能量系统优化技术节能概念

能量系统优化技术节能概念

能量系统优化概念：

指以能量系统为对象，以科学用能理论为指导，通过一定的策略和方法来处理能量系统的设

计'控制及运行（管理）等问题，使获得的结果最佳或最优。能量系统优化通常包括优化设计、

优化控制及优化运行（管理）三个层面。

能量系统优化是对一个工艺过程物流和能流匹配系统的研究，其目的是全面平衡物料和能源

的数量和质量、热量和热值之间的使用经济关系，选择使用优质能源，最大限度地回收利用余热

余压，实现对能源的消费平衡和优化调控。

能量系统优化技术概念：

最优控制的实现离不开最优化技术，最优化技术是研究和解决最优化问题的一门学科，它研

究和解决如何从一切可能的方案中寻找最优的方案。也就是说，最优化技术是研究和解决如何将

最优化问题表示为数学模型以及如何根据数学模型尽快求出其最优解这两大问题。一般而言，用

最优化方法解决实际工程问题可分为三步进行：

①根据所提出的最优化问题，建立最优化问题的数学模型，确定变量，列出约束条件和目标

函数；

②对所建立的数学模型进行具体分析和研究，选择合适的最优化方法；

③根据最优化方法的算法列出程序框图和编写程序，用计算机求出最优解，并对算法的收敛

性、通用性、简便性、计算效率及误差等作出评价。

节能效果：

供热（供冷）系统：通过一套系统来实现供冷和供热需求，一次性投资只是传统制冷制热投

资的1/2-2/3；运行费用只有传统方式的1/2-2/3。

地源热泵中央空调系统：可以提高了机组能效，节能效果比国家标准高30%。

企业供配电系统：实施经济运行方案、提高企'也日负荷率、提高电力（配电）变压器负载系

数、提高企业功率因数和企业用电体系功率因数、降低无功经济当量有功损耗、使用电机变频技

术、采用绿色照明光源、提高终端电能使用效率等，节能率可达20-35%。

先进的工业炉窑生产工艺设计和改造，能使能量损耗降到最低。

(1)合理用能综合诊断

摘要：提出开展合理用能诊断，为用能单位"号脉”，是解决当前一些单位节能工作方向不明，

措施不力的有效手段，并对合理用能诊断的原则和特点进行了较为全面的讨论。

关键词：合埋用能；诊断；原则；特点

衡量一个单位节能工作的水平，不仅要看合理用能的程度、节能工作的有效性、还需要具备

扎实的节能基础工作，计量统计能够真实、全面、准确的反应能耗情况，通过具体的节能技术措

施和管理措施，提高能源的有效利用率。运用科学的方法和先进的技术手段对用能单位合理用能

作出客观正确地评价，是贯彻《节能法》、《节能中长期专项规划》的重要手段和方法。

1合理用能诊断及应遵循的原则

合理用能诊断是从系统节能观点出发，利用合理用能诊断方法，依据国家有关能源的方针政

策和法规，应用现代科学技术及专业节能技术、设备，运行管理知识和经验，通过对现场检查、

统计分析、检查测试等进行综合分析后，对供能系统合理用能程度做出合理的判断；并针对供能

系统存在的问题和节能潜力，提出合理用能的具体节能措施和建议。对用能单位合理用能诊断的

正确与否，节能措施和建议是否有效，取决于诊断者的专业技术水平和用能单位提供基础资料的

系统性、完整性和准确性。

开展合理用能综合诊断的基本原则是：客观、真实、高质、高效、实用。

1.1尊重科学，不搞一刀切，不搞单一效果、单一指标

每一个用能单位的生产性质、生产规模、发展水平及其供能系统、设备状况都有其各自特点,

因此，合理用能诊断必须从用能单位的实际情况出发，科学而客观的进行评价，任何用一种模式

来评价所有的用能单位极不可取，由此会产生不切实际的诊断结论。

动力供应系统由很多环节组成，大量实例充分说明，由于系统问题造成的损失要比单台设备

所造成的损失严重几倍甚至几十倍。因此，必须树立系统节能的观点，运用系统分析的方法，着

眼于系统节能效果，不搞单一效果，单一指标，追求供、用能系统的整体最佳效果，是合理用能

诊断最为重要的工作原则。

1.2科学设置诊断程序，合理配置诊断人员

提高合理用能诊断的工作水平和质量，充分利用用能单位现有的能耗统计资料，科学设置诊

断程序，合理设置测试工作程序，专家评审组一般不应超过3〜5人。

1.3正确处理合理用能诊断与现行有关监测评价方法的关系

合理用能诊断是能源平衡、监测评价方法的发展和继续，与企、业能量平衡和节能监测既有共

性又有质的区别。在合理用能诊断过程中，能量平衡和节能监测只是一种手段；能量平衡和节能

监测的主要手段是监测，依靠具有一定实测经验的专业人员和专业监测机构，而合理用能综合诊

断是在节能专家的指导和参与下，在对用能单位各种能源统计资料进行全面分析的基础上，按照

系统节能，技术节能，管理节能的要求，综合运用检查、统计、测试手段，并参照有关能耗指标,

从管理、技术和经济各方面进行综合研究、发现问题，分析节能潜力，提出具体的近期节能措施

和远景节能技术改造方案。

1.4正确处理用能单位的效益与社会效益的关系

节能工作要在满足预定目标前提下，追求最佳的节能效果。在一般情况下，社会效益和用能单位

的效益是一致的，在用能单位效益与社会效益发生矛盾的时候，用能单位效益应服从社会效益和

环境效益，绝对不能只顾单位效益而损害社会效益和环境效益。

2合理用能诊断的特点

2.1重视对供能系统的诊断

供能系统具有整体性、系统性、综合性和专业性。用系统分析的方法进行整体诊断，是合理

用能综合诊断最基本的方法。每一个供能系统，由能源设备、机械、控制设备、电气、仪表、传

输管线和用能设备等各个环节有机地组合起来。动力系统的各个环节，既是互相依存互相联系，

又互相影响互相制约，其中任何一个环节发生问题，都将使整个系统的运行效果受到影响。因此,

树立系统节能的观点。运用系统分析的方法，着眼于系统的整体运行效果，这是节能工作能向深

度发展的关键。

在能源管理方面传统做法主要有以卜两种倾向值得注意：

(1)重供能、轻用能。单纯强调供能保证作用，只注重用能的要求，忽视用能的管理和指

导。如供热不足，就片面地强调扩建锅炉房；供水不足就扩大供水规模。导致能源供应越多，浪

费越大，越是供不应求的恶性循环。

(2)重视主要耗能设备，轻系统配套。只注重锅炉设备的更新改造，不重视附属设备和输

送系统及用户的管理，有些单位投入巨额资金采用高效锅炉，扩大锅炉的容量，但其能源综合利

用效率却没有明显提高，甚至还有所下降;还有些单位盲日地更新风机、水泵，提高水泵、风机

额定效率，而不注意其输送系统配套是否合理，不注意风机、水泵的实际运行效率及用户的使用

和管理维护水平，结果是事与愿违；改变风机、水泵的转速，对负荷变化大的供能系统节能效果

十分明显，但对负荷恒定的供能系统非但不能节能，相反会造成资金和能源的浪费。

2.2重视专家的作用

合理用能综合诊断强调有高水平的专家评审组参与和指导，专家评审组参与指导合理用能的

诊断和评审。是保证诊断和评价效果的关键。发达国家在重点用能单位和中小企业合理用能的指

导方面，十分重视专家评审组的作用，特别注意对节能专家的培养和考核选拔工作。合理用能综

合诊断能否达到预期H的，在很大程度上决定于专家评审组水平高低和工作质量。如果在对合理

用能综合诊断的过程中，不注意发挥专家的作用，希望通过对动力系统个别环节的测试，以求达

到对用能系统合理用能评价的目的是不可能的，这是合理用能综合诊断与其它的检查、监测的重

要区别之一。合理用能综合诊断组，应由专业水平高并经过一定培训的供热、供水、供电及有关

的生产工艺专业管理人员组成。参加诊断的专家一般应具备以下条件：

(1)要掌握本专业的理论知识，了解本专业发展状况，熟悉国内外有关运行管理、节能技

术和设备发展情况；

(2)了解国家的能源形势、能源问题以及相关能源的法律、法规和检测标准；

(3)熟悉用能单位生产、用能的特点；

(4)明确合理用能综合诊断的目的和意义，掌握能源使用合理的诊断方法，并具有合理用

能综合诊断的实践经验。

2.3重视规场调查，全面掌握笫一手资料

合理用能诊断，强调通过对用能系统的现场调查、巡视、全面系统掌握第一手资料并灵活地

运用系统运行中的各种信息以及计量统计资料，研究供能系统的整体功能和效果。这是合理用能

诊断综合评价的另一个明显特点。这样可以简化监测和平衡测试的工作量，同时也简化r合理用

能诊断综合评价的工作量，使诊断工作更具有针对性和有效性，提高工作水平和效率，减少用能

单位的负担。

2.4重视能源计量、统计工作

能源计量工作是用能单位实现科学管理的一项重要技术基础，也是能源统计分析工作的基

础。如果没有合理配置准确的计量器具或者没有按规定进行检测和进行数据统计，就不可能为生

产和生活的各个环节提供可靠的用能数据。

能源计量、统计工作的质量，对合理用能诊断工作尤其重要，完整准确的能源消耗资料，对

于合理用能诊断评价工作来说是其它监测资料所无法替代的。因为：一是只有各种动力系统的实

际运行参数和计量数据，才能真实、全面地反映能源利用的状况；二是对各种动力系统和部门耗

能，运行参数的记录数据进行统计分析，是发现问题，探索用能单位的规律，衡量合理用能程度,

分析其节能的潜力的重要依据。

2.5具有指导意义的评价标准

对合理用能系统进行诊断，应有一个诊断评价标准。评价标准是从经济技术和社会效益的角

度上进行诊断和评价的重要参考依据，提出评价标准的宗旨是：

(1)从整体观点出发，为实现工厂和企业的能源合理使用，而对用能单位提出的指导性的

标准；

(2)用能单位可从评价标准中，提出各项改造内容的依据，在技术、经济允许的范围内，

为实现能源最大限度的合理使用做出努力。

在对合理用能进行综合诊断时，既要考虑国内外同行业合理用能的水平，也要充分考虑用能

单位的具体条件。因此，评价标准始终应该是一个指导性的指标，对所有用能单位来说是一个能

逐渐达到的合理化指标。可以参照国家的有关规定，依据行业、用能单位的具体特点和专业系统

节能技术发展水平提，分期分批地制定评价标准。

2.6把合理用能诊断与日常节能管理工作有机结合起来

把合理用能综合诊断工作和用能单位日常节能管理有机的结合起来，相互促进和补充，防止

相互脱节。只有这样合理用能综合诊断才会更具生命力，才能更好地为用能单位节能工作服务。

主要应从以下两个方面解决这个问题。

(1)在合理用能综合诊断过程中，尽量利用单位日常节能管理的计量、统计数据。一方面可

以减少用能单位的负担，提高诊断的工作效率，同时也可以充分发挥用能单位能源计量统计工作

的作用，发现计量统计工作中的问题，提高计量统计工作的有效性，促进计量统计工作的落实和

发展。

(2)合理用能综合诊断成果，可以直接用于节能管理，指导节能工作。如用能单位历年综合

统计表，其数据完全来自用能单位的节能统计，可为合理用能诊断提供重要分析依据，为用能单

位制定节能计划，开展日常节能活动提供依据。

(2)供暖系统节能诊断与应用

搞耍：本文简要介绍供暖系统诊断的基本方法和特点，并通过供暖工程诊断实例作进一步说

明。该供暖工程采用了本文诊断方法，供暖质量明显提高，燃料和电力消耗分别降低20%和40%。

关键词：供暧诊断：工程实例；提高质量；降低能耗

1前言

供暖单位建筑面积能耗高，能源浪费大，供暖质量低，用户冷热不均，有的用户昼夜开窗户，

而有的长期达不到设计的最低温度，这是长期困扰供暖行业发展的普遍性问题。一方面造成大量

的资源、人力、运力和资金的浪费并导致大气环境的严重污染；另一方面，供暖部门与用户之间

经常发生矛盾.，使供暖部门信誉降低，经济受损。诸多实例证明，对供暖系统进行综合诊断，是

供暖系统改造成功与否的关键。依据诊断对供暖系统实施有效的改造，不仅可以提高供暖质量,

而且降低能耗30%-40轧所需改造投资，在一个采暖期，甚至更短的时间就可收回。

2供暖系统综合诊断方法

2.1供暖系统综合诊断流程

合理用能诊断主要工作内容包括：供能系统基本情况调查、现场检查、检查监测、统计分析、综

合诊断评价和具体节能措施。供暖系统合理用能综合诊断工作流程，如图lo

图1综合诊断工作流程

2.2供暖系统基本情况调查

供暖系统诊断，需要对以下基本情况进行调查：（1）供暖系统的任务、规模、建筑布局，用户

特点、气候条件与发展情况；（2）主要耗能设备（锅炉房、换热站、水泵、风机和水处理设备）

规格、型号、数量、运行参数、维护管理、运行水平及运行参数和有关监测资料•；（3）输送管

网结构、特点、维护管理、运行水平和有关监测资料；（4）供暖系统存在的主要问题；（5）燃

料、电力和水的消耗数量，耗能仪表配备率，运行原始记录、统计资料等；（6）供暖系统补水

量。（7）通过基本情况调查，对供暖系统的组成结构、规模、耗能种类、数量、运行管理和维

修水平等进行调查分析，以求对供暖系统有二个全面的客观地了解。

2.3现场调研

通过现场调研，核实主要设备状况稠系统运行参数，必须依据记录和现场实际情况进行反复

核实和计算。

数据，就是通过一定的测试手段，以定量的形式反映研究对象的某些特性、特征或参数的值，这

些数值是我们认识、研究分析问题的依据。必须认真对待每一个关键数据，要由表及里，去伪存

真，反复核实。

重视现场检查，全面掌握第二手资料。强调通过对供暖的现场检查巡视，全面系统掌握第一手资

料，并灵活地运用系统运行中的各种信息以及计量统计资料，研究供暖系统的整体功能和效果，

这是供热系统综合诊断的个明显的特点。

2.4测算分析

在基本情况调查、现场调研的基础之上，对各种记录和测试资料进行系统整理，分析比较。

依据统计或测试数据，运用有关知识对能耗标准和节能经验，对供暖系统主要参数进行测算、分

析如：

锅炉运行效率；单位建筑面积消耗燃料指标（qr）；单位建筑面积平均循环水量（qsh）；单位

建筑面积平均耗电指标；供回水的温差（△1；）；供暖系统循环系统水压（图2；循环水泵与系统Q-H

曲线（图3）。

图2供暖系统水压图

3图250R-62型水泵Q-H曲线图

对于在运行中的供暖系统，上述数据是唾手可得的。然而，正是这些活生生的数据，都可能说明

很多问题，可以减少很多复杂的计算和测试工作，为诊断提供正确的依据，为改造治理提出方向。

按照诊断对象的具体条件和诊断的要求，对不同的诊断对象可以采用不同的诊断方法和工作

流程。不同的用能单位用能的情况相差悬殊，即便是同一个用能单位在不同的发展阶段其节能工

作的特点也会有明显地不同，因此设想用同一种模式或办法,对所有的用能单位合理用能的程度；

进行诊断是不现实的，也是不科学地。我们只能依据前面所提出供暖系统合理用能综合诊断工作

流程根据用能单位的具体特点和条件，区别情况，因地制宜，对具体问题进行具体分析。在达到

合理用能诊断的目的前提下，尽量简化诊断的工作程序，保证诊断质量，提高工作的效率，减少

用能单位的负担。

总之要坚持高质、高效、适用的原则，如果通过基本情况调查、现场检查和对统计资料的综

合分析，可以做出诊断结论时就应及时做出结论，不必继续进行检查测试；如果通过正平衡能够

满足诊断的要求，就不必进行反平衡测试。

2.5供暖系统诊断结论

供暖系统诊断的出发点和最终点就是要促进供暖系统实现最优化。供暖系统优化就是要实现

供暖质量高、消耗少，成本低等多种H标。为了使供热系统具有最优的功能，诊断必须将这些目

标综合起来考虑，搞一个既能低成本、低消耗、又能提高质量的切实可行措施。

供暖系统诊断结论，应包括供暖系统的基本情况，存在的主要问题及其原因并提出实现供暖系统

优化的治理措施。

3供暖系统诊所实例

某集团西安基地，位于陕西省西安市，平均海拔396.7m,按全国建筑热工设计分区图，该地

区属寒冷地区偏南地带，计算采暖天数为100天，计算采暖期室外平均温度0.9℃,采暖设计温

度-5℃,采暖度日数1710CC.d）,日照时间长，冬季日照百分率为43队

气温变化快，变化帽度大，是该地区的气候重要特点之一。不仅昼夜温差大，而且日与日间，月

与月之间气温的温差也十分明显，特别是秋-冬和冬-春季交替之际，气温变化无常。极端最低气

温-20℃,最冷月平均最低气温-5℃,日照时间长，冬季日照百分率为43队

3.1供暖系统的基本情况

现有采暖建筑120栋，建筑面积约为：39万m,（含宾馆、商店），多为民用住宅，大部分

为六层及以下楼房，墙体为370mm砖墙，单层玻璃窗，建筑，布局合理，朝向南，楼房间距较大,

采光好。

热源：供暖系统有锅炉房一座，内设4台燃气高温热水锅炉，型号为DZL14.0-1.25/130/70-AII；

锅炉设备配套齐全，设备状况良好；水循环系统有3台循环水泵，型号为250R-62,3台运行，1

台备用；管网：为分区供暖方式，由锅炉房分水缸引出4条管线，分别供基地（1、2、3区）、新

3区、新4区（节能建筑）。管网为支状异程式，管道敷设在暖气地保温沟里，保温层完好，最大

供暖半径1500m等。

3.2计算分析

在基本情况调查、现场研究的基础之上，对各种记录和测试资料进行系统整理，可以获得：

锅炉运行效率81%,锅炉系统运行正常；单位建筑面积消耗燃料指标(qr)30.2kg/m,引#,明

显偏高；单位建筑面积平均循环水量(qsh)2.4kg/m,水量偏低，可能加剧水力失调现象；单位

建筑面积平均耗电指标3.4kW/m明显偏高；

3.3供暖系统诊断意见

3.3.1供暖系统设备及其备置，居国内先进行列

供暖系统的锅炉枫组主、辅机配套先进，完整、齐全，鼓风机、引风机、补水泵均采用变频调速

装置，上煤除灰、消烟除尘及其在线监测仪表配置较为齐全。设备管理维护比较到位，设备运行

•维护、保养好、工作规场整洁有序，供热管网布局比较合理，管道保温层完好，应居国内先进

水平。

3.3.2供暖系统存在的主要问题

该供暖系统存在的主要问题是：供暖质量低，用户冷热不均，供暖单位建筑面积能耗高，能源浪

费大。

(1)供暖系统冷热不均

1998年投入运行以来，各小区住户暧气冷热不均，•直困扰着供热管理部门，大部分住户

室温21-25C以上，尤其是节能建筑，多数住户长期开窗户散热，但约6%的少数用户室温却低于

16°C,低温用户大部分在供暖系统末端和低层，反映强烈，虽然供热部门经常派人下去处理，效

果不明显。

(2)供暖系统循环水量不足

经现场测试，供暖系统总循环水量为的936m/h,每平方米建筑面积平均水量2.4kg。运行经验

证明，每平方米建筑面积平均水量3kg以上，有利于消除水力失调现象，运行效果较好。

(3)供暖系统水力阻力大，电量消耗高从供暖系统水压图中，可以看出：从水泵到锅炉前这段管

线的水力损失为0.3Mpa,占循环水泵的实际扬程0.57Mpa的52.6%。这就是说，循环水泵电机所

做的功大部分被浪费掉了。其原因是：

(1)循环水泵选型不合理。由于水泵的额定扬程过高，为防止电机过载，而采取限流关闸运行

方式，水泵出水管控制阀的开度仅为全部开启的10机

(2)水泵出口管道直径过小，水泵出口平均流速达到4.4m/s,控制阀和单向阀的流速可达

10-15H1/S,因此导致局部阻力剧增。

(4)供水温度偏高采暖煤耗高

该供暖系统最高供水温度达90℃以上，回水温度达70℃以上。根据统计资料显示，该供暖系

统供水温度高于国内平均水平20-25℃以上。是单位供暖面积耗标煤高达30.2kg,远远高于国家

规定的能耗指标的主要原因。

(5)供暖系统水力失调现象严重

供暖系统循环水量偏低，且没有采取有效的水力平衡措施，导致各建筑物之间供水量分配不

合理，是造成用户采暖冷热不均和供水温度偏高的重要原因。靠近热源的用户进出水压差大，获

得的水量多，室内温度必然高，而远离热源的用户进出水压差小，获得的水量少，室内温度自然

低。为照顾低温用户，往往采取提高系统供水温度，增加供热量的办法解决。这样做，必将造成

高温用户室温更高，数量增加。产生上述现象的主要原因是系统没有采取有效的水刀平衡措施。

综上所述，该供暖系统存在的主要问题，集中在循环水系统上，具体表现在：

(1)供暖系统水力夫调。系统没有采取有效的水力平衡措施，导致各建筑物之间供水量分配不

均，造成用户之间冷热不均，为改善部分低温用户，提高供水温度，因而造成热能的大量浪费。

(2)循环水泵选型不合理。富裕扬程大，水泵出口阀门开度小出水量少，导致系统水量不足和

水泵耗电量增加，造成大量浪费。

3.4优化供暖系统

供暖系统优化就是要实现供暖质量高、消耗少，成本低等多种目标。为了使供热系统具有最

优的功能，诊断必须将这些目标综合起来考虑，搞一个既能低成本、低消耗、又能提高质量的切

实可行措施。供暖系统是由锅炉、热网和用户三个重要环节组成的有机整体，是一个很复杂的系

统。核心问题是在满足用户要求的前提下，使热量得到充分有效地利用。热水供暖系统的关键是

“热水”，锅炉进出的工质是水，锅炉产生的热量通过水的循环源源不断地输送给用户，进行热

交换后，再把低温水输送回锅炉进行加热。因此•热水温度、热水量、水力平衡和系统调节，是

决定热水采暖系统供暖质量，经济效果的关键。其主要措施有以下四项。

3.4.1采用先进可靠的调控手段，消除供暖系统水力失调

《民用建筑节能设计标准》对系统达到水力平衡应采取的措施，确保各建筑物水量符合设计要求。

自力式流量（或压差）控制阀是目前国内外先进可靠的调控手段，是集测量、执行、控制于一体

的目动调节控制设备，可使供暖系统内的每栋建筑物都能获得所需要的水量，能有效地克服用户

冷热不均现象，如图5所示。

图5集中采暖系统改造方案示意图

3.4.2车削水泵叶轮

按循环水量1200m/h,水泵扬程Hy=0.341m,将原有250R-62型水泵叶轮车削9%,功率下降25%,

两台并联运行，1台工作备用。

图6250-62水泵（叶轮车削9%）Q-H曲线图

3.4.3增大水泵出水管道直径

将现有水泵出水管道直径由DN200nlm,增加到DN300mm。在流量为6603m/h,其流速降至1.84m/s,

"J,以避免过多的水力损失，降低水泵杨成。

3.4.4按典型房间温度，调节供暖系统的供水温度

在管网系统消除水力失调，实现水力平衡，用户获得

热量的机会相等的条件下，就可以依据典型用户室内温度，调节供暖系统的供水温度，以便适应

气温、日照、阴雨(雪)、风向、风速变化，使耗热曲线和供暖曲线尽可能协调一致。最高供水

温度65℃,最低供水温度45℃,比原供水温度低20-25℃。

5治理效果

经过上述改造，收到了明显效果：

(1)提高了供暖质量，消除冷热不均的现象；(2)降低系统阻力，系统循环水量增加13%,耗电

量下降21%；(3)系统供水温度平均下降20℃,耗煤量下降40虬

(3)蒸汽系统节能技术途径

我国一次能源的70%以上由全国55万台锅炉所消耗，其中工业锅炉有53万台，60%左右的容

量为蒸汽锅炉，共计消耗4.4亿吨标煤，占整个国家能源消耗的19.8乐蒸汽系统的能源使用状

况不容乐观。

1、企业蒸汽系统存在的问题

(1)蒸汽锅炉的平均蒸发量低，平均热效率低。工业蒸代锅炉的保有量在35万台左右，平

均蒸发量为3吨左右，平均热效率不到60%«

(2)平均负荷率低。工业锅炉的平均热负荷率在50%—70%之间，这也是热效率低的原因。

(3)锅炉给水质量差，给水达标不到40%造成锅炉换热面结垢，锅炉腐蚀，烟气排放温

度高和锅炉排污率高等问题。例如，很多锅炉的排污率达到20%—30%。

(4)蒸汽系统计量不重视。很难进行能效考核和改进。

(5)对蒸汽品质重视不够，蒸汽品质低。蒸汽严重带水、带气、带杂质，造成换热效率低,

管道附件损坏，设备腐蚀等问题。

(6)蒸汽系统的设计不良。例如管道的布置，管径的选择，取蒸汽口的位置，减压站的设

置，没有合理的温度控制，蒸汽和冷凝水管道的保温，系统没有自动疏水阀、排空气阀、过滤器

等设备。

(7)蒸汽系统的跑冒滴漏现象仍相当严重。比如疏水阀的泄漏，截止阀的内漏和外漏等。

(8)由于技术和资金的问题，蒸汽系统的冷凝水回收率低。有的直接排放，有的回收以

后由于水质不合格再冷却排放。

2、蒸汽系统节能的潜力

由于对蒸汽系统的专业知识和技能的缺乏，企业在开展蒸汽系统节能工作时往往局限于治理

“跑冒滴漏”。要想在蒸汽系统进行有效的节能工作，必须了解系统的现状和行业先进水平，必

须发现现有系统的问题，然后才能对症下药提出完善的解决方案。

斯派莎克(斯派莎克工程(中国)有限公司)作为蒸汽工程系统的世界领先者，有着100

多年的专业经验。我们通过“蒸汽系统调研”来帮助企业了解自己是否存在节能潜力以及节能潜

力有多大，同时提供专此、详细、经济的节能改造方案，并帮助企业根据生产情况分阶段实施。

几乎所有的蒸汽系统都有节能潜力，在很多的案例中我们为蒸代用户减少了超过50%的蒸汽成

本。

我们在下图中标示了蒸汽和冷凝水系统中各个环节的节能潜力。据测算，如果全面采用斯派

莎克的节能技术方案和产品，蒸汽系统的效率至少能提高30%,

3、蒸汽系统的节能措施

蒸汽系统的节能是一个系统工程，涉及能源管理，蒸汽系统的规范设计，蒸汽设备的工确启

停和运行，以及科学的维护方法等。如果要开展蒸汽系统的节能工

作，可以从以下几个方面人手：

（1）对产生蒸汽的燃料费设单耗基准进行考核。（2）对蒸汽的生产和生产工艺的蒸汽耗量选

择正确的计量和监测设备。（3）采取措施提高蒸汽品质以减少蒸汽输送损失和提高蒸汽设备效

率。（4）在锅炉房内应用成熟可靠的节能技术。（5）采用专业的节能实践规范蒸汽分配输送系统的

设计。（6）提高工艺制程的控制水平，合理、精确地控制蒸汽的使用和消耗。（7）从蒸汽设备有效

排除冷凝水并在高温状态回收到锅炉房。（8）合理设计布置工艺流程和设备，从高压冷凝水中回

收使用二次蒸汽。

斯派莎克的蒸汽系统调研服务就是帮助企'也从上述方面人手，对企业现有蒸汽系统进行全面

的评估调查，发现存在的问题和节能潜力，同时制订出可靠经济的改进方案，并根据与工厂生产

配合的情况分阶段实施，确保迅速见效，快速回收投资成本，并形成企业长期的收益。

4、斯派莎克蒸汽系统调研服务

斯派莎克蒸汽系统调研股务的主要由专业的服务工程师执行，具体工作涉及以下几个方

面：

（1）现场查验蒸汽分配系统的管道、蒸代设备的安装和设计。（2）在锅炉房调研蒸沉生产

效率（锅炉给水处理和控制、给水除氧、锅炉排污和热量回收等）。（3）枪查蒸汽的计量是否正

确，计量装置的运行情况。（4）调研每台蒸汽使用设备的运行，蒸汽消耗和冷凝水是否正常排除。

（5）核查每台蒸汽疏水阀的工作状况，并绘图、标示和记录。（6）现场调查全厂冷凝水排放和回收

的状况。

服务工程师在完成现场的调研工作后，将立即提供技术分析报告，报告包括企业能源（蒸

汽）分布图，节能潜力分析，技术改造方案，投资回报计算，优化的分段实施计划等。该蒸汽系

统调研报告可以作为企业开展实施蒸汽系统在能工作的重要依据。斯派莎克将为您蒸汽系统的节

能工作提供强大专业的技术后盾。

（4）电力节能降耗技术措施分析

摘要：电力在各项能源消耗领域中所占比重较大，电网企业输电、配甩、供电、用电等领域

开展节能降耗活动，将对顺利实现“十一五”节能降耗指标产生重要作用。从优化调度、可再生

能源发电、降低综合线损、用电侧管理、建筑节能等方面提出了节能降耗技术措施。

1、电力节能技术措施

节能降耗和污染减排是“十一五”期间一项全社会任务，是构建和谐社会的重要因素。国家

在“十一五”规划中提出2010年单位GDP能耗下降20%,这个任务非常艰巨。

根据上海市电力公司的测算，线损电量占公司总能耗的97.05%；其次是大楼建筑用能、用

水等方面的能耗，占1.43%。因此电网公司的节能降耗措施重点在优化调度、降低综合线损、用

电侧管理、建筑节能等领域开展工作。

1.1降低发电能耗

1.1.1优化调度模式

“调整发电调度规则，实施节能、环保、经济调度”。国家发展和改革委员会等部门己下发

有关通知，要求发电调度中优先考虑可再生能源和低能耗机组发电。为此，电力公司尽快研究制

定新的调度规划，以节能、环保、经济为标准，确定各类机组的发电次序和时间，优先调度低能

耗机组发电，或直接按照能耗标准调度，激励发电企业降低能耗，减少高能耗机组的发电量。

一个电网发甩侧经济性指标主要取决于所有装机设备等级及状况、平均负荷率两大要素。在

前者一定的前提下，提高电网整体经济性的主要手段就是如何提高平均负荷率（包括数值及品质）;

次要手段是在平均负荷率一定的情况下，如何优化分配各台运行机组之间的负荷。

以上海电网为例，若采取“以大代小”政策，节能潜力与华东省电网相比小很多，但是若政

策到位、技术上得到充分支撑，结合电源点负荷分配、厂内机组合理安排调停、两班制运行、厂

内负荷优化分配等一系列措施，全网平均供电煤耗，2006年节约标煤25.76万t。

1.1.2可再生能源发电

在我国，新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、

海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”

的重要手段。根据我国能源发展的有关规划，“十一五”斯间，我国将大力发展风电，适当发展

太阳能光伏发电和分布式供能系统。

转贴风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时，必须解决可再生能源发电的并网以及可

再生能源电源与电网之间的影响问题。一方面，电网公司除了要优先收购风电外，还应承担电网

建设和传递电力的义务，需要大量的资金投入，因此政府的政策支持十分重要；另一方面，由于

风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点，大规模接入地区电网后，将对地区电网的结构设

计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响，电网公司必须采取妥善

的技术和管理措施。

1.2降低综合线损技术

1.2.1电网规划优化

城市电网可通过合理的电网规划来降低线损。上海电网在构筑满足，N-1准则的配电网络，

重点地区配电网满足检修状态下NT准则的前提下，综合考虑近、远期地区负荷密度、节能降损

和区外电源的受电通道等情况，从各个电压等级协调发展的角度，因地制宜地建设高压配电网，

大力发展110kV网架及llOkV直降10kv供电。

建设节能低耗、符合环保要求的配电网。上海城市发展决定了在中心城区以发展电缆网络为

主，变配电站小型化、紧凑型，注重与环境相协调。为了减少线损，提高电压质量，上海电网采

用中压配电网延伸，进住宅小区，压缩低压配电网范围，多布点，近距离供电。同时，采用了低

损耗、低噪音设备。

1.2.2电力变压器节能

(1)变压器降耗改造。变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势

在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为

常规产品的五分之一，且全密封免维护，运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压

器，空载损耗较S9系列低75%左右，其负载损耗与S9系列变压器相等。因此，应在输配电项目

建设环节中推广使用低损耗变压器。

(2)变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行

方式和调整负载，使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管

理，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，

无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，故上述参数各

不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。

选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载

特性入手。

1.2.3电网无功配置优化

大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿

是利用技术措施降低线损的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分

布。

无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗,并保持最好的电压水

平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧

最优补偿。由甩能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因

数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补

偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，提高电气设备的有功出力。随着电力电子

技术的发展，应积极开展有源滤波装置(ActivePowerFilter)和静止同步并联补偿器(STATCOM)

的试点应用。

L3用电侧管理技术

开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的社会效益,有效的技术手段是实施需求侧

管理的基础，研究掌握好能效技术、负荷管理技术，采用先进技术来提高终端用电效率，对实现

电力需求侧管理的目标起到保障作用。

1.3.1改变用户用电方式

主要指负荷整形管理技术，包括削峰、填谷和移峰填谷三种。根据甩力系统的负荷特性，以

某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电，以达

到改变电力需求在时序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷,提高系统运行的可靠性和经济性,

还能减少新增装机容量、节省电力建设投资，降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷

蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。

1.3.2提高终端用电效率

主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节

电材料、作业合理调度、改变消费行为等。

推广高效节能电冰箱、空调器、电视机、洗衣机、电脑等家用及办公电器，降低待机能耗,

实施能效标准和标识，规范节能产品市场。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和

高效变压器、电动机等节电控制技术和产品，有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用

能结构、降低环境污染，提高终端电能利用率。

1.4楼宇及变配电站建筑节能

虽然办公楼和变配电站的建筑能耗一般占电力公司总能耗的比重不大，但是全社会的商业用

电中，楼寓的空调和照明用电占了很大份额。因此电网企业作为能源供给企'业，应做出节能表率,

树立电力的良好形象，通过示范效应促进社会节能。

1.4.1围护结构节能技术

围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能，达到夏季隔绝室外热量进入室

内，冬季防止室内热量泄出室外，使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度，以减少通过辅助设备

(如采暖、制冷设备)达到合理舒适室温的负荷，最终达到节能目的。建筑物的围护结构节能技术

分为墙体节能技术、窗户节能技术、屋面节能技术、遮阳系统、生态绿化等。

1.4.2电气设备节能

(1)电气布置及接线优化。从电气设备布置而言，尽量将需要散热的设备放在通风良好的场

所，以最大限度地减少机械通风，降低建筑物内的能耗;将变压器室等产生大量热量的设备房间

与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。

(2)选用环保节能型设备。a.变压器是主要的耗能设备，降低变压器的损耗是变电站节能的

关键。b.尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光;

所有的照明光源全部采用发光二极管。c.选用配置有变频器的风机及空调设备，即采用智能化产

品，可根据环境状况自动启动和自动关闭，即仅在设备运行或事故处理的时候才启动，以达到节

约用电的H的。d.使用温湿度控制器，在环境温度和湿度未满足运行要求时，再自动投入开关柜

的加热器。

1.4.3空调节能技术

空调节能指对控制室内温、湿度的空调系统及设备采用先进技术或合理方式以达到节约能耗

口的。空调节能技术可从几个方面进行:降低空调冷负荷，提高冷气输配系统的效率，提高制冷

系统的效率，采用蓄冷系统，利用相变储能材料等。

1.4.4照明节能

(1)利用自然采光。尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可

能采用自然采光。

(2)选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择，除

根据使用场所的需求外，还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考

虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源，如用电子节能灯替换白炽灯，用高压

钠灯、金卤灯替换高压汞灯。

(3)采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具

的节能指标是光输出比(LOR)(灯具效率)。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有

重要的意义。

(4)采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面：a.通常

晚间电网电压高于标准电压，至使灯具超功率运行，不仅亮度超标，而且缩短了灯具寿命。B.

由于23：00以后的照明需求(特别是路灯照明)急剧减小，可以适当降低亮度水平(符合照明标准

规定和要求的亮度)，通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制，可以节约更多的能源，同时延

长灯具寿命。

2、结语

主要针对降低发电能耗、降低综合线损、用电侧管理、变配电站建筑节能等技术进行了阐述。

针对电力企业的特点，可对节能潜力较大的领域进行分析，重点在降低线损、经济调度、提高能

源综合利用效率、绿色照明、分布式供能、能源转换、建筑节能等领域开展工作。

（5）工矿企业供用电系统全面节电技术

东联创滨节能科技发展有限公司经过多年的研究与实践推出了EI.CT工矿企业动力系统整体

节电技术，它集输电节能、变电节能和用电节能技术于一身。该技术不仅涵盖了传统的变频调速

技术，而且推出了专门针对固态负载的不调速节电技术,其中还包括供用电系统的整体优化技术。

1、ELCT工矿企业动力系统整体节电技术

ELCT工矿企业动力系统整体节电技术是一种新型的节能技术，主要以三相异步电动机不调

速设备的不耗电节电技术为基础，纳人三相异步电动机及其机械设备的调速技术，形成的工业动

力系统整体无遗漏节电技术。针对整个供用电系统进行节电改造。

ELCT工矿企业动力系统整体节电技术是依据工业企业动力供用电系统中的每一台电动机所

拖动的机械负荷的阻力矩数据（运行阻力矩、启动阻力矩、阻力矩特性曲线等）和供用电系统（电

动机、起动设备、供用甩线路、变压器、自备发电设备等）的相关数据（电压、电流、效率、电功

率、功率因数、视在功率、无功功率、线路损耗、铜损、铁损等）进行供用电整体系统的节电设

计和整体节电工程的实施，达到在安全、正常生产运行的前提下，适当降低电能消耗，降低企业

的生产成本，实现科学用电、合理用电的目的。

ELCT工矿企业动力系统整体节电技术主要包括以下三部分:供配甩系统优化改造；甩动机节

电技术；滤除谐波节电技术。

2、供配电系统优化改造

动力系统中的供配电部分主要由供电变压器和配电线路组成，其中供电变压器自身的损耗占

有很大比重，其次配电线路设计不合理，使用不当，线路老化都会增加配电线路的自身损耗。

ELCT工矿企业动力系统整体节电技术中的供配电系统优化改造主要包括以下三方面的技

术：供配电系统降低有功损耗技术;供配电系统减少容量（或多带负载）技术，供配电系统三项电

压调平节电技术。

进行供配电系统优化改造后，可使供配电电系统达到消除无功功率，降低有功功率及变压器

自身损耗的效果。用有功功率供电的方式代替了传统的视在功率供电的方式。这样不仅使供电变

压器的容量大幅度降低，而且能使变压器的铜损和铁损大幅度降低，同时还能使厂内的配电线路

损耗大幅度降低。

3、电动机节电技术

动力系统中的电动机可以根据其实际运行状况分为两类:在生产过程中允许调速的电动机，

即软性负载电机；在生产过程中不允许调速的电动机，即硬性负载电机（或固态负载）。

动力系统整体节电技术对以上两种电动机都有其解决办法。对于软性负载电机其节电技术

主要分为三部分:传统的变频节电技术；机械调速节电技术；流体负荷系统优化节电技术。

针对可以进行调速节电的电动机的实际工作情况（负载率、负载类型、实际工况要求）具体

设计，精确计算出设备的最佳工作状态，加装调速设备，从而节约电能。

对于硬性负载电机其节电技术主要分为四部分:不耗电降压节电技术，供电线路降低电流节

电技术；轻载时回复额定转速节电技术;不耗电降压启动节电技术。

针对每台三相异步电动机的实际工作情况（启停方式、负载率、负载类型、稳定程度、供

电网络的变化情况）具体设计制作，使用专用节电器后，可以基本取消无功电流，使单机的功率

因数20.99,各个电动机的电压和电流达到最佳匹配，提高各台电动机的效率，使之在拖动同等

负载的情况下电能消耗降到最低，电动机处于最佳经济运行状态。

4、滤除谐波节电技术

配电系统存在谐波影响是一个由来已久的问题。传统的谐波影响主要是电力变压器铁磁特

性产生的三次谐波，这一部分三次谐波相对于50Hz工频基波的比率比较小，所以在过去的配电

系统中基本不考虑其影响。

随着电气和电力电子技术的发展，配电系统的谐波也由传统的仅有少量三次谐波的情况变

化为多次谐波并存，并且影响甚至危害到配电系统的安全正常运行。主要表现为以下两个方面：

(1)整流技术、电力电子技术的广泛应用，导致配电系统中产生大量谐波。这些谐波降低了

用电设备的使用效率，增加了用电负荷，浪费了电能，甚至引发运行安全问题。

采用这些技术的设备有:调光设备，计算机设备，办公自动化设备，不间断电源(UP$),保证

恒压供水和自动集中空调系统运行的变频调速器，采用新型变频技术(VVVF)控制的电梯，新型照

明灯具等。

(2)为提高配电系统的功率因数，在所有的配甩柜中都安装有无功补偿电容器。这些电容器的

投入运行，在有谐波存在的系统中，会放大谐波电流和谐波电压，进一步加剧谐波的影响。

谐波污染的治理，主要采取三种方式：

(1)无源滤波器。在谐波情况比较简单的配电系统中，结合功率因数补偿，选用高性能的滤

波电容器串联高线性度的滤波电抗器，组合成滤波补偿系统，在吸收系统中主要的谐波分量的同

时，补偿无功功率。其主要技术指标为：滤波电容器过电流能力I>2.0Xin(额定电流)，滤皮电

抗器线性度21.75Xln,电抗系数为5.5%(3次谐波分量很小或不存在)或12.5%(3次谐波分量比

例较大或为主要谐波分量)。

(2)组合滤波器。针对谐波情况复杂，各次谐波均有显现的配电系统，采用组合系数的无源

滤波器。在补偿功率因数的同时，抑制三次谐波，吸收五次谐波，降低谐波水平。其主要技术指

标为:滤波电容器过电流能力I22.OXIn(额定电流)，滤波电抗器线性度》L75XIn,电抗系数

为5.5%+12.5%«

(3)有源滤波器。在重要负荷处，根据用电设备对谐波污染的敏感程度，为达到最佳的滤波

效果，配置动态有源滤波器，充分消除谐波。

5、技术特点

(1)系统全面节电。ELCT工矿企业动力系统整体节电技术针对供用电系统、可调速和不可调

速电机进行节电改造，能够降低电动机有功消耗，同时能取消大量无功电能，不存在奇次谐波,

不影响其它电器设备运行。能使包括电源(变压器、自备发电设备)、输电线路、启动设备及甩动

机在内的供用电系统中的每一组成部分都能节电。

(2)不耗能型节电。ELCT工矿企业动力系统整体节电技术是一种新型的不耗能节电技术。

很多种节电技术就是因为节电器自身的耗电数量大，致使其节电效果受到限制。只有当节电器的

耗电量趋近于零或等于零时，实际节省的电量才是最大。现在我们研究的节电技术，自身耗电已

小于5X10-3数量级，整体节电率在400V供电系统已达10%±5%»

(3)无故障运行。除不可抗拒因素及人为损坏，ELCT整体节电设备故障率极低，近似于无故

障率，即使发生故障也不会影响用电设备的正常运行。

(4)使用寿命长。有效寿命在15年以上。

(5)维护简便易行。合格的初级电工都能独立完成维护任务。

(6)制氧系统的节能降耗途径

摘要：制氧系统是钢铁企业的高耗能生产装置，要消耗大量的电能和工业生产水，南京钢铁

联合有限公司(简称：南钢)制氧电耗占南钢总电耗量的18%左右。同时制氧生产的氧气、氮气

和氨气又是下游用户的能源介质，提高氧氮的利用率、寻求最佳的供应模式是制氧节能降耗的重

要课题。文中从降低制氧电耗和控制气体放散率，做好气体的综合利用两方面总结了制氧系统节

能降耗的举措。

关键词：制氧系统：节能；降耗；钢铁企业

制氧系统是钢铁企业的高耗能和高耗水生产装置，一个年产600万t的钢铁企业，制氧系统

消耗的电能应该在55000kW.h/h0南钢制氧每月消耗的电能在4200万kW.h以上，占到南钢总电

能消耗量的18%左有。制氧生产的氧气、氮气、氢气又是下游用户的能源介质，提高氧氮的利用

率、寻求最佳的供应模式是制氧节能降耗的重要课题。

1、选择节电的设备及技术

从制氧装置规划起，就把节能作为工艺规划、设备选型的一个重要原则，把设备的价格、能耗、

性能等放在一个系统中进行综合考虑。

2002年，南钢在规划筹建1#2万m/h,m制氧时，就选择了当时国际最先进的外压缩分子

筛吸附规整填料无氢制氢的工艺流程，同时为了有效地减少氧气的放散率配备了1套液化系统。

为了回收空分排放的液体，配备了3台液体储槽。

空压机是空分装置中最大的耗能设备，在选择空压机时有德国的西门子等4家世界著名的

压缩机生产企业前来投标。经过仔细的研究和分析后，选择了报价最高而电耗明显低于其他设备

的德国西门子空压机，只需要1年半的时间就可以回收高出的设备投资。通过将近4年的运行实

践证明，效益十分明显。

在选择循环冷却塔时，采用了无动力喷雾冷却这一先进的技术，取消了动力冷却风扇。仅这

一项可节电约800万kW.h,每年节约电费近400万元。

许多设备可利用变频技术节电，如循环水泵、循环氢泵等具备采用变频技术条件的设备，都

采用变频技术。在循环水系统采用节电装置有效地控制了水泵的功耗。

2、提高设备作业率

任何原因造成制氧设备停机，启动后至少要空耗3h以上的能耗才能进行产品生产。因此，

制氧节能降耗一个最重要的方面就是稳定生产，那么零工况波动为运行的最高目标。与此同时，

探索最佳的压缩机压力，加温活化的时间，上、下塔的压力，机组膨胀量，氧氮的纯度等因素对

耗能的影响，找到最佳的工艺点。平时根据用户的使用情况及时地调整工况和开停压缩机，力争

在满足生产使用的前提下，电耗最少。例如供应南钢氮气用户的压力等级为两个，一是0.8MPa

以下的低压氮气，二是0.8-3MPa的中压氮气。以前中压采用压缩的方法供应、低压采用中压节

流的方法供应，势必造成能量损失，现在采用中压和低压分开供应的方法，增设了南钢的低压氮

气管网，有效地减少了氮气压缩的电耗。

3、控制气体放散率和实施综合利用

制氧系统不仅是能源的消耗设备，同时也是能源的生产设备，做好气体的综合利用也是节能

的一个重要内容。

3.1回收排放液体

根据制氧工艺安全要求，必须有1%的液氧需要定期排放，才能确保空分设备的安全。以前液

氧通过蒸汽喷射器直接排放，十分可惜。现在安装了几台液体储槽，将液体直接排进储槽回收以

后进市场销售，回收液体的销售收入每年至少为1000万元。

3.2回收放散的氧氮气

钢铁企业在炼铁停止富氧和炼钢检修期间，必须将大量放散气体。对这部分气体进行回收，

配备液化系统是最好的选择之一。在1#2万m/h制氧配备了1套液化装置，用于液化多余的氮

气和氧气，将其中一部分作为后备系统液体使用，另一部分直接进入市场进行销售。这样，在降

低氧气和氮气的放散率的同时，为南钢创造了非钢产业的收入。

3.3回收低温储槽的稀有气体

由于低温液体储槽存在一定的气化率，经常通过排放管道排放气体出来，特别是稀有气体氮,

排入空中十分可惜。为了回收这部分氢气，作者设计了一套氢气回收装置，将排放的氯气通过压

缩机送进管网使用，使氢气气化排放为零。这套装置每年可以回收氯气约100多万元。

3.4最大可能的采用变负荷操作

南钢制氧机都是国产设备，基本不具备变负荷的能力，在操作中我们尽可能尝试提高机组的

变负荷的能力。如在1#6000m/h.2#6000m/h和2万m/h制氧机生产中尝试采用双膨胀机操

作的技术，在氧气富裕时尽可能的多产液体，在氧气不足时，采取加大空气量，优化操作参数的

方法提高氧气产量。日前，2台2万m/h洲制氧机的最高产量可以超过设

计的10%。

3.5增设氧气储存系统

近几年南钢氧球的规模迅速发展。2003年新上2台650m/h的氧球，2005年新上了2台1000

氧m/h的氧球。南钢目前氧气总储存能力为6750m。这些氧球的投用大大提高了氧气管网的

调峰能力，减少了氧气的放散。

总之，随着技术的发展进步，制氧能耗将进一步降低。

(7)供暖系统热网平衡调整技术

摘耍：通过对某厂采暖热网进行水力平衡计算及分析，并用自立式控流量制器和平衡调整技

术措施对采暖热网进行水力平薪调整，解决水力失衡问题，达到较满意的效果，解决了热网系统

过量供热问题，节约了能源。

关键词：采暖热网；水力平衡；自立式控流量制器

热水供暖系统是由热源、热网和热用户构成的一个复杂的密闭系统。在热水供暖系统运行过程中，

往往会由于设计，施工、运行、改建，扩建、初调节和建筑物的建设处于不同时期等原因，使热

网中流量分配与热用户所需流量不相符合，所以，各用户就会出现冷热不均的热力失调现象。'

为解决末端用户室温过低问题，多数单位往往是采用盲目地增大流量，扩大管径等办法来解决，

结果造成投资和能源的极大浪费。在供热系统中设计水力工况与实际水力工况的不一致性称为供

热系统的水力失调。水力失调的程度可用实际流量和规定流量的此值关系来表示。即：

X=Vs/Vg(1)

式中：X一一水力失调度；Vs——热用户的实际流量；Vg——该热用户的设计流量

这里介绍一种简单易行的平衡调整方法一“等温降”调整法。

1、平衡调整原理：所谓“等温降”调整法，就是在系统各用户设计热负荷基本一致的条件下，

如不考虑管道散热影响(即在热网保温良好的情况下)，要使其流量达到设定值，必须使其温降

趋于相等的原理来进行水力工况平衡调整。

根据Q=GC(tg-th)(2)

各用户的相对流量为：G'=(QsAtg)/(QgAts)(3)

式中：Q——用户热负荷，即热源供给热用户的热量,W；G——用户流量，kg/h;

C——水的质量比热，J/kg,℃；tg.th——用户供、回水温度，。C；

G'——用户相对流量，即用户的实际流量和设计流量之比；

Qs,Qg-用户的实际供热量和设计供热量，W；

Ats,Atg——用户实际供回水温差和设计供回水温差，。C;

系统在运行过程中，总希望用户的实际供热量与设计供热量相符合，即Qs=Qg则

G'=Ats/Atg

式中用户供、回水温差atg也等于热源总共回水温差。所以在系统运行过程中，要使各用

户流量按规定的数量进行分配，以达到设计供热量，其供、回水温差必须和热源总供、回水温差

相一致。也就是说，只要使各用户供、回水温降和热源总供、回水温将在热力稳定状态下一致则

可认为用户流量达到设计值，实际供热量和室温也必然达到了用户的要求。

如果用户原设计热负荷相差太大(差值超过20%),此时仅用调节流量的办法很难达到要求，

甚至会造成用户系统内部新的热力失调，对于这种情况，应采用不等分区供暖措施。

对于系统室外地沟管道保温较差者，考虑供、回水干管温降的影响，适当减小末端用户的供、

回水温差。此方法适用范围是供暖半径不太大(小于1000m),且热网保温较好的系统，各用户供

水温度降不大。

2、平衡调整措施

2.1平衡调整前的准备工作

在各用户人口检查井中（用户总数的80%左右），安装压力表、温度计、自立式流量控制器。

见图lo

1.压力表；2.温度计；3.自立式流量控制器

4.蝶阀；5.旁通管；6.泄水阀

图1热用户引入口示意图

2.2平衡调整顺序

当供暖系统运行达到热力稳定后（按锅炉设计参数运行），记录各用户引人I」供、回水管道温

度、压力及热源总供、回水温度。找出供、回水温差大于或小于热源总供、回水偏差的热用户，

按其规模大小和温差偏离程度大小，由近到远确定平衡调整顺序，先对近端规模大且温差偏离程

度较大的热用户进行调整。

2.3平衡调整依据

通过各环路或用户回水自立式流量控制器来调节流量，使其供、回水压差达到新的数值。即

△P=APy（Aty/Atr）Xa（4）

式中：4P——调整后某用户的供、回水压差，Pa；

△Py调整前某用户的供、回水压差，Pa;

△ty——调整前某用户的供、回水温差，℃,

△ti——调整前热源总供、回水温差，℃,

a——压差修正系数。

2.4调整方法及步骤

第一步：在运行初期，使热源、热网、热用户达到热力稳定状态（网路供水温度恒定在60℃）,

第二步：记录热源总供水、回水温度、锅炉出口流量、各用户供回水温度、压力及流量。根

据式(4)计算所得压力差，分别对各用户回水管上的自立式流量控制器进行顺序调整。调整一遍

后，考虑到热水供暖系统惰性较大的因素，约两个小时后等系统达到新的热力稳定状态，记录热

源总供水、回水温度、锅炉出口流量、各用户供回水温度、压力及流量。

笫三步：对于小于总供、回水温差的热用户，关小安装在回水管上的自立式流量控制器，使

用户供、回水压差趋于计算压差，用户供、回水温差趋于总供、回水温差。反之，对大于总供、

回水温差的热用户，开大安装在回水管上的自立式流量控制器，使用户供、回水压差趋于计算压

差，用户供、回水温差趋于总供、回水温差。

3、应用实例：北京某工厂供热面积约2.8万m"其中住宅1.6万ni,厂房、办公楼等共计1.2

万mo锅炉房设置有两台4t/h蒸汽锅炉用于生产，一台2.8kW/h的热水锅炉用于冬季供暖，采

用4台循环泵;2台15kW(Q=100t/h,H=44m,P=14.8kW)一用一备；2台18kW(Q=100t/h,H=32m,

P=18kW)一用一备。水力平衡调整前，系统存在严重的水力失调现象，如离锅炉房近的住宅楼，

室内平均温度在23℃以上，属于过量供热。而末端住宅楼，室内平均温度在18℃,个n别房间

只有16℃。为了满足保证末端用户的温度需求，锅炉房不得不采取大流量、小温差和提高供热

量、供热时间的运行方式。燃气费每个采暖季达到了25.2元/nf,造成能源(天燃气、电)严重浪

费。

水力平衡调试前部分运行参数如表1。

（表1）

供暧区域楼号管径供、回水温差(°C)供、回水压差(kpa)

办公楼DN1001189

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