集中供热系统中的节能措施研究

王彦敏

摘要 本文从我国集中供热系统的发展和现状分析出发,分析了集中供热存在的主要问题,总结了高能耗的原因,并提出了节能措施。

关键词 集中供热系统;节能;措施

中图分类号 TU995文献标识码 A文章编号1674-6708(2009)05-0070-02

0 引言

集中供热因其少污染、少耗能、少扰民、供热质量高、自动化程度高、设备故障率低等优点已经逐渐为许多城市所接受。但是,迅速发展的城市集中供热并没有完全发挥其节能效果,与发达国家相比,我国单位建筑面积采暖能耗比相同气候条件下高2～3倍。因此,我国供热采暖节能依然面临严峻的形势。基于此,本文拟对城市集中供热系统节能存在的问题和节能技术及措施进行了分析和研究。

1 国内集中供热系统发展现状

我国城市集中供热从上世纪50年代开始起步,从第一个五年计划开始发展。伴随着当时的大规模工业建设,兴建了区域性热电厂,如北京、保定、石家庄、郑州、洛阳、西安、兰州、太原等,这些热电厂的兴建为我国发展热电联产事业奠定了基础。目前看来,热电联产仍是蒸汽集中供热的主力军,锅炉房则承担了城镇热水集中供热的重担。统计资料表明,热电联产占全国蒸汽总供热能力和蒸汽总供热量的65%~70%。

目前,我国供热发展状况良好,热电、区域锅炉的供热结构渐趋合理,中国北方城市建筑供热,目前大多以热电联产和区域锅炉房集中供热为主,以燃气、电、中央空调等其它方式为辅。据不完全统计,目前中国集中供热热源总供热量中,热电联产占62.9%,区域锅炉房占35.75%,其它占1.35%。另外,能源结构也渐趋合理,北方地区冬季供热以煤为主要燃料,但随着供热技术、设备的发展与开发,以及供热方式的多样化,供热能源结构也出现了一些变化。

2 集中供热存在的主要问题及其分析

2.1供热锅炉运行热效率低

我国供热锅炉的实际运行热效率大多在60%~65%,《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》JGJ26-95中规定,在计算采暖耗煤量指标时,采取节能措施以后的锅炉运行效率值取68%(但是没有针对不同容量锅炉做出规定)。国际先进水平为80%~85%,我国比先进水平低了20个百分点。其形成的主要原因是燃用散烧的未经洗选、筛分的原煤,不能符合锅炉燃烧的基本要求(灰分高、细末多),机械不完全燃烧热损失大,普遍存在低负荷运行,过剩空气系数大,排烟热损失大等,这也与运行人员水平低以及缺乏最基本的自动控制密切相关。

2.2采暖供热管网输送效率低

管网输送效率是指采暖供热管网输送的总热量,减去管网各段热损失之和,再除以输送的总热量。国家节能标准要求管网输送效率达到90%。据清华大学近年来的实测数据(一次管网损失0.002kW/m2,二次管网损失0.005kW/m2,失调损失0.007kW/m2)推算,管网输送效率只有66%~68%。其主要原因在于,国外管网热损失基本上是保温热损失,在我国此项热损失除保温热损失外,还有泄漏和失调的因素,特别是失调造成的热损失很大又非常普遍,亟待改进。

2.3供热质量差,调控不力

热用户大多采用单管顺流式系统,且无有效的调控设备,造成了水力工况失调严重,各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求,影响了用户的正常生活,而另一部分用户则因室温过高,只能开窗调节室温,造成热能浪费。

3 集中供热高能耗分析及节能措施

3.1集中供热高能耗原因总结

由上述分析可知,虽然我国的集中供热普及率在以很快的速度提高,但是,值得注意的是,目前绝大多数的供热系统都在以很低的效率运行,每年都有大量的能源在供热系统的运行中被浪费掉。造成能源浪费的原因主要有如下几点:1)建筑的保温性能差;2)室外供热管网的水平失调;3)室外供热管网的保温不善和漏水;4)锅炉房设备运行方式老化等。

3.2集中供热系统节能的技术措施

实行建筑节能标准以后,建筑物的保温性能提高了,供热能耗也降低了,但是,建筑物供热能耗的降低与供热系统的节能并不能直接画上等号。加强建筑物的保温性能,降低建筑物的能耗只是走出了建筑节能的第一步,实行供热计量制度、实现行为节能又把建筑节能推到了第二步,但是,单纯的这两步是远远不够的。供热系统由锅炉房、室外供热管网和室内供热系统组成。系统节能效果如何,包括用户的“行为节能”在内,最终都会反映在锅炉房综合效率和管网输送效率这两个能效指标上。所以,节能不仅仅是要求建筑本身要节能,而且同样要注重锅炉房、热网、换热站的节能。

当前运行的锅炉房已有了一些节能的技术和措施例如锅炉的省媒器、空气预热器、炉排变频控制设备等等,在此不再赘述,本文仅对有应用前景但还未普遍应用的新技术、新设备做一些讨论:

1)锅炉房设备

锅炉房的风机、水泵是耗能大的电气设备,其负荷占锅炉房用电负荷的80%以上,在实际中通常采用角行程电动执行器来控制风机吸风处的调节门,用节流阀来调节水的流量,这是很不经济的,这种调节方式虽然控制了风机的风量和水泵的流量,但风机、水泵转速基本不变,电动机所消耗电量降低很少。因此,鼓、引风机及水泵系统的节能是锅炉房节电的重点。另外,通过程序的控制,变频鼓、引风机和变频炉排相配合,可以达到节省燃煤的效果。

2)热量总表

热量表本身并不具有节能的功能,但它可以使供热单位明确的知道自己供了多少的热量,管路消耗了多少热量,方便的得出锅炉供热的综合效率以及平均管网输送效率,以便及时的发现供热系统浪费能源的地方,及时的维修,促进供热系统的节能运行。

3)监控系统

计算机监控系统自动化程度高,能大幅度提高劳动生产率,提高热效率,节约能源,降低燃料成本。锅炉房实时运行管理系统采用分布式计算机监控系统。目前在国内,对于供热系统的计算机监控方式,有两种不同的思路:一种是采用中央集中式监控方法;另一种是采用中央与就地分工协作的监控方法。

4)换热站

换热站主要应该由换热器、气候补偿器、温度和压力测点、一次侧电动调节阀、二次网循环水泵以及二次网定压补水泵等设备组成,是连接热源和热用户的枢纽,是供热系统中另一个耗能大户,同时也是供热系统的另一个节能关键点。

5)平衡装置

对于供热计量的系统,还应该在用户热力入口处安装差压控制器,以抵抗用户调节对系统水力工况的干扰。差压控制器是自力式比例调节控制阀,它可以恒定被控环路压差。目前,许多国产差压控制器是没有压差调节手柄,也就是说不能进行压差设定的。此类产品出厂时,被控压差就已经限定,现场不可在调节被控环路压差。如许多国产差压控制器被控差压只能是30kPa或50kPa,而进口差压控制器几乎都是可调被控压差的,非常有利于现场调节。

4结论

建筑节能水平不断提高,建筑供热能耗却居高不下,收效甚微,对此我们应该找到问题的关键,给出解决的办法。从节能上来说,热用户仅仅是供热系统的末端,单纯的提高建筑的保温水平和行为节能措施是远远不够的,关键是还要提高供热系统的节能运行水平,才能实现真正意义上的节能降耗。

参考文献

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