热力站补水系统中电磁阀应用的可行性与费效比分析

一、热力站电磁阀系统在补水、定压应用的组件构成、基本原理。

热力站电磁阀系统在热网补水、定压应用中是由如下组件构成：

（1） 主要器件 Z××型电磁阀；

（2） 测量器件 1.6Mpa通用型号电接点压力表；

（3） 控制器件 配用双交流继电器组；

（4） 辅助设施 闸阀、管路、电线、启动按钮、热水表、安全阀等。

以上四部分是标准构成，可以依据实际条件增加或减少其中的器件构成，比如为加强控制系统可引入单版机、压力变送器等设备。

该系统的基本工作原理是由电接点压力表直接将取自二次管网回水端的压力信号转化为电流信号传输给由双路交流继电器组成的控制器件使其完成交替吸合、断开周期过程，从而将电流信号传递给电磁阀同步完阀掰的提、落过程。

在这个过程中利用一次网回水与二次网回水的静压差，在电接点压力表上下限触点的设定间完成系统的补水、定压两个效能，达到了自动控制的作用。

二、在实际生产中热力站电磁阀系统的应用试验情况。

2001-2-19，以济南开发区热力公司热管二处王恩立主任为首的技术小组在轻骑机械厂站，利用现有的补给用双水源和电接点压力表—交流继电器拖动的立式多级水泵补水定压装置，将电磁阀引入并割接作业成功。

完成改造后，将原系统中2.2KW立式多级水泵停用，将电源线拆除，关闭全部出、入口阀门；将原系统的自来水（生水）水源停用，关闭储水箱进、出口；然后打开与二次网回水相连的第二套水源阀门，给电磁阀系统送电启动电磁阀进行操作试验。

本次试验检验了电磁阀系统的可靠性、安全性，经历了频繁停电、电源质量不稳定、用户恶意偷放水（启动间隔56秒，动作时间7秒）；一次网调负荷（压力降低）等工况。实验中有意安排接触点压线松动项目，发现电磁阀具有一定的保护功能；关于安全性不仅仅取决电磁阀，它与站置管网压力工况、安全阀、测量器件、控制器件的质量有直接关系。

这次试验得到了大量的一手实验数据；操作实践经验。疲劳试验的进一步验证证明了系统在外网变化剧烈的条件下该系统工作可靠正常，总体来讲试验效果相当可喜。通过安装前后对比可以发现该站补水量、耗电量大幅下降，人工劳动量降低，具备巡回检查或准无人职守要求。

三、现有热力站中FGS型变频调速热水锅炉定压、补水装置等系统拖动下的热网运行费效分析。

我公司热网目前采用了如下几种控制方法拖动补水、定压设备（立式多级水泵）：其中1、是工厂化生产的定型产品；2、是结合实践由公司由有关人员自行设计制作的控制方式；3、存在较少但仍有应用：

(1)FGS××型变频调速热水锅炉定压、补水装置。

(2)电接点压力表—交流继电器拖动补水泵装置。

(3)补水泵（手动启动）无控装置。

由于型号繁杂，采用1，2两项控制模式的居多又大多使用双配2.2KW立式多级泵系，为了方便计算首先我们进行一次科学的假设，假定如下情况已经存在：

1.假设我公司热网中共计 30 个热力子站。

2.假设热网耗水量为： 553T万M2/期（不包含注水水量）。

3.假设热网供热面积为：150万M2，供热期141天。

4.假设热网中水、电价格为均值：2.0元/度量单位。

5.假设全部设备构成均为FGS××型变频调速热水锅炉定压、补水装置拖动双配2.2KW立式多级泵系（一用一备），使用寿命10年。

6.假设该系统下以三班二运转为生产方式运行职守人员人均劳动报酬为200元/月，管理人员站生产人员的10%，其人均劳动报酬为300元/月；检修人员人工费用含在检修费用中；其他人员人工费含在设备资金回收中。

7.假设计算中不考虑该设备系统均摊的税费及其他未尽费用等。

基于以上假定我们对FGS××型变频调速热水锅炉定压、补水装置拖动双配2.2KW立式多级泵系（一用一备），进行如下分析计算全面探讨综合费效比。

（一）初投资

依据市场行情和假定的系统设备构成初投资为：

28000（元/站套）×30（站套）= 840000（元）

该投资假设分10年收回，年收回1/10，计入成本为84000元/年。

（二）运行费用

（1） 耗水量：

553 T万M2/期×150万M2 = 82950 T

（2） 耗电量：

82950 T ÷ 6.2 T/H ×2.2KW.H = 29433.871 KW.H

（3） 水电费：

（82590 + 29433.871）×2.00 = 224767.742 元

（4） 人工费：

（30×3×200+30×3×10%×300）×12=（18000+2700）×12=248400 元

（5） 以上费用合计为：224767.742 元+248400 元=473167.742 元

（三）检修维护费用

（1） 大修费用：

在寿命期内三年一次，预计发生费用为500元套/次，分10年摊销，即：

500×30×（10÷3）÷10=4950 元/年

（2） 日常检修费用：

每年运行和运行后都应进行，预计费用300元/套.期，即：

300×30=9000 元.期

（3） 替换资金：

第十年后该设备全面报废，根据物价指数水平估算全面替换需要资金为：100 万元分十年摊销，即：

1000000÷10= 100000 元/年

（4） 以上费用合计为：

4950 元/年＋9000 元.期＋100000 元/年=113950元

（四）该系统所有费用合计

初投资＋运行费用＋检修维护费用=

84000元/年＋473167.742 元＋113950=671117.742元

五、现有热力站中假设全部换装Z××型电磁阀控制的定压、补水装置时热网运行费效分析。

相关假设为：

1. 假设我公司热网中共计 30 个热力子站。

2. 假设热网耗水量为： 553T万M2/期（不包含注水水量）。

3. 假设热网供热面积为：150万M2，供热期141天。

4. 假设热网中电价格为：2.0元/度；、水价格为 5.0元/T。

5. 假设全部设备构成均为Z××型电磁阀定压、补水装置采用标准配置。

6. 假设该系统下以巡回检查为生产方式运行，每10万M2设5人职守，人员人均劳动报酬为200元/月，管理人员占生产人员的10%，其人均劳动报酬为300元/月；检修人员人工费用含在检修费用中；其他人员人工费含在设备资金回收中。

7. 计算中不考虑该设备系统均摊的税费及其他未尽费用等。

8. 基于以上假定我们对Z××型电磁阀定压、补水装置进行如下分析计算全面探讨综合费效比。

（一）初投资

依据市场行情和假定的系统设备构成初投资为：

2000（元/站套）×30（站套）=60000（元）

该投资假设分5年收回，年收回1/5，计入成本为12000元/年。

（二）运行费用

1.耗水量：

553 T万M2/期×150万M2 = 82950 T

2.耗电量：统一以1KW.H/天套计算

141×30×1=4230KW.H

3.水电费：

82590×5 + 4230×2.00 = 8460+412950=421410 元

4.人工费：

150÷10×5×(200+10%×300)×12=75×230×12 =207000元

以上费用合计为：421410 元+207000 元= 628410元

（三）检修维护费用

1.因该系统无大修项目，只存在维护费用。每年运行和运行后都应进行，预计费用300元/套.

300×30=9000 元.期

2.替换资金：

第五年后该设备全面报废，根据物价指数水平估算全面替换需要资金为：60000元分5年摊销，即：

60000÷5= 12000 元/年

3.以上费用合计为：

9000 元.期＋12000元/年=11000元

（四）该系统所有费用合计：

初投资＋运行费用＋检修维护费用=

12000元/年＋628410元＋12000元=652410元

六、现有系统与试验中的电磁阀系统的对比分析

由设备寿命理论和经济学中费效比分析观点可以看出，设备的更新改造，即是科学技术发展的客观要求，又是设备本身磨损的必然结果。因此，只有及时地对陈旧落后设备进行改造与更新，才能提高产品质量，最大限度地节约能源，降低产成本，提高效率及改善劳动条件，促进新的生产方式，新技术的使用，扩大生产规模，取得较大的经济效益。

通过计算分析，我们可以进行对比，现有系统在初投资检修、维护费用上明显高出电磁阀系统达98%、87%；运行费用中的人工费用高出电磁阀达18%；电费成本高出电磁阀达99%以上。

现有系统和电磁阀系统，根据上文经济性和费效比计算可以看出，现存系统在初投资、运行费用、检修维护上明显高出电磁阀系统。当然我们应该从均衡观点看待高费用是否具有高效益；高费用是否具有低效益；或者低费用能否带来高效益；低费用带来的是否是低效益。这几种情况有待于实践的检验和技术人员的技术论证。

单纯在经济上看，我们知道在总体费用指数的制约下，现有系统综合费用效高，目前电磁阀系统只有在降低软水价格的情况下才具有低费用高效能状态。如：水价下调50%，将直接节约成本20余万元。关于水价下调在技术上我认为这一条件亦是可行的只要协调好东关首站和电厂首站的利益关系，通过东关扩大面积，增加东关冷凝水量利用东关换热站向二处老网系统补水，减少电厂补水量成本将直接下降。（我们购买蒸汽涵盖了介质的变化，我们将冷凝水注入我们自己的管网应该理解为对同一商品的不同用途或者是延伸使用，就像商品的包装盒可以称装其他物品一个道理，商家没有权利干涉消费者将商品的敷衍产物合理、合法的用于它途一样。）

在安全性、可操作性上，现有系统安全指数与电磁阀系统对比各有所长，但设备构成越复杂其安全因素亦趋于下降水平。若假定现有系统（泵）为1，那么电磁阀系统（阀）则可以估算为1.5-3左右；在操作性上，泵明显要高于阀，其操作规程要求步骤多，技术含量也较高，尤其是FGS型控制系统的调节操作需要电子技术人员进行。如：可编程单板机一旦出现故障该系统将退出自动控制改为手动，另外系统设备的辅助装置如水箱必须有高度责任心，切实保证水位限度不低于运行设定，否则将诱发泵的倒空现象直接导致设备、管网故障。电磁阀系统人工投入精力甚少，完全可以0操作，适合巡回检查生产方式，乃至无人值守生产方式。现有系统采用一用一备的方式组成，灵活性高，其水源目前普遍采用双水源制，保证了突发事件的应急处理，在这一点上，若电磁阀系统单纯采用单配设置，势必依赖电厂一次网系统。如果一次网出现事故，系统中各热力子站的运行必然受到影响，但新系统在一次网恢复后，起动迅速，恢复快，以上不足可以通过混合装备新旧系统来进行协调。

阀与泵的维护性对比，明显可见阀的维护即是例行性保养，在检修费用中新系统基本上可以完全取消了大修项目，运行必需的检修维护费用也只取决于管网的可靠性和配件的市场行情。新系统基本上没有电费支出，而且大幅减少了运行人员，减幅达16.67%，降低了人工费用17个百分点。

结合上述如下表：

项目 初投资 运行成本 维检费用

现有泵系统 高 人工费高 有大修费

 电费高、水费低 替换投资大

电磁阀系统 低 人工费低 无大修费用

 现有水价高、电费支出少 替换投资少

通过以上分析我们主要从以下两个方面来探讨电磁阀系统的优点和不足：

1．大量节约电能，降低了运行成本。

2．减少了人工劳动量，解放立劳动力，提高了自动化水平。

3．维护减少，故障降低；利于减少运行成本。

4．从根本上杜绝了站内设备的跑冒滴漏现象。

5．间接保护了其他设备及减少维护检修工作量，如换热器拆装。

电磁阀系统目前条件下的不足：

1．对（电厂）一次网依赖性加强。

2．水价偏高。

通过最终对比，我们发现决定系统运行成本的最高因素在于与设备维护、使用相关的费用的支出，设备初投资在其中所占份额决定了高投入运行成本势必较高，这一点是明显的。

七、 结论。

根据实验结果和实际情况，采用电磁阀系统有其经济上的合理性，符合高效率低投入、低成本的费效比出发点在最大限度上适应了公司下一步生产方式的创新。但考虑安全和可靠性综合因素，建议原FGS系统拖动下的子站采用混合配备，其余子站一律采用电磁阀单配控制，选形时应注意耐温范围100-120度范围之间。