摘要： 为保证区域供热高效运行，同时有效降低供热能耗、减少污染物排放，提高供暖经济与社会效益，结合锦华区域供暖实际，对燃煤锅炉燃烧效率、整体管网平衡及调度、能耗预测分析等方面展开节能建设，取得了显著的节能供热效果。

Abstract： In order to ensure the efficient operation of district heating， reduce the heating energy consumption， lessen the pollutant emissions， and improve the heating economy and social benefits， considering the actual heating of Jinhua area， we committed to the energy saving construction about the coal-fired boiler combustion efficiency， the whole pipe network balance and scheduling， and the prediction analysis of energy consumption. The results show remarkable effects in heating energy-saving.

关键词： 供热节能；燃烧效率；管网调度；煤耗预测

Key words： energy-saving heating；combustion efficiency；network scheduling；consumption forecast

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0186-02

0 引言

十一五年规划纲要提出了，十一五期间单位国内生产总值能源消耗降低20%，主要污染物排放总量减少10%的目标[1]。这是针对我国能源消耗大、资源环境压力日益增大的突出问题提出来的具体要求。供热能耗在全国能源消耗中占有一定比例，如何有效降低供热能耗、减少污染物排放对国民经济建设有着重要意义。影响供热系统能耗有多方面因素，如供热系统自身效率高低如何、建筑结构的保温性能如何、运行管理效率如何等。

油田多数单位远离中心城市，供暖方式多样，有热电联供[2]、燃煤锅炉[3]、水煤浆锅炉[4]等。胜利油田锦华供热覆盖面积大，换热站多，且只有一座锅炉房热源，单纯人工现场调节阀门进行热源分配，无法做到最优最合理。且该区域由于部分二级暖网管线长期使用，供暖初期跑冒现象时常发生，加上居民私自暖气水，导致有时补水量相对较高，既浪费了能源，也不利于用户室温提升。

1 可行性分析

锦华燃煤锅炉房作为该区域目前唯一热源，从该热源到各换热站，再到住户家，是点到面的模型。该锅炉房使用的锅炉为链条炉，该类锅炉不适应煤种煤质多变情况，锅炉普遍存在燃烧不充分等现象，因此有进行技术改造的必要。

同时该区域锅炉房、换热站设计安装时，已经实现了部分参数检测、报警及相应基本自动处理，同时可集散控制型的SCADA系统对全网参数进行统一监测和管理，但随着供暖质量要求的不断提升，在基本自控水平上，有进一步提升区域供暖平衡、实施气候补偿技术、提供分时分区供暖的的需要。

控制煤耗是降低运行成本的关键点之一，煤耗控制方法有很多，通常锅炉房根据供暖曲线，结合煤炭燃烧情况，适当调整锅炉燃烧。该方法操作简单，温度变化相对滞后，煤炭消耗量控制不精细，煤炭消耗量控制手段需要提升。

供暖季，由于多种因素造成的失水量大，必然导致系统补水量剧增，同时带来相应资源大幅消耗，首先水软化处理消耗，再就是将补进去的凉水加热到热水所消耗的能耗，这类消耗往往很大，如果不能有效控制失水量，并且进行合理补水，将会造成能源巨大浪费，同时并引发不安全事件。

综上几个因素，对锦华区域供暖系统节能改造是必需且可行的。这对于提高油田企业供暖的能源利用率极其有效，可进一步降低能源消耗，提高油田企业的经济效益。

2 系统建设

依据胜利油田锦华区域供暖实际，对该区域燃煤锅炉燃烧效率、整体管网平衡及调度、能耗预测分析等几个方面开展实际调研及节能建设，经上采暖季运行检验，运行效果良好。

2.1 风室结构改造 针对锦华东锅炉房锅炉燃烧不完全问题，炉排上的煤层长度方向的“起垄”现象经常出现现象，从各方向找原因，最后判断“起垄”的原因是由于风室沿宽度方向存在着压增导致炉排横向配风不均匀所致，从而造成炉排横向配风不均匀。

以锦华锅炉房29MW燃煤热水锅炉为例，炉排宽度为5米，风室分割后横向长度为2.5米左右，进风口处与风室尽头就有2.5米的距离，这段距离就使单个风室内部产生了配风不均匀的压增，而造成每个风室宽度方向配风不均匀的问题相同，位置也基本一致，风压、风量偏低的位置煤层燃烬度就差，显得煤层偏厚。

风室均流措施一般有双面进风、扩大进风口、风室内加装阻挡件等措施，在已经建成的锅炉设备上，较为简便、合理的措施应该是风室内加装阻挡件。

针对此问题，在2009年采暖期，对相应锅炉的风室进行了实验性的改造，加装了垂直阻挡板，在挡板的上下都留有一定间隙，作为风室的平衡通道，减少风流扰动大的问题，改造完成后，运行效果良好，起垄现象得到解决。

风室结构改造后，减少了因煤炭燃烧不充分造成的损失，按照每台锅炉每天耗煤140吨计算，其中1/100的燃料由于不完全燃烧的问题损耗，每台炉每天节省1.4吨，四台29MW锅炉每天节煤1.4*4=5.6吨，一个采暖期节煤5.6*120=672吨。同时还有效的降低了除渣设备的负载、降低了灰渣物理热损失等。提高了燃烧效率的直接结果就是锅炉出力的提升，尤其对于锦华锅炉房供暖设备能力偏低状况下，积极重大。

2.2 煤仓分煤器均匀布煤系统改造 锦华锅炉房锅炉采用机械联合输送上煤方式，煤从输煤皮带自上而下落入煤仓过程中自然堆积成“山”字形，大块滑边，沫煤居中，分布在炉排宽度方向上形成块、沫自然分离。进入炉排后局部全部为块煤，通风阻力小而形成“火口”，局部全部为沫煤，通风阻力大而形成“黑带”，炉排越宽、煤层越厚，“火口”和“黑带”现象越严重，导致煤炭燃烧不充分。

2010年采暖期，针对此问题，根据现有的输煤、卸煤设备特点，在每个落煤口加装2块分煤板，这样，2块分煤板将落煤口的落煤点由1个分成了3个，原“峰顶”被大大削减，块煤、沫煤分离的现象就会明显减轻，达到均匀布置，煤仓的煤块、煤沫的均匀度有了大幅提升。试运行后，效果明显，煤仓布煤均匀度大大提高，锅炉燃烧工况明显改善，燃煤基本燃尽，灰渣平整，没有“火口”、“黑带”现象。同时经检测分析，燃烧后的灰渣含碳量平均为11.8%，比原值下降了2.8%，煤炭燃烧效率提升明显。按锦华锅炉房年产生灰渣1.85万吨计算，根据计算统计，每年可节约燃煤648吨。

2.3 PVSS自控项目建设 2011年供暖季，锦华区域PVSS自控项目投入使用。该项目通过现有光纤网络将锅炉房与换热站数据采集及控制模块连接，通过软件优化进一步完善自动控制水平。该项目实现了锦华锅炉房9台锅炉，及热源覆盖的12座换热站网络一体化；解决了一级网与二级网调供回水温度及流量均衡调控；依据供暖曲线表进一步规范了温度调控策略；实现了锅炉房远程均衡调控与各换热站本地应急操作的安全操作机制；实现了自控系统根据调控策略自动调控与重点区域人工操作的分类调控机制；同时引入了气候补偿技术、分时分区供暖自动操作功能等。该项目在技术指标、管理指标、效益指标上取得了显著成效。

技术指标上，由于实现了锅炉房与换热站的网络一体化，从锅炉房到换热站的各项运行参数信息一目了然，参数调控实时反馈，解决了先前锅炉房与换热站各项数据分别上传，分别管理的局面。管理指标上，PVSS自控系统代表了智能热力发展的方向，它的投入运行提供了一套高效率的管理模式，使一级网、二级网的供回水温度调节、流量调节有量可调，有章可循，同时简化了操作流程，减少了现场人员操作，提高了管理效率。效益指标上，PVSS自控系统在锦华区域的试运行，大幅提升了人员及设备运行效率，带来丰富的社会效益和经济效益。PVSS系统运行以来，锅炉房操作人员按照温度曲线表，合理调配各换热站热量供给，同时做好锅炉房燃煤量计算，避免能源浪费。经过试运行期统计，由于科学调控各换热站热量供给，锅炉房同期煤耗下降1%，降低成本400万元。

PVSS系统配套的补水流量表在治理失水方面发挥了积极作用，通过查看补水量，并现场查找治理失水源，同期供暖期失水量大幅下降，锦华区域日水耗降低30方，失水量降低同时，煤炭消耗降低5吨，全年因失水量降低，可连带实现成本降低50余万元。

2.4 锦华锅炉房能耗预测系统建设 针对燃煤锅炉房，供暖期煤耗量计划和实际消耗存在一定差额、煤炭消耗管理参考依据单一等实际问题，为提升煤耗精细化管理水平，避免能源浪费，在锦华锅炉房进行燃煤锅炉房煤耗量预测系统建设。该项目合理提取相关运行参数数据，进行智能化分析、最优算法建模、概率化决策，针对相应燃煤锅炉房、建立量身定做的智能控制方案，提升供热设施的综合调控能力和自控水平。

该系统的数据模型及运算机制，以日均回水温度、供回水温差、日均气温和最低气温四项指标为参数，以锦华东锅炉房的往年数据为样本，结合加权马尔可夫链模型及服务区域供暖运行曲线，预测下一时间或时期的煤耗状态及概率，验证有效性，提供对生产运行能源保障的预警和计划量参考。从实际使用效果看，预测效果准确，可有效根据天气及供暖效率计算出合理煤耗值状态及概率，降低生产成本，减少废气排放，提升管理水平。

系统设计中建立日均回水温度、供回水温差、日均气温和最低气温指标作有序聚类分级。建立“煤炭用量指标”状态、“日均回水温度指标”状态，“供回水温差指标”状态，“日均气温指标”状态，“最低气温指标”状态等五个指标状态空间。以状态值表示预测数据的范围。

通过各状态之间的数据统计判断，各项预测均在计划值内。该算法程序化实现后，已在锦华东锅炉房试运行，样本数据选取本锅炉房最近5年的数据，在实际程序中添加了煤炭热量值参数，从运行情况看，对未来1天至7天的煤耗预测都非常合理，同时在保证供暖质量同时，选取最低煤炭使用量，并根据运行效果，进行微调，与上年度煤炭使用量相比，同等情况下每日平均减少煤炭消耗3%。2011-2012年供暖期，锦华锅炉房累计节约煤炭2100吨。

3 结束语

胜利油田锦华区域作为油田大型的居住小区，供暖节能与环境保护具有重要意义。近几年进行的各项节能革新发明、新系统建设带来了明显的社会效益和经济效益。供暖系统节能建设涉及面非常广，硬件设施改造、软件系统建设、日常供暖系统管理等等都有可研究空间。在锦华区域供暖建设中，下一步要进一步加大水、电、煤的使用管理力度，从运行中节能耗，从技术革新中求效率。同时进一步研究实施热量、流量分户计量，从使用上节能降耗，推动供热系统科学健康高效发展。

参考文献：

[1]陈凯，史红亮.节能环保的热电企业为何举步维艰[J].生态经济，2008（8）：105-107.

[2]李高，张琳.热电联产的经济性分析[J].电站系统工程，2000（9）：278-280.

[3]朱宇龙，陆涛，青俊，潘学明.小型燃煤蒸汽锅炉节能技术分析[J].节能技术，2010（6）：569-572.

[4]成预林，季云金，徐永前.水煤浆锅炉应用与系统设计[J].工业锅炉，2008（6）：32-36.