1.該小區(qū)換熱站就地設備變頻改造

   （1）水泵變頻調速原理
    變頻調速主要是通過改變供電電源頻率對異步電動機進行調速，電動機調動轉速進而帶動水泵葉輪的轉速，影響水泵的流量、揚程及功率。按照交流異步電機理論，其轉速公式為:

             （4-1）

     
    式中，n為電動機的轉速，f 為異步電動機定子電勢頻率，P 為電動機的極對數(shù)，S為轉差率由式( 4-1) 可知，只要均勻電動機定子繞組頻率，電動機的轉速 n 即與之成正比變化。根據(jù)規(guī)定，變頻泵組調速存在一個高效范圍，變頻泵一般要求調轉速在75%～100%范圍內，效率因數(shù)為0. 75～0. 80。當變頻調速泵低于 50%時，效率因數(shù)為0. 3～ 0.5。
（2）水泵耗能計算：水泵的軸功率公式

             (4-2)

    式中N—水泵的軸功率,W；
         —水泵的有效功率,W；
         —液體的容重,；
         一水泵的流量,；
         —水泵的揚程,m;
         —水泵的效率。
    水泵的工況點是指水泵的特性曲線上具體位置的點,而當水泵某一工況點與系統(tǒng)需要的參數(shù)點相等時,稱為水泵的平衡工況點也稱工作點。變頻前后,如果水泵的效率未發(fā)生改變,即認為此時工況相似。 當離心式水泵轉速改變時,其特性曲線即隨之變化。改變水泵轉速,即能改變水泵的特性,達到調節(jié)水泵的揚程、流量、軸功率的目的。在一定的變頻調速范圍內,水泵的參數(shù)遵守相似原理:

                                           （4-3）

                                       （4-4）
                                       （4-5）

  式中Q1,Q2———工況1,工況2的水泵流量,m3 /s;
         n1,n2———工況1,工況2的水泵轉速,r/min;
         H1,H2———工況1,工況2的水泵揚程,m;
         N1,N2———工況1,工況2的水泵軸功率,kW。
  從理論上講,轉速降低10%,水泵流量減少10%、揚程降低19%、軸功率降低27. 1%。由此可見,降低水泵轉速將引起軸功率大幅度降低。

  （3）實際水泵變頻能耗計算 水泵能耗的計算是以管路的壓降為基礎展開的,管路壓降的計算不僅可以知道各時刻的壓降也即水泵需要提供的揚程,同時也決定了水泵的選型,而水泵型號的確定也就決定了水泵的效率。接下來我們以一臺水泵為例進行分析。根據(jù)流體力學可知,水流經過管道時,存在管道水頭損失,其值為                                         （4-6）

   ---管道阻力損失，m；
   —管道中沿程阻力損失之和，m；
   —管道中局部阻力之和，m；
   沿程阻力損失可以通過下述公式表示：

           （4-7）

   式中----某一段管路的摩擦阻力系數(shù)；
          -----某一段管路的流速，m/s；
          —分別表示某一段管道的長度、管徑,單位分別為m、m。
摩擦阻力系數(shù)又與冷凍水的流態(tài)有關,而冷凍水的流態(tài)需要根據(jù)來判斷,的計算公式如下

                 （4-8）

 
   式中—雷諾數(shù)；
           v—運動豁滯系數(shù),。
   根據(jù)分析可知空調冷凍水流態(tài)處于紊流過渡區(qū)。
   因此摩擦阻力系數(shù)可以采用下述公式計算

  （4-9）

 
    式中K—管內表面的當量絕對粗糙度，m（閉式空調冷凍水系統(tǒng)K=0.0002m）；由公式一可以看出,摩擦阻力系數(shù)是Re的函數(shù),而由公式可以看出Re又是流速的函數(shù)，由于流量的變化引起流速的變化，所以摩擦阻力系數(shù)也將隨著流量的變化而變化。
局部阻力損失可以采用下述公式計算

        （4-10）

    式中-----某一段管路的局部阻力系數(shù)。
    根據(jù)公式一和公式一,管道水頭損失如下
                 
                                                    

         （4-11）

    式中----某一段管道的截面積，。
    Q----通過管路的流量，。
    用S表示，即為管路阻抗，可以看出阻抗S是摩擦阻力系數(shù)數(shù)和局部阻力系數(shù)的函數(shù),通過上述分析可知,由于空調冷凍水處于紊流過渡區(qū),由于流量Q的變化引起摩擦阻力系數(shù)的變化,最終引起阻抗S的變化,那么對于空調的冷凍水系統(tǒng)就沒有必要大費周章的再去確定管路阻抗S，也即管路特性曲線的確定沒有必要,只需要將各個時刻的沿程阻力損失和局部阻力損失分別根據(jù)公式（4-7）和公式（4-9）求出,然后根據(jù)公式（4-11）得到某一管段的總水頭損失,整個最不利環(huán)路的壓降為壓差設定值、冷機壓降以及冷機與壓差傳感器之間的各個管路壓降之和,最后根據(jù)額定狀況時的系統(tǒng)壓降和流量來選擇水泵型號。

2.該小區(qū)集中供熱智能監(jiān)控系統(tǒng)改造

    因為集中供熱系統(tǒng)的復雜性、多變性，目前我們對的熱網集中監(jiān)控系統(tǒng)的要求日益復雜，除了管網內的溫度、壓力、流量、熱量等現(xiàn)場參數(shù)的采集之外，我們提出了更詳細的數(shù)據(jù)要求，包括不同時段、不同用戶的詳細參數(shù)及機組熱負荷的變化情況，以便提高供熱管網的供熱品質，穩(wěn)定供熱質量，這些參數(shù)既可以指導集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展方向，又可以為集中供熱系統(tǒng)的運行提供強有力的數(shù)據(jù)支撐及管理依據(jù)。[44]室溫溫度的采集與分析是影響供熱系統(tǒng)的重要因素，在集中供熱系統(tǒng)中設計室外溫度計算決定系統(tǒng)的設計熱負荷，在系統(tǒng)運行時，加入實時室外溫度的數(shù)據(jù)回歸，以此來對整個集中供熱系統(tǒng)進行運行調節(jié)，可以更好的調節(jié)供熱系統(tǒng)，達到按需供熱，減少能耗。
張少軍[45]在《城市大型網絡化供熱監(jiān)控控制系統(tǒng)的研究》一文中，與我們的設計改造思路不謀而合，他對城市供熱站點熱計量系統(tǒng)進行了優(yōu)化，在原有監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上加入了控制思路，使得熱計量監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實時監(jiān)測熱量的變化，還可以根據(jù)熱量的變化適時作出調節(jié)和自動控制，避免了供熱系統(tǒng)不必要的能源浪費，圖4.10是優(yōu)化后的熱計量監(jiān)控系統(tǒng)的閉環(huán)結構圖。

    圖3.7 熱計量監(jiān)控系統(tǒng)的閉環(huán)結構圖

3.本文小結

    本文首先介紹了華陰市某熱力公司集中供熱系統(tǒng)遠程監(jiān)控平臺的優(yōu)化及改造概況，之后詳盡的介紹了遠程監(jiān)控平臺的各個模塊功能及應用辦法，之后針對華陰市某熱力公司供熱轄區(qū)內的某小區(qū)的改造詳情，包括變頻節(jié)能改造及該小區(qū)的集中監(jiān)控系統(tǒng)的改造，通過對變頻節(jié)能改造詳細的分析，闡述了變頻節(jié)能改造的必要性及迫切性。