥的開度變化也不能過大，要進(jìn)行行程限制。1.2.1被調(diào)量的選擇----溫度控制當(dāng)室外溫度一定時，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果，熱網(wǎng)熱源的流量和供水溫度應(yīng)該是一致的。對于換熱站而言，根據(jù)公式Q=G（H供-H回），當(dāng)換熱站的一級網(wǎng)流量必須限定在一定的幅度內(nèi)變化的時候，而供水溫度由熱源決定，不可調(diào)。這樣決定熱負(fù)荷Q的參數(shù)主要就是二級網(wǎng)的供水溫度了，所以我們把二級網(wǎng)的供水溫度定為主調(diào)量。對于換熱站的運(yùn)行最忌諱的是大流量、小溫差運(yùn)行或者小流量、大溫差運(yùn)行，這樣換熱器的運(yùn)行效率很差，因為一級網(wǎng)的供水溫度是一樣的，我們的調(diào)整方法是通過檢測一級網(wǎng)的回水溫度，控制二級網(wǎng)供水溫度在一個最優(yōu)的控制值上，這樣即保證了合理的溫差，又保證了換熱器的換熱效率。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果及歷年的運(yùn)行經(jīng)驗，我們可以繪制出二級網(wǎng)供水溫度的運(yùn)行曲線，并且在運(yùn)行熱負(fù)荷Q的實際消耗量的指導(dǎo)下，對曲線進(jìn)行修正，根據(jù)居民室內(nèi)溫度值的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差補(bǔ)償。就可以擬合出一條優(yōu)化的運(yùn)行曲線。1.2.2控制算法通過以上的說明,我們不難總結(jié)出如下結(jié)論:1.供熱量是多變的,但是是可控的可以選擇供水溫度作為被調(diào)節(jié)量。2.調(diào)整時要作到廠網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制3.熱網(wǎng)是一個大滯后系統(tǒng),負(fù)荷預(yù)測是必須的4.為了避免出現(xiàn)水力及熱力失調(diào),要對流量進(jìn)行必要的限幅階段供水溫度目標(biāo)值手動控制溫度模型室外溫度階段供水溫度目標(biāo)值手動控制溫度模型室外溫度天氣預(yù)報天氣預(yù)報多時段下發(fā)極端切換手動/自動切換熱量表供水溫度反饋值算法控制器手動/自動切換熱量表供水溫度反饋值算法控制器自動控制時序觸發(fā)器定時觸發(fā)流量溫度限幅自動控制時序觸發(fā)器換熱站熱負(fù)荷調(diào)節(jié)框圖根據(jù)以上幾點,可以歸納出如上的換熱站調(diào)節(jié)框圖,算法控制器一般采用PID算法或者根據(jù)人工經(jīng)驗歸納出的模糊算法。