熱網迴圈泵節電模型綜述
哈爾濱順易天翔熱力技術開發有限公司 潘廣軍
[前言]：
2018年6月29日，作者在徐州智慧供熱會議上作了“供熱節能模型的建立與應用”的主題演講，對熱企的一次側平衡技術、二次側平衡技術、節電、節熱、節水措施從理論到實踐作了系統的闡述，並且結合自動化技術、資訊化技術，建立起簡單易操作的節能模型，參會嘉賓反應良好，現對該演講內容中的節電部分進行簡要整理成文，其它部分後續將陸續整理。
作者簡介：潘廣軍 高階工程師，大學本科教材供熱工程自動化章節主編，現就職於哈爾濱順易天翔熱力技術開發有限公司總工程師職位。
一、要節能先節電
供熱企業的成本中雖然電費佔相當的比例，但是和熱耗比不高，那麼為何熱企在做節能最佳化時還要先從節電開始呢？基於以下幾個理由。
1、節電只是在換熱站內進行調整，不影響使用者的供熱品質，不會引起使用者的無理投訴。
2、節電的空間很大，有持續下降的空間
從上表看，電耗的節約空間巨大，浪費也比較嚴重。
3、節電的技術比較成熟，有成熟的技術及控制策略作支撐
無論是變頻技術，還是自控技術目前都比較成熟，二網的平衡調節技術現在也不再是難題，這些都為制定節電控制策略提供了有力的武器。
4、節電先行，也為下一步節熱奠定了良好的基礎
透過節電，對二網平衡進行調整，使流量分配更加合理，可以極大地改善熱望的熱力工況。
5、節電計量技術成熟，便於量化管理
透過對迴圈泵引數及電量的準確測量，可以實現目標管理，提升企業的管理水平。
二、節電模型簡介
節電的微觀模型建立如下：
1、節能的空間在哪裡？
迴圈泵換熱器使用者側管路
換熱站簡易框圖
理論依據：
變頻調速後，迴圈泵的流量、揚程、功率和頻率有如下的對應關係：
Q1/Q2=n1/n2 Q-流量，n-變頻頻率
H1/H2=（n1/n2）2 H-揚程
P1/P2=（n1/n2）3 P-泵輸出功率
P=QH ，PN=P/η= QH/η P-泵的輸出功率 PN-輸入的電功率 η-綜合效率（包括電機效率及泵效率）
根據以上公式，迴圈泵最佳化執行的目標就是在滿足使用者側水力及熱力需求的基礎上，力爭PN最小。
變頻器頻率n減小，流量Q及揚程H都減小，功率P也減小，這時就要考慮效率η的取值範圍，效率η越大，則功率PN越小，如果效率η偏小，則功率PN可能增大，所以儘量使迴圈泵執行在高效區，以保證PN最小。
所以節能的空間就是降流量、降揚程、升效率（兩降一升）
2、為什麼會有很大的節能空間
？
原因主要來自設計選型及執行方式的不合理。
2。1、 選泵不科學，設計熱指標偏大，造成流量偏大。
2。2、選泵不科學，裝置選擇不合理，比如閥門過多，沒有取消止回閥等，造成阻力偏大，在揚程的預估上偏保守，所以熱企的迴圈泵揚程在32米或28米的比比皆是，實際執行一般都小於20米，可見供熱的設計和執行脫節太嚴重了。
2。3、沒執行在高效區，設計的效率一般都取效能曲線的高效區，但是實際執行往往偏離很大。
2。4、沒有根據實際情況合理調速
3、迴圈泵引數計量
目前幾乎所有的熱網自控系統都缺少對迴圈泵引數的測量，測量的引數應包括流量、揚程、輸出功率、泵效率、輸入功率，這些引數都可以透過直接或間接的測量方法來獲得，而且成本並不高，有了這些引數，對節能執行及目標管理意義重大。
下圖列出了這些引數的測量方法。
有了上述引數，制定節能策略就變得易如反掌了。
4、常用控制策略：
節電的關鍵是選泵合理，然後根據能耗規律進行變流量調節，目前常用的控制策略有以下幾種：
4.1、變流量調節（分階段質調節）
：根據負荷變化情況自動調速，如下表。
4.2、晝降夜升調節：
如下圖，早9時降頻為31HZ，晚18時升頻為34HZ
4.3、分時分割槽調節:
如學校、劇場、電影院、體育場等特殊應用場所，可根據人員的聚集特點，採用該策略
4.4、輪停調節策略：
在供熱末期，特別是在5℃以上的室外平均溫度時，熱負荷很低，可採用此策略，即把迴圈泵按總數分成若干組，每組迴圈泵每天只執行2-3個小時，由於建築物的熱容性，居民室溫無明顯變化，可以節約電能。
三、結束語：
結合了上述的理論及模型，17-18採暖季在部分使用者取得了理想的節能效果，18年天翔公司開發了泵最佳化執行模組，作為生產管理平臺的一部分，該模組集成了常用的國外及國內廠家迴圈泵的資料庫，可方便地生成效能曲線及變頻調速曲線，並可對泵曲線進行校核，快速制定出節電執行策略。
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