热力站耗热指标测算及节能潜力分析
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摘要
对于大型的集中供热系统，热力站作为连接一二次网的枢纽，其运行效果的好坏将对整个热网起重要作用，其能耗水平的高低是供热节能工作中的一个重要环节。随着计量供热在我国的全面推广，变流量下热力站的运行控制模式以及在节能中存在的问题都非常值得研究。
本文以热力站整体作为研究对象，通过对典型热力站从理论设计负荷和实际耗热负荷两方面的计算和对比，测算耗热指标分析能耗状况；在典型热力站测算的基础上建立了不同热力站耗热指标确定及预测模型，给出了实用简便的确定及预测方法，通过进一步的验证计算确定了模型的有效性；对热负荷计算中室外气象数据的非逐时记录问题，巧妙回避了精确逐时转化的难题，提出了一种适合供热负荷计算的非逐时气象数据简化处理方法，并运用典型气象年数据加以验证完全可以保证负荷值的计算精度要求；针对计量供热系统变流量运行的特点，介绍了热力站循环水泵变频调速控制方式及变频原理，运用技术经济的方法对水泵变频的节能效果进行分析，给出了部分城市相对节电率和水泵变频装置的静态回收期。通过现场测试、理论计算和实际数据的验证对我国热力站目前的能耗水平做出评价探讨热力站节能潜力。
For the large-scale central heating system, substation’s operation effect take an important role for the whole heating net, and substation’s energy consumption is an important part in energy saving. With the heat metering popularize in China, it is very much worth studying that substation’s control and energy saving situation in variable water volume.
In this thesis, take the substation as a whole research object. By calculating and comparing typical substation’s design load and consumption load, get the heat consumption index. On the base of this, set up a heat consumption index determine and forecast model, further verify the model’s validity with calculation. In the course of design load calculating, put forward a new simplify method handle the meteorological data that are not hourly, also verify the method’s precision with the data of typical meteorological year. Furthermore, aim at the variable water volume’s character introduce the principle and control method of pump work in variable voltage variable frequency, and utilize technical economy way analysis the energy saving effect, have given the partially city’s relative electrical saving rate and static pay back period of pump with VVVF control. Analysis substation’s energy situation by site testing, theory calculating and verify calculating, discuss the energy saving potential on substation.
本文以热力站整体作为研究对象，通过对典型热力站从理论设计负荷和实际耗热负荷两方面的计算和对比，测算耗热指标分析能耗状况；在典型热力站测算的基础上建立了不同热力站耗热指标确定及预测模型，给出了实用简便的确定及预测方法，通过进一步的验证计算确定了模型的有效性；对热负荷计算中室外气象数据的非逐时记录问题，巧妙回避了精确逐时转化的难题，提出了一种适合供热负荷计算的非逐时气象数据简化处理方法，并运用典型气象年数据加以验证完全可以保证负荷值的计算精度要求；针对计量供热系统变流量运行的特点，介绍了热力站循环水泵变频调速控制方式及变频原理，运用技术经济的方法对水泵变频的节能效果进行分析，给出了部分城市相对节电率和水泵变频装置的静态回收期。通过现场测试、理论计算和实际数据的验证对我国热力站目前的能耗水平做出评价探讨热力站节能潜力。
For the large-scale central heating system, substation’s operation effect take an important role for the whole heating net, and substation’s energy consumption is an important part in energy saving. With the heat metering popularize in China, it is very much worth studying that substation’s control and energy saving situation in variable water volume.
In this thesis, take the substation as a whole research object. By calculating and comparing typical substation’s design load and consumption load, get the heat consumption index. On the base of this, set up a heat consumption index determine and forecast model, further verify the model’s validity with calculation. In the course of design load calculating, put forward a new simplify method handle the meteorological data that are not hourly, also verify the method’s precision with the data of typical meteorological year. Furthermore, aim at the variable water volume’s character introduce the principle and control method of pump work in variable voltage variable frequency, and utilize technical economy way analysis the energy saving effect, have given the partially city’s relative electrical saving rate and static pay back period of pump with VVVF control. Analysis substation’s energy situation by site testing, theory calculating and verify calculating, discuss the energy saving potential on substation.
引文
[1] 涂光备等 编著，供热计量技术，北京：中国建筑工业出版社，2003
[2] 中国统计年鉴—2002，北京：中国统计出版社，2002
[3] 周艳，我国计量供热采暖现状及问题分析，输配与应用，2002(3)：15~19
[4] 伍小亭, 计量供热室内系统设计的研究：[硕士学位论文]，天津；天津大学，2000
[5] 周文忠, 民用热力站合理规模的研究：[硕士学位论文]，天津；天津大学，2002
[6] 中国建筑科学研究院空气调节研究所，按热量计费的住宅供热采暖技术研究报告汇编，1998.12
[7] 温丽，对推进我国供热系统节能的看法和建议，暖通空调，1998(1)
[8] 刘树森 涂光备等，计量供热二次网热力入口合理控制方式的研究报告，天津大学环境学院，2003
[9] 周谟仁 主编，流体力学泵与风机（第三版），北京：中国建筑工业出版社
[10] 贺平 孙刚 编著，供热工程，北京：中国建筑工业出版社，1996
[11] 郎四维，建筑能耗分析逐时气象资料的开发研究，暖通空调，2002(4)：1~5
[12] 颜伟 周孝清 冀兆良，广州地区典型气象年资料计算方法，暖通空调，2002（3）：21~22
[13] Matsuo Y et al. Study on typical weather data, Journal of the society of Heating, Air-conditioning and Sanitary Engineers of Japan, 1974, 48(7)
[14] Akasaka H., Typical weather data and the expanded AMEDAS data, Solar Energy, 1999, 25(5)
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[16] National Climatic Data Center, International surface weather observation 1982~1997, NCDC、National Oceanic and Atmospheric Administration、US Dept of Commerce, Asheville NC、AFCCC、US Dept of Air Force and Asheville NC, 1998
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[20] 陆耀庆 陈涛主编，供暖通风设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1987
[21] 中国建筑业协会节能专业委员会 涂逢祥 编著，建筑节能技术，北京：中国计划出版社 1996
[22] 中华人民共和国行业标准,城市热力网设计规范(CJJ34-90),北京市煤气热力工程设计院主编(1990)
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[27] 叶森林，变频调速技术在日本高层建筑动力电中的应用，暖通空调，1989(3)：24~27
[28] 何雪冰，风机,水泵变频调速及示范工程节能分析，区域供热，1999(2)：25~29
[29] 姜乃昌，水泵及水泵站，北京：中国建筑工业出版社，1993：35-84
[30] ITT 小红学校教程 大型冷冻水系统设计，2003
[31] 侯存玉 马维明，变频器在恒压供水系统中的应用，河北省科学院学报，2000(2)：33~36
[32] 石兆玉，供热系统运行调节与控制，北京:清华大学出版社,1994
[33] 许导峰，变频器应用中的问题探讨，港口科技动态，1999(3)：9~13
[34] 李德英 赵锡晶， LabVIEW在热力站监控中的应用，北京建筑工程学院学报，2002，18(1)：5~7
[35] 邢振河，热力站量调节方法介绍，区域供热，1992(2)：24~27
[36] 曾享麟,改善供热系统提高经济效益，区域供热，1999(6)：3~6
[37] 李建兴 涂光备等，量调节公式在计量供热系统中的应用，暖通空调，2001，31(6)：112~114
[38] 池基哲，应用配套技术实现建筑节能，建筑，2001，(10)：47~48
[39] 张德山 窦以文，日较差分级的北京地面逐时气温预报，气象，1999，25(5)：54~57
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[41] 刘岩松 刘志航，多层住宅的节能体型控制，住宅科技，2002(1)：24~27
[42] 石之 张晓钟，节能住宅的建筑热工评价，油田地面工程，1993,12(5)：59~62
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