能量系統(tǒng)優(yōu)化技術節(jié)能概念

能量系統(tǒng)優(yōu)化技術節(jié)能概念

能量系統(tǒng)優(yōu)化概念：

指以能量系統(tǒng)為對象，以科學用能理論為指導，通過一定的策略和方法來處理能量系統(tǒng)的設

計'控制及運行（管理）等問題，使獲得的結果最佳或最優(yōu)。能量系統(tǒng)優(yōu)化通常包括優(yōu)化設計、

優(yōu)化控制及優(yōu)化運行（管理）三個層面。

能量系統(tǒng)優(yōu)化是對一個工藝過程物流和能流匹配系統(tǒng)的研究，其目的是全面平衡物料和能源

的數量和質量、熱量和熱值之間的使用經濟關系，選擇使用優(yōu)質能源，最大限度地回收利用余熱

余壓，實現對能源的消費平衡和優(yōu)化調控。

能量系統(tǒng)優(yōu)化技術概念：

最優(yōu)控制的實現離不開最優(yōu)化技術，最優(yōu)化技術是研究和解決最優(yōu)化問題的一門學科，它研

究和解決如何從一切可能的方案中尋找最優(yōu)的方案。也就是說，最優(yōu)化技術是研究和解決如何將

最優(yōu)化問題表示為數學模型以及如何根據數學模型盡快求出其最優(yōu)解這兩大問題。一般而言，用

最優(yōu)化方法解決實際工程問題可分為三步進行：

①根據所提出的最優(yōu)化問題，建立最優(yōu)化問題的數學模型，確定變量，列出約束條件和目標

函數；

②對所建立的數學模型進行具體分析和研究，選擇合適的最優(yōu)化方法；

③根據最優(yōu)化方法的算法列出程序框圖和編寫程序，用計算機求出最優(yōu)解，并對算法的收斂

性、通用性、簡便性、計算效率及誤差等作出評價。

節(jié)能效果：

供熱（供冷）系統(tǒng)：通過一套系統(tǒng)來實現供冷和供熱需求，一次性投資只是傳統(tǒng)制冷制熱投

資的1/2-2/3；運行費用只有傳統(tǒng)方式的1/2-2/3。

地源熱泵中央空調系統(tǒng)：可以提高了機組能效，節(jié)能效果比國家標準高30%。

企業(yè)供配電系統(tǒng)：實施經濟運行方案、提高企'也日負荷率、提高電力（配電）變壓器負載系

數、提高企業(yè)功率因數和企業(yè)用電體系功率因數、降低無功經濟當量有功損耗、使用電機變頻技

術、采用綠色照明光源、提高終端電能使用效率等，節(jié)能率可達20-35%。

先進的工業(yè)爐窯生產工藝設計和改造，能使能量損耗降到最低。

(1)合理用能綜合診斷

摘要：提出開展合理用能診斷，為用能單位"號脈”，是解決當前一些單位節(jié)能工作方向不明，

措施不力的有效手段，并對合理用能診斷的原則和特點進行了較為全面的討論。

關鍵詞：合埋用能；診斷；原則；特點

衡量一個單位節(jié)能工作的水平，不僅要看合理用能的程度、節(jié)能工作的有效性、還需要具備

扎實的節(jié)能基礎工作，計量統(tǒng)計能夠真實、全面、準確的反應能耗情況，通過具體的節(jié)能技術措

施和管理措施，提高能源的有效利用率。運用科學的方法和先進的技術手段對用能單位合理用能

作出客觀正確地評價，是貫徹《節(jié)能法》、《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》的重要手段和方法。

1合理用能診斷及應遵循的原則

合理用能診斷是從系統(tǒng)節(jié)能觀點出發(fā)，利用合理用能診斷方法，依據國家有關能源的方針政

策和法規(guī)，應用現代科學技術及專業(yè)節(jié)能技術、設備，運行管理知識和經驗，通過對現場檢查、

統(tǒng)計分析、檢查測試等進行綜合分析后，對供能系統(tǒng)合理用能程度做出合理的判斷；并針對供能

系統(tǒng)存在的問題和節(jié)能潛力，提出合理用能的具體節(jié)能措施和建議。對用能單位合理用能診斷的

正確與否，節(jié)能措施和建議是否有效，取決于診斷者的專業(yè)技術水平和用能單位提供基礎資料的

系統(tǒng)性、完整性和準確性。

開展合理用能綜合診斷的基本原則是：客觀、真實、高質、高效、實用。

1.1尊重科學，不搞一刀切，不搞單一效果、單一指標

每一個用能單位的生產性質、生產規(guī)模、發(fā)展水平及其供能系統(tǒng)、設備狀況都有其各自特點,

因此，合理用能診斷必須從用能單位的實際情況出發(fā)，科學而客觀的進行評價，任何用一種模式

來評價所有的用能單位極不可取，由此會產生不切實際的診斷結論。

動力供應系統(tǒng)由很多環(huán)節(jié)組成，大量實例充分說明，由于系統(tǒng)問題造成的損失要比單臺設備

所造成的損失嚴重幾倍甚至幾十倍。因此，必須樹立系統(tǒng)節(jié)能的觀點，運用系統(tǒng)分析的方法，著

眼于系統(tǒng)節(jié)能效果，不搞單一效果，單一指標，追求供、用能系統(tǒng)的整體最佳效果，是合理用能

診斷最為重要的工作原則。

1.2科學設置診斷程序，合理配置診斷人員

提高合理用能診斷的工作水平和質量，充分利用用能單位現有的能耗統(tǒng)計資料，科學設置診

斷程序，合理設置測試工作程序，專家評審組一般不應超過3?5人。

1.3正確處理合理用能診斷與現行有關監(jiān)測評價方法的關系

合理用能診斷是能源平衡、監(jiān)測評價方法的發(fā)展和繼續(xù)，與企、業(yè)能量平衡和節(jié)能監(jiān)測既有共

性又有質的區(qū)別。在合理用能診斷過程中，能量平衡和節(jié)能監(jiān)測只是一種手段；能量平衡和節(jié)能

監(jiān)測的主要手段是監(jiān)測，依靠具有一定實測經驗的專業(yè)人員和專業(yè)監(jiān)測機構，而合理用能綜合診

斷是在節(jié)能專家的指導和參與下，在對用能單位各種能源統(tǒng)計資料進行全面分析的基礎上，按照

系統(tǒng)節(jié)能，技術節(jié)能，管理節(jié)能的要求，綜合運用檢查、統(tǒng)計、測試手段，并參照有關能耗指標,

從管理、技術和經濟各方面進行綜合研究、發(fā)現問題，分析節(jié)能潛力，提出具體的近期節(jié)能措施

和遠景節(jié)能技術改造方案。

1.4正確處理用能單位的效益與社會效益的關系

節(jié)能工作要在滿足預定目標前提下，追求最佳的節(jié)能效果。在一般情況下，社會效益和用能單位

的效益是一致的，在用能單位效益與社會效益發(fā)生矛盾的時候，用能單位效益應服從社會效益和

環(huán)境效益，絕對不能只顧單位效益而損害社會效益和環(huán)境效益。

2合理用能診斷的特點

2.1重視對供能系統(tǒng)的診斷

供能系統(tǒng)具有整體性、系統(tǒng)性、綜合性和專業(yè)性。用系統(tǒng)分析的方法進行整體診斷，是合理

用能綜合診斷最基本的方法。每一個供能系統(tǒng)，由能源設備、機械、控制設備、電氣、儀表、傳

輸管線和用能設備等各個環(huán)節(jié)有機地組合起來。動力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，既是互相依存互相聯系，

又互相影響互相制約，其中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題，都將使整個系統(tǒng)的運行效果受到影響。因此,

樹立系統(tǒng)節(jié)能的觀點。運用系統(tǒng)分析的方法，著眼于系統(tǒng)的整體運行效果，這是節(jié)能工作能向深

度發(fā)展的關鍵。

在能源管理方面?zhèn)鹘y(tǒng)做法主要有以卜兩種傾向值得注意：

(1)重供能、輕用能。單純強調供能保證作用，只注重用能的要求，忽視用能的管理和指

導。如供熱不足，就片面地強調擴建鍋爐房；供水不足就擴大供水規(guī)模。導致能源供應越多，浪

費越大，越是供不應求的惡性循環(huán)。

(2)重視主要耗能設備，輕系統(tǒng)配套。只注重鍋爐設備的更新改造，不重視附屬設備和輸

送系統(tǒng)及用戶的管理，有些單位投入巨額資金采用高效鍋爐，擴大鍋爐的容量，但其能源綜合利

用效率卻沒有明顯提高，甚至還有所下降;還有些單位盲日地更新風機、水泵，提高水泵、風機

額定效率，而不注意其輸送系統(tǒng)配套是否合理，不注意風機、水泵的實際運行效率及用戶的使用

和管理維護水平，結果是事與愿違；改變風機、水泵的轉速，對負荷變化大的供能系統(tǒng)節(jié)能效果

十分明顯，但對負荷恒定的供能系統(tǒng)非但不能節(jié)能，相反會造成資金和能源的浪費。

2.2重視專家的作用

合理用能綜合診斷強調有高水平的專家評審組參與和指導，專家評審組參與指導合理用能的

診斷和評審。是保證診斷和評價效果的關鍵。發(fā)達國家在重點用能單位和中小企業(yè)合理用能的指

導方面，十分重視專家評審組的作用，特別注意對節(jié)能專家的培養(yǎng)和考核選拔工作。合理用能綜

合診斷能否達到預期H的，在很大程度上決定于專家評審組水平高低和工作質量。如果在對合理

用能綜合診斷的過程中，不注意發(fā)揮專家的作用，希望通過對動力系統(tǒng)個別環(huán)節(jié)的測試，以求達

到對用能系統(tǒng)合理用能評價的目的是不可能的，這是合理用能綜合診斷與其它的檢查、監(jiān)測的重

要區(qū)別之一。合理用能綜合診斷組，應由專業(yè)水平高并經過一定培訓的供熱、供水、供電及有關

的生產工藝專業(yè)管理人員組成。參加診斷的專家一般應具備以下條件：

(1)要掌握本專業(yè)的理論知識，了解本專業(yè)發(fā)展狀況，熟悉國內外有關運行管理、節(jié)能技

術和設備發(fā)展情況；

(2)了解國家的能源形勢、能源問題以及相關能源的法律、法規(guī)和檢測標準；

(3)熟悉用能單位生產、用能的特點；

(4)明確合理用能綜合診斷的目的和意義，掌握能源使用合理的診斷方法，并具有合理用

能綜合診斷的實踐經驗。

2.3重視規(guī)場調查，全面掌握笫一手資料

合理用能診斷，強調通過對用能系統(tǒng)的現場調查、巡視、全面系統(tǒng)掌握第一手資料并靈活地

運用系統(tǒng)運行中的各種信息以及計量統(tǒng)計資料，研究供能系統(tǒng)的整體功能和效果。這是合理用能

診斷綜合評價的另一個明顯特點。這樣可以簡化監(jiān)測和平衡測試的工作量，同時也簡化r合理用

能診斷綜合評價的工作量，使診斷工作更具有針對性和有效性，提高工作水平和效率，減少用能

單位的負擔。

2.4重視能源計量、統(tǒng)計工作

能源計量工作是用能單位實現科學管理的一項重要技術基礎，也是能源統(tǒng)計分析工作的基

礎。如果沒有合理配置準確的計量器具或者沒有按規(guī)定進行檢測和進行數據統(tǒng)計，就不可能為生

產和生活的各個環(huán)節(jié)提供可靠的用能數據。

能源計量、統(tǒng)計工作的質量，對合理用能診斷工作尤其重要，完整準確的能源消耗資料，對

于合理用能診斷評價工作來說是其它監(jiān)測資料所無法替代的。因為：一是只有各種動力系統(tǒng)的實

際運行參數和計量數據，才能真實、全面地反映能源利用的狀況；二是對各種動力系統(tǒng)和部門耗

能，運行參數的記錄數據進行統(tǒng)計分析，是發(fā)現問題，探索用能單位的規(guī)律，衡量合理用能程度,

分析其節(jié)能的潛力的重要依據。

2.5具有指導意義的評價標準

對合理用能系統(tǒng)進行診斷，應有一個診斷評價標準。評價標準是從經濟技術和社會效益的角

度上進行診斷和評價的重要參考依據，提出評價標準的宗旨是：

(1)從整體觀點出發(fā)，為實現工廠和企業(yè)的能源合理使用，而對用能單位提出的指導性的

標準；

(2)用能單位可從評價標準中，提出各項改造內容的依據，在技術、經濟允許的范圍內，

為實現能源最大限度的合理使用做出努力。

在對合理用能進行綜合診斷時，既要考慮國內外同行業(yè)合理用能的水平，也要充分考慮用能

單位的具體條件。因此，評價標準始終應該是一個指導性的指標，對所有用能單位來說是一個能

逐漸達到的合理化指標。可以參照國家的有關規(guī)定，依據行業(yè)、用能單位的具體特點和專業(yè)系統(tǒng)

節(jié)能技術發(fā)展水平提，分期分批地制定評價標準。

2.6把合理用能診斷與日常節(jié)能管理工作有機結合起來

把合理用能綜合診斷工作和用能單位日常節(jié)能管理有機的結合起來，相互促進和補充，防止

相互脫節(jié)。只有這樣合理用能綜合診斷才會更具生命力，才能更好地為用能單位節(jié)能工作服務。

主要應從以下兩個方面解決這個問題。

(1)在合理用能綜合診斷過程中，盡量利用單位日常節(jié)能管理的計量、統(tǒng)計數據。一方面可

以減少用能單位的負擔，提高診斷的工作效率，同時也可以充分發(fā)揮用能單位能源計量統(tǒng)計工作

的作用，發(fā)現計量統(tǒng)計工作中的問題，提高計量統(tǒng)計工作的有效性，促進計量統(tǒng)計工作的落實和

發(fā)展。

(2)合理用能綜合診斷成果，可以直接用于節(jié)能管理，指導節(jié)能工作。如用能單位歷年綜合

統(tǒng)計表，其數據完全來自用能單位的節(jié)能統(tǒng)計，可為合理用能診斷提供重要分析依據，為用能單

位制定節(jié)能計劃，開展日常節(jié)能活動提供依據。

(2)供暖系統(tǒng)節(jié)能診斷與應用

搞耍：本文簡要介紹供暖系統(tǒng)診斷的基本方法和特點，并通過供暖工程診斷實例作進一步說

明。該供暖工程采用了本文診斷方法，供暖質量明顯提高，燃料和電力消耗分別降低20%和40%。

關鍵詞：供曖診斷：工程實例；提高質量；降低能耗

1前言

供暖單位建筑面積能耗高，能源浪費大，供暖質量低，用戶冷熱不均，有的用戶晝夜開窗戶，

而有的長期達不到設計的最低溫度，這是長期困擾供暖行業(yè)發(fā)展的普遍性問題。一方面造成大量

的資源、人力、運力和資金的浪費并導致大氣環(huán)境的嚴重污染；另一方面，供暖部門與用戶之間

經常發(fā)生矛盾.，使供暖部門信譽降低，經濟受損。諸多實例證明，對供暖系統(tǒng)進行綜合診斷，是

供暖系統(tǒng)改造成功與否的關鍵。依據診斷對供暖系統(tǒng)實施有效的改造，不僅可以提高供暖質量,

而且降低能耗30%-40軋所需改造投資，在一個采暖期，甚至更短的時間就可收回。

2供暖系統(tǒng)綜合診斷方法

2.1供暖系統(tǒng)綜合診斷流程

合理用能診斷主要工作內容包括：供能系統(tǒng)基本情況調查、現場檢查、檢查監(jiān)測、統(tǒng)計分析、綜

合診斷評價和具體節(jié)能措施。供暖系統(tǒng)合理用能綜合診斷工作流程，如圖lo

圖1綜合診斷工作流程

2.2供暖系統(tǒng)基本情況調查

供暖系統(tǒng)診斷，需要對以下基本情況進行調查：（1）供暖系統(tǒng)的任務、規(guī)模、建筑布局，用戶

特點、氣候條件與發(fā)展情況；（2）主要耗能設備（鍋爐房、換熱站、水泵、風機和水處理設備）

規(guī)格、型號、數量、運行參數、維護管理、運行水平及運行參數和有關監(jiān)測資料?；（3）輸送管

網結構、特點、維護管理、運行水平和有關監(jiān)測資料；（4）供暖系統(tǒng)存在的主要問題；（5）燃

料、電力和水的消耗數量，耗能儀表配備率，運行原始記錄、統(tǒng)計資料等；（6）供暖系統(tǒng)補水

量。（7）通過基本情況調查，對供暖系統(tǒng)的組成結構、規(guī)模、耗能種類、數量、運行管理和維

修水平等進行調查分析，以求對供暖系統(tǒng)有二個全面的客觀地了解。

2.3現場調研

通過現場調研，核實主要設備狀況稠系統(tǒng)運行參數，必須依據記錄和現場實際情況進行反復

核實和計算。

數據，就是通過一定的測試手段，以定量的形式反映研究對象的某些特性、特征或參數的值，這

些數值是我們認識、研究分析問題的依據。必須認真對待每一個關鍵數據，要由表及里，去偽存

真，反復核實。

重視現場檢查，全面掌握第二手資料。強調通過對供暖的現場檢查巡視，全面系統(tǒng)掌握第一手資

料，并靈活地運用系統(tǒng)運行中的各種信息以及計量統(tǒng)計資料，研究供暖系統(tǒng)的整體功能和效果，

這是供熱系統(tǒng)綜合診斷的個明顯的特點。

2.4測算分析

在基本情況調查、現場調研的基礎之上，對各種記錄和測試資料進行系統(tǒng)整理，分析比較。

依據統(tǒng)計或測試數據，運用有關知識對能耗標準和節(jié)能經驗，對供暖系統(tǒng)主要參數進行測算、分

析如：

鍋爐運行效率；單位建筑面積消耗燃料指標（qr）；單位建筑面積平均循環(huán)水量（qsh）；單位

建筑面積平均耗電指標；供回水的溫差（△1；）；供暖系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)水壓（圖2；循環(huán)水泵與系統(tǒng)Q-H

曲線（圖3）。

圖2供暖系統(tǒng)水壓圖

3圖250R-62型水泵Q-H曲線圖

對于在運行中的供暖系統(tǒng)，上述數據是唾手可得的。然而，正是這些活生生的數據，都可能說明

很多問題，可以減少很多復雜的計算和測試工作，為診斷提供正確的依據，為改造治理提出方向。

按照診斷對象的具體條件和診斷的要求，對不同的診斷對象可以采用不同的診斷方法和工作

流程。不同的用能單位用能的情況相差懸殊，即便是同一個用能單位在不同的發(fā)展階段其節(jié)能工

作的特點也會有明顯地不同，因此設想用同一種模式或辦法,對所有的用能單位合理用能的程度；

進行診斷是不現實的，也是不科學地。我們只能依據前面所提出供暖系統(tǒng)合理用能綜合診斷工作

流程根據用能單位的具體特點和條件，區(qū)別情況，因地制宜，對具體問題進行具體分析。在達到

合理用能診斷的目的前提下，盡量簡化診斷的工作程序，保證診斷質量，提高工作的效率，減少

用能單位的負擔。

總之要堅持高質、高效、適用的原則，如果通過基本情況調查、現場檢查和對統(tǒng)計資料的綜

合分析，可以做出診斷結論時就應及時做出結論，不必繼續(xù)進行檢查測試；如果通過正平衡能夠

滿足診斷的要求，就不必進行反平衡測試。

2.5供暖系統(tǒng)診斷結論

供暖系統(tǒng)診斷的出發(fā)點和最終點就是要促進供暖系統(tǒng)實現最優(yōu)化。供暖系統(tǒng)優(yōu)化就是要實現

供暖質量高、消耗少，成本低等多種H標。為了使供熱系統(tǒng)具有最優(yōu)的功能，診斷必須將這些目

標綜合起來考慮，搞一個既能低成本、低消耗、又能提高質量的切實可行措施。

供暖系統(tǒng)診斷結論，應包括供暖系統(tǒng)的基本情況，存在的主要問題及其原因并提出實現供暖系統(tǒng)

優(yōu)化的治理措施。

3供暖系統(tǒng)診所實例

某集團西安基地，位于陜西省西安市，平均海拔396.7m,按全國建筑熱工設計分區(qū)圖，該地

區(qū)屬寒冷地區(qū)偏南地帶，計算采暖天數為100天，計算采暖期室外平均溫度0.9℃,采暖設計溫

度-5℃,采暖度日數1710CC.d）,日照時間長，冬季日照百分率為43隊

氣溫變化快，變化帽度大，是該地區(qū)的氣候重要特點之一。不僅晝夜溫差大，而且日與日間，月

與月之間氣溫的溫差也十分明顯，特別是秋-冬和冬-春季交替之際，氣溫變化無常。極端最低氣

溫-20℃,最冷月平均最低氣溫-5℃,日照時間長，冬季日照百分率為43隊

3.1供暖系統(tǒng)的基本情況

現有采暖建筑120棟，建筑面積約為：39萬m,（含賓館、商店），多為民用住宅，大部分

為六層及以下樓房，墻體為370mm磚墻，單層玻璃窗，建筑，布局合理，朝向南，樓房間距較大,

采光好。

熱源：供暖系統(tǒng)有鍋爐房一座，內設4臺燃氣高溫熱水鍋爐，型號為DZL14.0-1.25/130/70-AII；

鍋爐設備配套齊全，設備狀況良好；水循環(huán)系統(tǒng)有3臺循環(huán)水泵，型號為250R-62,3臺運行，1

臺備用；管網：為分區(qū)供暖方式，由鍋爐房分水缸引出4條管線，分別供基地（1、2、3區(qū)）、新

3區(qū)、新4區(qū)（節(jié)能建筑）。管網為支狀異程式，管道敷設在暖氣地保溫溝里，保溫層完好，最大

供暖半徑1500m等。

3.2計算分析

在基本情況調查、現場研究的基礎之上，對各種記錄和測試資料進行系統(tǒng)整理，可以獲得：

鍋爐運行效率81%,鍋爐系統(tǒng)運行正常；單位建筑面積消耗燃料指標(qr)30.2kg/m,引#,明

顯偏高；單位建筑面積平均循環(huán)水量(qsh)2.4kg/m,水量偏低，可能加劇水力失調現象；單位

建筑面積平均耗電指標3.4kW/m明顯偏高；

3.3供暖系統(tǒng)診斷意見

3.3.1供暖系統(tǒng)設備及其備置，居國內先進行列

供暖系統(tǒng)的鍋爐楓組主、輔機配套先進，完整、齊全，鼓風機、引風機、補水泵均采用變頻調速

裝置，上煤除灰、消煙除塵及其在線監(jiān)測儀表配置較為齊全。設備管理維護比較到位，設備運行

?維護、保養(yǎng)好、工作規(guī)場整潔有序，供熱管網布局比較合理，管道保溫層完好，應居國內先進

水平。

3.3.2供暖系統(tǒng)存在的主要問題

該供暖系統(tǒng)存在的主要問題是：供暖質量低，用戶冷熱不均，供暖單位建筑面積能耗高，能源浪

費大。

(1)供暖系統(tǒng)冷熱不均

1998年投入運行以來，各小區(qū)住戶曖氣冷熱不均，?直困擾著供熱管理部門，大部分住戶

室溫21-25C以上，尤其是節(jié)能建筑，多數住戶長期開窗戶散熱，但約6%的少數用戶室溫卻低于

16°C,低溫用戶大部分在供暖系統(tǒng)末端和低層，反映強烈，雖然供熱部門經常派人下去處理，效

果不明顯。

(2)供暖系統(tǒng)循環(huán)水量不足

經現場測試，供暖系統(tǒng)總循環(huán)水量為的936m/h,每平方米建筑面積平均水量2.4kg。運行經驗

證明，每平方米建筑面積平均水量3kg以上，有利于消除水力失調現象，運行效果較好。

(3)供暖系統(tǒng)水力阻力大，電量消耗高從供暖系統(tǒng)水壓圖中，可以看出：從水泵到鍋爐前這段管

線的水力損失為0.3Mpa,占循環(huán)水泵的實際揚程0.57Mpa的52.6%。這就是說，循環(huán)水泵電機所

做的功大部分被浪費掉了。其原因是：

(1)循環(huán)水泵選型不合理。由于水泵的額定揚程過高，為防止電機過載，而采取限流關閘運行

方式，水泵出水管控制閥的開度僅為全部開啟的10機

(2)水泵出口管道直徑過小，水泵出口平均流速達到4.4m/s,控制閥和單向閥的流速可達

10-15H1/S,因此導致局部阻力劇增。

(4)供水溫度偏高采暖煤耗高

該供暖系統(tǒng)最高供水溫度達90℃以上，回水溫度達70℃以上。根據統(tǒng)計資料顯示，該供暖系

統(tǒng)供水溫度高于國內平均水平20-25℃以上。是單位供暖面積耗標煤高達30.2kg,遠遠高于國家

規(guī)定的能耗指標的主要原因。

(5)供暖系統(tǒng)水力失調現象嚴重

供暖系統(tǒng)循環(huán)水量偏低，且沒有采取有效的水力平衡措施，導致各建筑物之間供水量分配不

合理，是造成用戶采暖冷熱不均和供水溫度偏高的重要原因?？拷鼰嵩吹挠脩暨M出水壓差大，獲

得的水量多，室內溫度必然高，而遠離熱源的用戶進出水壓差小，獲得的水量少，室內溫度自然

低。為照顧低溫用戶，往往采取提高系統(tǒng)供水溫度，增加供熱量的辦法解決。這樣做，必將造成

高溫用戶室溫更高，數量增加。產生上述現象的主要原因是系統(tǒng)沒有采取有效的水刀平衡措施。

綜上所述，該供暖系統(tǒng)存在的主要問題，集中在循環(huán)水系統(tǒng)上，具體表現在：

(1)供暖系統(tǒng)水力夫調。系統(tǒng)沒有采取有效的水力平衡措施，導致各建筑物之間供水量分配不

均，造成用戶之間冷熱不均，為改善部分低溫用戶，提高供水溫度，因而造成熱能的大量浪費。

(2)循環(huán)水泵選型不合理。富裕揚程大，水泵出口閥門開度小出水量少，導致系統(tǒng)水量不足和

水泵耗電量增加，造成大量浪費。

3.4優(yōu)化供暖系統(tǒng)

供暖系統(tǒng)優(yōu)化就是要實現供暖質量高、消耗少，成本低等多種目標。為了使供熱系統(tǒng)具有最

優(yōu)的功能，診斷必須將這些目標綜合起來考慮，搞一個既能低成本、低消耗、又能提高質量的切

實可行措施。供暖系統(tǒng)是由鍋爐、熱網和用戶三個重要環(huán)節(jié)組成的有機整體，是一個很復雜的系

統(tǒng)。核心問題是在滿足用戶要求的前提下，使熱量得到充分有效地利用。熱水供暖系統(tǒng)的關鍵是

“熱水”，鍋爐進出的工質是水，鍋爐產生的熱量通過水的循環(huán)源源不斷地輸送給用戶，進行熱

交換后，再把低溫水輸送回鍋爐進行加熱。因此?熱水溫度、熱水量、水力平衡和系統(tǒng)調節(jié)，是

決定熱水采暖系統(tǒng)供暖質量，經濟效果的關鍵。其主要措施有以下四項。

3.4.1采用先進可靠的調控手段，消除供暖系統(tǒng)水力失調

《民用建筑節(jié)能設計標準》對系統(tǒng)達到水力平衡應采取的措施，確保各建筑物水量符合設計要求。

自力式流量（或壓差）控制閥是目前國內外先進可靠的調控手段，是集測量、執(zhí)行、控制于一體

的目動調節(jié)控制設備，可使供暖系統(tǒng)內的每棟建筑物都能獲得所需要的水量，能有效地克服用戶

冷熱不均現象，如圖5所示。

圖5集中采暖系統(tǒng)改造方案示意圖

3.4.2車削水泵葉輪

按循環(huán)水量1200m/h,水泵揚程Hy=0.341m,將原有250R-62型水泵葉輪車削9%,功率下降25%,

兩臺并聯運行，1臺工作備用。

圖6250-62水泵（葉輪車削9%）Q-H曲線圖

3.4.3增大水泵出水管道直徑

將現有水泵出水管道直徑由DN200nlm,增加到DN300mm。在流量為6603m/h,其流速降至1.84m/s,

"J,以避免過多的水力損失，降低水泵楊成。

3.4.4按典型房間溫度，調節(jié)供暖系統(tǒng)的供水溫度

在管網系統(tǒng)消除水力失調，實現水力平衡，用戶獲得

熱量的機會相等的條件下，就可以依據典型用戶室內溫度，調節(jié)供暖系統(tǒng)的供水溫度，以便適應

氣溫、日照、陰雨(雪)、風向、風速變化，使耗熱曲線和供暖曲線盡可能協(xié)調一致。最高供水

溫度65℃,最低供水溫度45℃,比原供水溫度低20-25℃。

5治理效果

經過上述改造，收到了明顯效果：

(1)提高了供暖質量，消除冷熱不均的現象；(2)降低系統(tǒng)阻力，系統(tǒng)循環(huán)水量增加13%,耗電

量下降21%；(3)系統(tǒng)供水溫度平均下降20℃,耗煤量下降40虬

(3)蒸汽系統(tǒng)節(jié)能技術途徑

我國一次能源的70%以上由全國55萬臺鍋爐所消耗，其中工業(yè)鍋爐有53萬臺，60%左右的容

量為蒸汽鍋爐，共計消耗4.4億噸標煤，占整個國家能源消耗的19.8樂蒸汽系統(tǒng)的能源使用狀

況不容樂觀。

1、企業(yè)蒸汽系統(tǒng)存在的問題

(1)蒸汽鍋爐的平均蒸發(fā)量低，平均熱效率低。工業(yè)蒸代鍋爐的保有量在35萬臺左右，平

均蒸發(fā)量為3噸左右，平均熱效率不到60%?

(2)平均負荷率低。工業(yè)鍋爐的平均熱負荷率在50%—70%之間，這也是熱效率低的原因。

(3)鍋爐給水質量差，給水達標不到40%造成鍋爐換熱面結垢，鍋爐腐蝕，煙氣排放溫

度高和鍋爐排污率高等問題。例如，很多鍋爐的排污率達到20%—30%。

(4)蒸汽系統(tǒng)計量不重視。很難進行能效考核和改進。

(5)對蒸汽品質重視不夠，蒸汽品質低。蒸汽嚴重帶水、帶氣、帶雜質，造成換熱效率低,

管道附件損壞，設備腐蝕等問題。

(6)蒸汽系統(tǒng)的設計不良。例如管道的布置，管徑的選擇，取蒸汽口的位置，減壓站的設

置，沒有合理的溫度控制，蒸汽和冷凝水管道的保溫，系統(tǒng)沒有自動疏水閥、排空氣閥、過濾器

等設備。

(7)蒸汽系統(tǒng)的跑冒滴漏現象仍相當嚴重。比如疏水閥的泄漏，截止閥的內漏和外漏等。

(8)由于技術和資金的問題，蒸汽系統(tǒng)的冷凝水回收率低。有的直接排放，有的回收以

后由于水質不合格再冷卻排放。

2、蒸汽系統(tǒng)節(jié)能的潛力

由于對蒸汽系統(tǒng)的專業(yè)知識和技能的缺乏，企業(yè)在開展蒸汽系統(tǒng)節(jié)能工作時往往局限于治理

“跑冒滴漏”。要想在蒸汽系統(tǒng)進行有效的節(jié)能工作，必須了解系統(tǒng)的現狀和行業(yè)先進水平，必

須發(fā)現現有系統(tǒng)的問題，然后才能對癥下藥提出完善的解決方案。

斯派莎克(斯派莎克工程(中國)有限公司)作為蒸汽工程系統(tǒng)的世界領先者，有著100

多年的專業(yè)經驗。我們通過“蒸汽系統(tǒng)調研”來幫助企業(yè)了解自己是否存在節(jié)能潛力以及節(jié)能潛

力有多大，同時提供專此、詳細、經濟的節(jié)能改造方案，并幫助企業(yè)根據生產情況分階段實施。

幾乎所有的蒸汽系統(tǒng)都有節(jié)能潛力，在很多的案例中我們?yōu)檎舸脩魷p少了超過50%的蒸汽成

本。

我們在下圖中標示了蒸汽和冷凝水系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力。據測算，如果全面采用斯派

莎克的節(jié)能技術方案和產品，蒸汽系統(tǒng)的效率至少能提高30%,

3、蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能措施

蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，涉及能源管理，蒸汽系統(tǒng)的規(guī)范設計，蒸汽設備的工確啟

停和運行，以及科學的維護方法等。如果要開展蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能工

作，可以從以下幾個方面人手：

（1）對產生蒸汽的燃料費設單耗基準進行考核。（2）對蒸汽的生產和生產工藝的蒸汽耗量選

擇正確的計量和監(jiān)測設備。（3）采取措施提高蒸汽品質以減少蒸汽輸送損失和提高蒸汽設備效

率。（4）在鍋爐房內應用成熟可靠的節(jié)能技術。（5）采用專業(yè)的節(jié)能實踐規(guī)范蒸汽分配輸送系統(tǒng)的

設計。（6）提高工藝制程的控制水平，合理、精確地控制蒸汽的使用和消耗。（7）從蒸汽設備有效

排除冷凝水并在高溫狀態(tài)回收到鍋爐房。（8）合理設計布置工藝流程和設備，從高壓冷凝水中回

收使用二次蒸汽。

斯派莎克的蒸汽系統(tǒng)調研服務就是幫助企'也從上述方面人手，對企業(yè)現有蒸汽系統(tǒng)進行全面

的評估調查，發(fā)現存在的問題和節(jié)能潛力，同時制訂出可靠經濟的改進方案，并根據與工廠生產

配合的情況分階段實施，確保迅速見效，快速回收投資成本，并形成企業(yè)長期的收益。

4、斯派莎克蒸汽系統(tǒng)調研服務

斯派莎克蒸汽系統(tǒng)調研股務的主要由專業(yè)的服務工程師執(zhí)行，具體工作涉及以下幾個方

面：

（1）現場查驗蒸汽分配系統(tǒng)的管道、蒸代設備的安裝和設計。（2）在鍋爐房調研蒸沉生產

效率（鍋爐給水處理和控制、給水除氧、鍋爐排污和熱量回收等）。（3）槍查蒸汽的計量是否正

確，計量裝置的運行情況。（4）調研每臺蒸汽使用設備的運行，蒸汽消耗和冷凝水是否正常排除。

（5）核查每臺蒸汽疏水閥的工作狀況，并繪圖、標示和記錄。（6）現場調查全廠冷凝水排放和回收

的狀況。

服務工程師在完成現場的調研工作后，將立即提供技術分析報告，報告包括企業(yè)能源（蒸

汽）分布圖，節(jié)能潛力分析，技術改造方案，投資回報計算，優(yōu)化的分段實施計劃等。該蒸汽系

統(tǒng)調研報告可以作為企業(yè)開展實施蒸汽系統(tǒng)在能工作的重要依據。斯派莎克將為您蒸汽系統(tǒng)的節(jié)

能工作提供強大專業(yè)的技術后盾。

（4）電力節(jié)能降耗技術措施分析

摘要：電力在各項能源消耗領域中所占比重較大，電網企業(yè)輸電、配甩、供電、用電等領域

開展節(jié)能降耗活動，將對順利實現“十一五”節(jié)能降耗指標產生重要作用。從優(yōu)化調度、可再生

能源發(fā)電、降低綜合線損、用電側管理、建筑節(jié)能等方面提出了節(jié)能降耗技術措施。

1、電力節(jié)能技術措施

節(jié)能降耗和污染減排是“十一五”期間一項全社會任務，是構建和諧社會的重要因素。國家

在“十一五”規(guī)劃中提出2010年單位GDP能耗下降20%,這個任務非常艱巨。

根據上海市電力公司的測算，線損電量占公司總能耗的97.05%；其次是大樓建筑用能、用

水等方面的能耗，占1.43%。因此電網公司的節(jié)能降耗措施重點在優(yōu)化調度、降低綜合線損、用

電側管理、建筑節(jié)能等領域開展工作。

1.1降低發(fā)電能耗

1.1.1優(yōu)化調度模式

“調整發(fā)電調度規(guī)則，實施節(jié)能、環(huán)保、經濟調度”。國家發(fā)展和改革委員會等部門己下發(fā)

有關通知，要求發(fā)電調度中優(yōu)先考慮可再生能源和低能耗機組發(fā)電。為此，電力公司盡快研究制

定新的調度規(guī)劃，以節(jié)能、環(huán)保、經濟為標準，確定各類機組的發(fā)電次序和時間，優(yōu)先調度低能

耗機組發(fā)電，或直接按照能耗標準調度，激勵發(fā)電企業(yè)降低能耗，減少高能耗機組的發(fā)電量。

一個電網發(fā)甩側經濟性指標主要取決于所有裝機設備等級及狀況、平均負荷率兩大要素。在

前者一定的前提下，提高電網整體經濟性的主要手段就是如何提高平均負荷率（包括數值及品質）;

次要手段是在平均負荷率一定的情況下，如何優(yōu)化分配各臺運行機組之間的負荷。

以上海電網為例，若采取“以大代小”政策，節(jié)能潛力與華東省電網相比小很多，但是若政

策到位、技術上得到充分支撐，結合電源點負荷分配、廠內機組合理安排調停、兩班制運行、廠

內負荷優(yōu)化分配等一系列措施，全網平均供電煤耗，2006年節(jié)約標煤25.76萬t。

1.1.2可再生能源發(fā)電

在我國，新能源與可再生能源是指除常規(guī)能源和大型水力發(fā)電之外的風能、太陽能、小水電、

海洋能、地熱能、氫能和生物質能等?？稍偕茉吹拈_發(fā)利用是實現“節(jié)能、降耗、環(huán)保、增效”

的重要手段。根據我國能源發(fā)展的有關規(guī)劃，“十一五”斯間，我國將大力發(fā)展風電，適當發(fā)展

太陽能光伏發(fā)電和分布式供能系統(tǒng)。

轉貼風能和太陽能等可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用時，必須解決可再生能源發(fā)電的并網以及可

再生能源電源與電網之間的影響問題。一方面，電網公司除了要優(yōu)先收購風電外，還應承擔電網

建設和傳遞電力的義務，需要大量的資金投入，因此政府的政策支持十分重要；另一方面，由于

風電和太陽能電源的功率間歇性和隨機性特點，大規(guī)模接入地區(qū)電網后，將對地區(qū)電網的結構設

計、運行調度方式、無功補償措施以及電能質量造成越來越明顯的影響，電網公司必須采取妥善

的技術和管理措施。

1.2降低綜合線損技術

1.2.1電網規(guī)劃優(yōu)化

城市電網可通過合理的電網規(guī)劃來降低線損。上海電網在構筑滿足，N-1準則的配電網絡，

重點地區(qū)配電網滿足檢修狀態(tài)下NT準則的前提下，綜合考慮近、遠期地區(qū)負荷密度、節(jié)能降損

和區(qū)外電源的受電通道等情況，從各個電壓等級協(xié)調發(fā)展的角度，因地制宜地建設高壓配電網，

大力發(fā)展110kV網架及l(fā)lOkV直降10kv供電。

建設節(jié)能低耗、符合環(huán)保要求的配電網。上海城市發(fā)展決定了在中心城區(qū)以發(fā)展電纜網絡為

主，變配電站小型化、緊湊型，注重與環(huán)境相協(xié)調。為了減少線損，提高電壓質量，上海電網采

用中壓配電網延伸，進住宅小區(qū)，壓縮低壓配電網范圍，多布點，近距離供電。同時，采用了低

損耗、低噪音設備。

1.2.2電力變壓器節(jié)能

(1)變壓器降耗改造。變壓器數量多、容量大，總損耗不容忽視。因此降低變壓器損耗是勢

在必行的節(jié)能措施。若采用非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點，其空載損耗僅為

常規(guī)產品的五分之一，且全密封免維護，運行費用極低。S11系統(tǒng)是目前推廣應用的低損耗變壓

器，空載損耗較S9系列低75%左右，其負載損耗與S9系列變壓器相等。因此，應在輸配電項目

建設環(huán)節(jié)中推廣使用低損耗變壓器。

(2)變壓器經濟運行。變壓器經濟運行指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運行

方式和調整負載，使變壓器電能損失最低。變壓器經濟運行無需投資，只要加強供、用電科學管

理，即可達到節(jié)電和提高功率因數的目的。每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，

無功功率的空載消耗和額定負載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質不同，故上述參數各

不相同。因此變壓器經濟運行就是選擇參數好的變壓器和最佳組合參數的變壓器運行。

選擇變壓器的參數和優(yōu)化變壓器運行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負載

特性入手。

1.2.3電網無功配置優(yōu)化

大量無功電流在電網中會導致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓跌落。無功補償

是利用技術措施降低線損的重要措施之一，在有功功率合理分配的同時，做到無功功率的合理分

布。

無功優(yōu)化的目的是通過調整無功潮流的分布降低網絡的有功功率損耗,并保持最好的電壓水

平。無功優(yōu)化補償一般有變電所無功負荷的最優(yōu)補償、配電線路最優(yōu)補償以及配電變壓器低壓側

最優(yōu)補償。由甩能損耗公式可知，當線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時，線損與功率因

數的平方成反比。功率因數越低電網所需無功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無功補

償裝置，可減少負荷的無功功率損耗，提高功率因數，提高電氣設備的有功出力。隨著電力電子

技術的發(fā)展，應積極開展有源濾波裝置(ActivePowerFilter)和靜止同步并聯補償器(STATCOM)

的試點應用。

L3用電側管理技術

開展電力需求側管理能帶來直接經濟效益和良好的社會效益,有效的技術手段是實施需求側

管理的基礎，研究掌握好能效技術、負荷管理技術，采用先進技術來提高終端用電效率，對實現

電力需求側管理的目標起到保障作用。

1.3.1改變用戶用電方式

主要指負荷整形管理技術，包括削峰、填谷和移峰填谷三種。根據甩力系統(tǒng)的負荷特性，以

某種方式將用戶的電力需求從電網的高峰負荷期削減、轉移或增加電網負荷低谷期的用電，以達

到改變電力需求在時序上的分布，減少日或季節(jié)性的電網峰荷,提高系統(tǒng)運行的可靠性和經濟性,

還能減少新增裝機容量、節(jié)省電力建設投資，降低預期的供電成本。主要在終端用戶中采用蓄冷

蓄熱技術、能源替代運行技術和改變作業(yè)程序、調整輪休制度。

1.3.2提高終端用電效率

主要有選用高效用電設備、實行節(jié)電運行、采用能源替代、實現余能余熱回收和應用高效節(jié)

電材料、作業(yè)合理調度、改變消費行為等。

推廣高效節(jié)能電冰箱、空調器、電視機、洗衣機、電腦等家用及辦公電器，降低待機能耗,

實施能效標準和標識，規(guī)范節(jié)能產品市場。引導企業(yè)采用無功補償、智能控制技術、變頻調速和

高效變壓器、電動機等節(jié)電控制技術和產品，有利于電網削峰填谷、優(yōu)化電網運行方式、改善用

能結構、降低環(huán)境污染，提高終端電能利用率。

1.4樓宇及變配電站建筑節(jié)能

雖然辦公樓和變配電站的建筑能耗一般占電力公司總能耗的比重不大，但是全社會的商業(yè)用

電中，樓寓的空調和照明用電占了很大份額。因此電網企業(yè)作為能源供給企'業(yè)，應做出節(jié)能表率,

樹立電力的良好形象，通過示范效應促進社會節(jié)能。

1.4.1圍護結構節(jié)能技術

圍護結構節(jié)能技術指通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，達到夏季隔絕室外熱量進入室

內，冬季防止室內熱量泄出室外，使建筑物室內溫度盡可能接近舒適溫度，以減少通過輔助設備

(如采暖、制冷設備)達到合理舒適室溫的負荷，最終達到節(jié)能目的。建筑物的圍護結構節(jié)能技術

分為墻體節(jié)能技術、窗戶節(jié)能技術、屋面節(jié)能技術、遮陽系統(tǒng)、生態(tài)綠化等。

1.4.2電氣設備節(jié)能

(1)電氣布置及接線優(yōu)化。從電氣設備布置而言，盡量將需要散熱的設備放在通風良好的場

所，以最大限度地減少機械通風，降低建筑物內的能耗;將變壓器室等產生大量熱量的設備房間

與需要配置空調的設備房間的隔墻采取隔熱措施。

(2)選用環(huán)保節(jié)能型設備。a.變壓器是主要的耗能設備，降低變壓器的損耗是變電站節(jié)能的

關鍵。b.盡量利用自然采光，特別是人員巡視、設備運輸的樓梯間和走廊應盡可能采用自然采光;

所有的照明光源全部采用發(fā)光二極管。c.選用配置有變頻器的風機及空調設備，即采用智能化產

品，可根據環(huán)境狀況自動啟動和自動關閉，即僅在設備運行或事故處理的時候才啟動，以達到節(jié)

約用電的H的。d.使用溫濕度控制器，在環(huán)境溫度和濕度未滿足運行要求時，再自動投入開關柜

的加熱器。

1.4.3空調節(jié)能技術

空調節(jié)能指對控制室內溫、濕度的空調系統(tǒng)及設備采用先進技術或合理方式以達到節(jié)約能耗

口的?？照{節(jié)能技術可從幾個方面進行:降低空調冷負荷，提高冷氣輸配系統(tǒng)的效率，提高制冷

系統(tǒng)的效率，采用蓄冷系統(tǒng)，利用相變儲能材料等。

1.4.4照明節(jié)能

(1)利用自然采光。盡量利用自然采光，特別是人員巡視、設備運輸的樓梯間和走廊應盡可

能采用自然采光。

(2)選用高效、節(jié)能的電光源。光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。照明光源的選擇，除

根據使用場所的需求外，還應根據電光源的顯色指數、使用壽命、調光性能、點燃特性等綜合考

慮。原則是根據不同需求情況積極選用新一代的節(jié)能光源，如用電子節(jié)能燈替換白熾燈，用高壓

鈉燈、金鹵燈替換高壓汞燈。

(3)采用高效、光通維持率高的燈具。燈具是對光源發(fā)出的光進行再分配的裝置。衡量燈具

的節(jié)能指標是光輸出比(LOR)(燈具效率)。選用優(yōu)質高效、光通維持率高的燈具對照明節(jié)能具有

重要的意義。

(4)采用先進控制系統(tǒng)和策略。采用先進控制系統(tǒng)和策略的節(jié)能潛力基于2個方面：a.通常

晚間電網電壓高于標準電壓，至使燈具超功率運行，不僅亮度超標，而且縮短了燈具壽命。B.

由于23：00以后的照明需求(特別是路燈照明)急劇減小，可以適當降低亮度水平(符合照明標準

規(guī)定和要求的亮度)，通過對路燈電路進行適當的穩(wěn)壓調壓控制，可以節(jié)約更多的能源，同時延

長燈具壽命。

2、結語

主要針對降低發(fā)電能耗、降低綜合線損、用電側管理、變配電站建筑節(jié)能等技術進行了闡述。

針對電力企業(yè)的特點，可對節(jié)能潛力較大的領域進行分析，重點在降低線損、經濟調度、提高能

源綜合利用效率、綠色照明、分布式供能、能源轉換、建筑節(jié)能等領域開展工作。

（5）工礦企業(yè)供用電系統(tǒng)全面節(jié)電技術

東聯創(chuàng)濱節(jié)能科技發(fā)展有限公司經過多年的研究與實踐推出了EI.CT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體

節(jié)電技術，它集輸電節(jié)能、變電節(jié)能和用電節(jié)能技術于一身。該技術不僅涵蓋了傳統(tǒng)的變頻調速

技術，而且推出了專門針對固態(tài)負載的不調速節(jié)電技術,其中還包括供用電系統(tǒng)的整體優(yōu)化技術。

1、ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術

ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術是一種新型的節(jié)能技術，主要以三相異步電動機不調

速設備的不耗電節(jié)電技術為基礎，納人三相異步電動機及其機械設備的調速技術，形成的工業(yè)動

力系統(tǒng)整體無遺漏節(jié)電技術。針對整個供用電系統(tǒng)進行節(jié)電改造。

ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術是依據工業(yè)企業(yè)動力供用電系統(tǒng)中的每一臺電動機所

拖動的機械負荷的阻力矩數據（運行阻力矩、啟動阻力矩、阻力矩特性曲線等）和供用電系統(tǒng)（電

動機、起動設備、供用甩線路、變壓器、自備發(fā)電設備等）的相關數據（電壓、電流、效率、電功

率、功率因數、視在功率、無功功率、線路損耗、銅損、鐵損等）進行供用電整體系統(tǒng)的節(jié)電設

計和整體節(jié)電工程的實施，達到在安全、正常生產運行的前提下，適當降低電能消耗，降低企業(yè)

的生產成本，實現科學用電、合理用電的目的。

ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術主要包括以下三部分:供配甩系統(tǒng)優(yōu)化改造；甩動機節(jié)

電技術；濾除諧波節(jié)電技術。

2、供配電系統(tǒng)優(yōu)化改造

動力系統(tǒng)中的供配電部分主要由供電變壓器和配電線路組成，其中供電變壓器自身的損耗占

有很大比重，其次配電線路設計不合理，使用不當，線路老化都會增加配電線路的自身損耗。

ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術中的供配電系統(tǒng)優(yōu)化改造主要包括以下三方面的技

術：供配電系統(tǒng)降低有功損耗技術;供配電系統(tǒng)減少容量（或多帶負載）技術，供配電系統(tǒng)三項電

壓調平節(jié)電技術。

進行供配電系統(tǒng)優(yōu)化改造后，可使供配電電系統(tǒng)達到消除無功功率，降低有功功率及變壓器

自身損耗的效果。用有功功率供電的方式代替了傳統(tǒng)的視在功率供電的方式。這樣不僅使供電變

壓器的容量大幅度降低，而且能使變壓器的銅損和鐵損大幅度降低，同時還能使廠內的配電線路

損耗大幅度降低。

3、電動機節(jié)電技術

動力系統(tǒng)中的電動機可以根據其實際運行狀況分為兩類:在生產過程中允許調速的電動機，

即軟性負載電機；在生產過程中不允許調速的電動機，即硬性負載電機（或固態(tài)負載）。

動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術對以上兩種電動機都有其解決辦法。對于軟性負載電機其節(jié)電技術

主要分為三部分:傳統(tǒng)的變頻節(jié)電技術；機械調速節(jié)電技術；流體負荷系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)電技術。

針對可以進行調速節(jié)電的電動機的實際工作情況（負載率、負載類型、實際工況要求）具體

設計，精確計算出設備的最佳工作狀態(tài)，加裝調速設備，從而節(jié)約電能。

對于硬性負載電機其節(jié)電技術主要分為四部分:不耗電降壓節(jié)電技術，供電線路降低電流節(jié)

電技術；輕載時回復額定轉速節(jié)電技術;不耗電降壓啟動節(jié)電技術。

針對每臺三相異步電動機的實際工作情況（啟停方式、負載率、負載類型、穩(wěn)定程度、供

電網絡的變化情況）具體設計制作，使用專用節(jié)電器后，可以基本取消無功電流，使單機的功率

因數20.99,各個電動機的電壓和電流達到最佳匹配，提高各臺電動機的效率，使之在拖動同等

負載的情況下電能消耗降到最低，電動機處于最佳經濟運行狀態(tài)。

4、濾除諧波節(jié)電技術

配電系統(tǒng)存在諧波影響是一個由來已久的問題。傳統(tǒng)的諧波影響主要是電力變壓器鐵磁特

性產生的三次諧波，這一部分三次諧波相對于50Hz工頻基波的比率比較小，所以在過去的配電

系統(tǒng)中基本不考慮其影響。

隨著電氣和電力電子技術的發(fā)展，配電系統(tǒng)的諧波也由傳統(tǒng)的僅有少量三次諧波的情況變

化為多次諧波并存，并且影響甚至危害到配電系統(tǒng)的安全正常運行。主要表現為以下兩個方面：

(1)整流技術、電力電子技術的廣泛應用，導致配電系統(tǒng)中產生大量諧波。這些諧波降低了

用電設備的使用效率，增加了用電負荷，浪費了電能，甚至引發(fā)運行安全問題。

采用這些技術的設備有:調光設備，計算機設備，辦公自動化設備，不間斷電源(UP$),保證

恒壓供水和自動集中空調系統(tǒng)運行的變頻調速器，采用新型變頻技術(VVVF)控制的電梯，新型照

明燈具等。

(2)為提高配電系統(tǒng)的功率因數，在所有的配甩柜中都安裝有無功補償電容器。這些電容器的

投入運行，在有諧波存在的系統(tǒng)中，會放大諧波電流和諧波電壓，進一步加劇諧波的影響。

諧波污染的治理，主要采取三種方式：

(1)無源濾波器。在諧波情況比較簡單的配電系統(tǒng)中，結合功率因數補償，選用高性能的濾

波電容器串聯高線性度的濾波電抗器，組合成濾波補償系統(tǒng)，在吸收系統(tǒng)中主要的諧波分量的同

時，補償無功功率。其主要技術指標為：濾波電容器過電流能力I>2.0Xin(額定電流)，濾皮電

抗器線性度21.75Xln,電抗系數為5.5%(3次諧波分量很小或不存在)或12.5%(3次諧波分量比

例較大或為主要諧波分量)。

(2)組合濾波器。針對諧波情況復雜，各次諧波均有顯現的配電系統(tǒng)，采用組合系數的無源

濾波器。在補償功率因數的同時，抑制三次諧波，吸收五次諧波，降低諧波水平。其主要技術指

標為:濾波電容器過電流能力I22.OXIn(額定電流)，濾波電抗器線性度》L75XIn,電抗系數

為5.5%+12.5%?

(3)有源濾波器。在重要負荷處，根據用電設備對諧波污染的敏感程度，為達到最佳的濾波

效果，配置動態(tài)有源濾波器，充分消除諧波。

5、技術特點

(1)系統(tǒng)全面節(jié)電。ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術針對供用電系統(tǒng)、可調速和不可調

速電機進行節(jié)電改造，能夠降低電動機有功消耗，同時能取消大量無功電能，不存在奇次諧波,

不影響其它電器設備運行。能使包括電源(變壓器、自備發(fā)電設備)、輸電線路、啟動設備及甩動

機在內的供用電系統(tǒng)中的每一組成部分都能節(jié)電。

(2)不耗能型節(jié)電。ELCT工礦企業(yè)動力系統(tǒng)整體節(jié)電技術是一種新型的不耗能節(jié)電技術。

很多種節(jié)電技術就是因為節(jié)電器自身的耗電數量大，致使其節(jié)電效果受到限制。只有當節(jié)電器的

耗電量趨近于零或等于零時，實際節(jié)省的電量才是最大?，F在我們研究的節(jié)電技術，自身耗電已

小于5X10-3數量級，整體節(jié)電率在400V供電系統(tǒng)已達10%±5%?

(3)無故障運行。除不可抗拒因素及人為損壞，ELCT整體節(jié)電設備故障率極低，近似于無故

障率，即使發(fā)生故障也不會影響用電設備的正常運行。

(4)使用壽命長。有效壽命在15年以上。

(5)維護簡便易行。合格的初級電工都能獨立完成維護任務。

(6)制氧系統(tǒng)的節(jié)能降耗途徑

摘要：制氧系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)的高耗能生產裝置，要消耗大量的電能和工業(yè)生產水，南京鋼鐵

聯合有限公司(簡稱：南鋼)制氧電耗占南鋼總電耗量的18%左右。同時制氧生產的氧氣、氮氣

和氨氣又是下游用戶的能源介質，提高氧氮的利用率、尋求最佳的供應模式是制氧節(jié)能降耗的重

要課題。文中從降低制氧電耗和控制氣體放散率，做好氣體的綜合利用兩方面總結了制氧系統(tǒng)節(jié)

能降耗的舉措。

關鍵詞：制氧系統(tǒng)：節(jié)能；降耗；鋼鐵企業(yè)

制氧系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)的高耗能和高耗水生產裝置，一個年產600萬t的鋼鐵企業(yè)，制氧系統(tǒng)

消耗的電能應該在55000kW.h/h0南鋼制氧每月消耗的電能在4200萬kW.h以上，占到南鋼總電

能消耗量的18%左有。制氧生產的氧氣、氮氣、氫氣又是下游用戶的能源介質，提高氧氮的利用

率、尋求最佳的供應模式是制氧節(jié)能降耗的重要課題。

1、選擇節(jié)電的設備及技術

從制氧裝置規(guī)劃起，就把節(jié)能作為工藝規(guī)劃、設備選型的一個重要原則，把設備的價格、能耗、

性能等放在一個系統(tǒng)中進行綜合考慮。

2002年，南鋼在規(guī)劃籌建1#2萬m/h,m制氧時，就選擇了當時國際最先進的外壓縮分子

篩吸附規(guī)整填料無氫制氫的工藝流程，同時為了有效地減少氧氣的放散率配備了1套液化系統(tǒng)。

為了回收空分排放的液體，配備了3臺液體儲槽。

空壓機是空分裝置中最大的耗能設備，在選擇空壓機時有德國的西門子等4家世界著名的

壓縮機生產企業(yè)前來投標。經過仔細的研究和分析后，選擇了報價最高而電耗明顯低于其他設備

的德國西門子空壓機，只需要1年半的時間就可以回收高出的設備投資。通過將近4年的運行實

踐證明，效益十分明顯。

在選擇循環(huán)冷卻塔時，采用了無動力噴霧冷卻這一先進的技術，取消了動力冷卻風扇。僅這

一項可節(jié)電約800萬kW.h,每年節(jié)約電費近400萬元。

許多設備可利用變頻技術節(jié)電，如循環(huán)水泵、循環(huán)氫泵等具備采用變頻技術條件的設備，都

采用變頻技術。在循環(huán)水系統(tǒng)采用節(jié)電裝置有效地控制了水泵的功耗。

2、提高設備作業(yè)率

任何原因造成制氧設備停機，啟動后至少要空耗3h以上的能耗才能進行產品生產。因此，

制氧節(jié)能降耗一個最重要的方面就是穩(wěn)定生產，那么零工況波動為運行的最高目標。與此同時，

探索最佳的壓縮機壓力，加溫活化的時間，上、下塔的壓力，機組膨脹量，氧氮的純度等因素對

耗能的影響，找到最佳的工藝點。平時根據用戶的使用情況及時地調整工況和開停壓縮機，力爭

在滿足生產使用的前提下，電耗最少。例如供應南鋼氮氣用戶的壓力等級為兩個，一是0.8MPa

以下的低壓氮氣，二是0.8-3MPa的中壓氮氣。以前中壓采用壓縮的方法供應、低壓采用中壓節(jié)

流的方法供應，勢必造成能量損失，現在采用中壓和低壓分開供應的方法，增設了南鋼的低壓氮

氣管網，有效地減少了氮氣壓縮的電耗。

3、控制氣體放散率和實施綜合利用

制氧系統(tǒng)不僅是能源的消耗設備，同時也是能源的生產設備，做好氣體的綜合利用也是節(jié)能

的一個重要內容。

3.1回收排放液體

根據制氧工藝安全要求，必須有1%的液氧需要定期排放，才能確?？辗衷O備的安全。以前液

氧通過蒸汽噴射器直接排放，十分可惜?，F在安裝了幾臺液體儲槽，將液體直接排進儲槽回收以

后進市場銷售，回收液體的銷售收入每年至少為1000萬元。

3.2回收放散的氧氮氣

鋼鐵企業(yè)在煉鐵停止富氧和煉鋼檢修期間，必須將大量放散氣體。對這部分氣體進行回收，

配備液化系統(tǒng)是最好的選擇之一。在1#2萬m/h制氧配備了1套液化裝置，用于液化多余的氮

氣和氧氣，將其中一部分作為后備系統(tǒng)液體使用，另一部分直接進入市場進行銷售。這樣，在降

低氧氣和氮氣的放散率的同時，為南鋼創(chuàng)造了非鋼產業(yè)的收入。

3.3回收低溫儲槽的稀有氣體

由于低溫液體儲槽存在一定的氣化率，經常通過排放管道排放氣體出來，特別是稀有氣體氮,

排入空中十分可惜。為了回收這部分氫氣，作者設計了一套氫氣回收裝置，將排放的氯氣通過壓

縮機送進管網使用，使氫氣氣化排放為零。這套裝置每年可以回收氯氣約100多萬元。

3.4最大可能的采用變負荷操作

南鋼制氧機都是國產設備，基本不具備變負荷的能力，在操作中我們盡可能嘗試提高機組的

變負荷的能力。如在1#6000m/h.2#6000m/h和2萬m/h制氧機生產中嘗試采用雙膨脹機操

作的技術，在氧氣富裕時盡可能的多產液體，在氧氣不足時，采取加大空氣量，優(yōu)化操作參數的

方法提高氧氣產量。日前，2臺2萬m/h洲制氧機的最高產量可以超過設

計的10%。

3.5增設氧氣儲存系統(tǒng)

近幾年南鋼氧球的規(guī)模迅速發(fā)展。2003年新上2臺650m/h的氧球，2005年新上了2臺1000

氧m/h的氧球。南鋼目前氧氣總儲存能力為6750m。這些氧球的投用大大提高了氧氣管網的

調峰能力，減少了氧氣的放散。

總之，隨著技術的發(fā)展進步，制氧能耗將進一步降低。

(7)供暖系統(tǒng)熱網平衡調整技術

摘耍：通過對某廠采暖熱網進行水力平衡計算及分析，并用自立式控流量制器和平衡調整技

術措施對采暖熱網進行水力平薪調整，解決水力失衡問題，達到較滿意的效果，解決了熱網系統(tǒng)

過量供熱問題，節(jié)約了能源。

關鍵詞：采暖熱網；水力平衡；自立式控流量制器

熱水供暖系統(tǒng)是由熱源、熱網和熱用戶構成的一個復雜的密閉系統(tǒng)。在熱水供暖系統(tǒng)運行過程中，

往往會由于設計，施工、運行、改建，擴建、初調節(jié)和建筑物的建設處于不同時期等原因，使熱

網中流量分配與熱用戶所需流量不相符合，所以，各用戶就會出現冷熱不均的熱力失調現象。'

為解決末端用戶室溫過低問題，多數單位往往是采用盲目地增大流量，擴大管徑等辦法來解決，

結果造成投資和能源的極大浪費。在供熱系統(tǒng)中設計水力工況與實際水力工況的不一致性稱為供

熱系統(tǒng)的水力失調。水力失調的程度可用實際流量和規(guī)定流量的此值關系來表示。即：

X=Vs/Vg(1)

式中：X一一水力失調度；Vs——熱用戶的實際流量；Vg——該熱用戶的設計流量

這里介紹一種簡單易行的平衡調整方法一“等溫降”調整法。

1、平衡調整原理：所謂“等溫降”調整法，就是在系統(tǒng)各用戶設計熱負荷基本一致的條件下，

如不考慮管道散熱影響(即在熱網保溫良好的情況下)，要使其流量達到設定值，必須使其溫降

趨于相等的原理來進行水力工況平衡調整。

根據Q=GC(tg-th)(2)

各用戶的相對流量為：G'=(QsAtg)/(QgAts)(3)

式中：Q——用戶熱負荷，即熱源供給熱用戶的熱量,W；G——用戶流量，kg/h;

C——水的質量比熱，J/kg,℃；tg.th——用戶供、回水溫度，。C；

G'——用戶相對流量，即用戶的實際流量和設計流量之比；

Qs,Qg-用戶的實際供熱量和設計供熱量，W；

Ats,Atg——用戶實際供回水溫差和設計供回水溫差，。C;

系統(tǒng)在運行過程中，總希望用戶的實際供熱量與設計供熱量相符合，即Qs=Qg則

G'=Ats/Atg

式中用戶供、回水溫差atg也等于熱源總共回水溫差。所以在系統(tǒng)運行過程中，要使各用

戶流量按規(guī)定的數量進行分配，以達到設計供熱量，其供、回水溫差必須和熱源總供、回水溫差

相一致。也就是說，只要使各用戶供、回水溫降和熱源總供、回水溫將在熱力穩(wěn)定狀態(tài)下一致則

可認為用戶流量達到設計值，實際供熱量和室溫也必然達到了用戶的要求。

如果用戶原設計熱負荷相差太大(差值超過20%),此時僅用調節(jié)流量的辦法很難達到要求，

甚至會造成用戶系統(tǒng)內部新的熱力失調，對于這種情況，應采用不等分區(qū)供暖措施。

對于系統(tǒng)室外地溝管道保溫較差者，考慮供、回水干管溫降的影響，適當減小末端用戶的供、

回水溫差。此方法適用范圍是供暖半徑不太大(小于1000m),且熱網保溫較好的系統(tǒng)，各用戶供

水溫度降不大。

2、平衡調整措施

2.1平衡調整前的準備工作

在各用戶人口檢查井中（用戶總數的80%左右），安裝壓力表、溫度計、自立式流量控制器。

見圖lo

1.壓力表；2.溫度計；3.自立式流量控制器

4.蝶閥；5.旁通管；6.泄水閥

圖1熱用戶引入口示意圖

2.2平衡調整順序

當供暖系統(tǒng)運行達到熱力穩(wěn)定后（按鍋爐設計參數運行），記錄各用戶引人I」供、回水管道溫

度、壓力及熱源總供、回水溫度。找出供、回水溫差大于或小于熱源總供、回水偏差的熱用戶，

按其規(guī)模大小和溫差偏離程度大小，由近到遠確定平衡調整順序，先對近端規(guī)模大且溫差偏離程

度較大的熱用戶進行調整。

2.3平衡調整依據

通過各環(huán)路或用戶回水自立式流量控制器來調節(jié)流量，使其供、回水壓差達到新的數值。即

△P=APy（Aty/Atr）Xa（4）

式中：4P——調整后某用戶的供、回水壓差，Pa；

△Py調整前某用戶的供、回水壓差，Pa;

△ty——調整前某用戶的供、回水溫差，℃,

△ti——調整前熱源總供、回水溫差，℃,

a——壓差修正系數。

2.4調整方法及步驟

第一步：在運行初期，使熱源、熱網、熱用戶達到熱力穩(wěn)定狀態(tài)（網路供水溫度恒定在60℃）,

第二步：記錄熱源總供水、回水溫度、鍋爐出口流量、各用戶供回水溫度、壓力及流量。根

據式(4)計算所得壓力差，分別對各用戶回水管上的自立式流量控制器進行順序調整。調整一遍

后，考慮到熱水供暖系統(tǒng)惰性較大的因素，約兩個小時后等系統(tǒng)達到新的熱力穩(wěn)定狀態(tài)，記錄熱

源總供水、回水溫度、鍋爐出口流量、各用戶供回水溫度、壓力及流量。

笫三步：對于小于總供、回水溫差的熱用戶，關小安裝在回水管上的自立式流量控制器，使

用戶供、回水壓差趨于計算壓差，用戶供、回水溫差趨于總供、回水溫差。反之，對大于總供、

回水溫差的熱用戶，開大安裝在回水管上的自立式流量控制器，使用戶供、回水壓差趨于計算壓

差，用戶供、回水溫差趨于總供、回水溫差。

3、應用實例：北京某工廠供熱面積約2.8萬m"其中住宅1.6萬ni,廠房、辦公樓等共計1.2

萬mo鍋爐房設置有兩臺4t/h蒸汽鍋爐用于生產，一臺2.8kW/h的熱水鍋爐用于冬季供暖，采

用4臺循環(huán)泵;2臺15kW(Q=100t/h,H=44m,P=14.8kW)一用一備；2臺18kW(Q=100t/h,H=32m,

P=18kW)一用一備。水力平衡調整前，系統(tǒng)存在嚴重的水力失調現象，如離鍋爐房近的住宅樓，

室內平均溫度在23℃以上，屬于過量供熱。而末端住宅樓，室內平均溫度在18℃,個n別房間

只有16℃。為了滿足保證末端用戶的溫度需求，鍋爐房不得不采取大流量、小溫差和提高供熱

量、供熱時間的運行方式。燃氣費每個采暖季達到了25.2元/nf,造成能源(天燃氣、電)嚴重浪

費。

水力平衡調試前部分運行參數如表1。

（表1）

供曖區(qū)域樓號管徑供、回水溫差(°C)供、回水壓差(kpa)

辦公樓DN1001189

俱樂部