论集中供热系统中的节能方案

梁丽锋

随着社会经济的不断发展,我国的城市供热事业也在快速发展之中,我国城市实行集中供热的方式服务于城市居民,这种由热电厂实行热电联产供热的方式得到了人们的认可。但随着大量的能源资源被长期使用,能源资源也在不断耗竭之中,为了可持续发展,不浪费资源,充分利用能源,城市集中供热系统就要朝着节能的方向发展和完善,只有这样才能节约能源,减少污染,从而促进我国经济的发展,实现可持续发展的战略。

1 我国集中供热系统的发展

我国城市集中供热的方式起步较早,起步于20世纪50年代,发展于我国的第一个五年计划。随着大规模工业的不断兴起,区域性的供热厂也随之建立和发展,这主要在我国的北方城市较为多见,这些区域性的供热厂的兴起促进了热电联产供热方式的发展。到目前为止,我国集中供热主要方式为热电联产中的蒸汽集中供热。据相关数据统计,目前在我国集中供热的总供热量中,热电联产占 62.9%,区域锅炉房占 35.75%,其他占 1.35%。由此可见,我国北方大多数地区主要是以热电联产和锅炉房集中供热的方式进行供热,而以电、气等为辅助的供热方式。总体上来说,我国目前供热发展状况良好,热电、区域锅炉的供热结构日趋合理化和科学化。

2 集中供热系统的主要问题及分析

2.1 集中供热系统的热源问题

1)锅炉运行效率低。在锅炉供热过程中,真正被利用到的热能只在 60%左右,在我国的 JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)中规定,在采取节能方案之后,锅炉的运行效率应为68%。而国际上的标准为 80%～85%,相比之下,我国的锅炉运行效率就比国际先进技术水平低 20%左右。造成这种现象主要是由于使用的燃煤是没有经过洗选、筛分的原煤,其达不到规定的锅炉燃烧标准;且机械在燃烧运行过程中,损耗较大,通常都是在低负荷下运作;加上操作人员素质不高、技术水平低下,最终就造成锅炉运行效率整体低下。2)设备配置不合理。目前,在我国使用锅炉供热的供热厂,都没有配置相关的节能设备。在进行选用设备时,对设计估算热指标和水力计算安全系数取值通常都会偏大,从而使得供热的主辅机设备容量远超过标准值。

2.2 集中供热系统的热网问题——采暖供热管网输送效率低

用采暖供热管网输送的总热量减去管网各段热量损失之和,然后再与输送的总热量之比就为采暖供热网管输送效率。在国家集中供热的标准中规定供热管网输送效率要达到 90%以上。而根据实际的数据推算,我国大多数的供热管网输送效率只为66%左右。这是由于在供热损失中不仅是保温热损失,还有泄漏和失调的影响所造成,尤其失调造成的热损失现象最为普遍,损耗量也较大。

2.3 集中供热系统的热用户问题

1)围护结构热工性能差。对围护结构热工性能造成较大影响的因素有:建筑形式、体形系数、建筑结构、建筑材料、窗墙比、门窗严密性、保温结构及施工质量等。在我国目前的围护结构中大多数的实际传热系数都不能达到节能标准,造成供热损量较大。2)楼内供暖系统水力失调严重。由于在集中供热设计、施工、调节等过程中存在失误或在用热过程中发生变化,从而就使得供暖系统出现严重的垂直失调和水平失调,最后就造成供热整体上不均匀。3)没有安装热表和温控阀。虽然我国于 2000年10月 1日就有规定,对于新建的住宅要设置热计量仪表,进行按热收费;对旧住宅要逐步改造,并争取在 2010年之前实现按热收费的方式。然而,到目前为止,实际情况却是大多数建筑物内基本都没有进行调控平衡措施,计量仪表也没有安装起来。而仅仅只是在少数地区用户的入口加了锁闭阀,想以此来解决“收费难”的现象,但这终归是治标不治本,没有什么现实作用。

3 集中供热系统的节能方案

3.1 提高锅炉和水泵的运行效率

要提高锅炉运行效率就需要对锅炉运行工况的参数及燃烧效果进行不断的研究,在锅炉运行效率和节能方面要有有力的保障,要合理的选择设备仪表,有完善的节能配置设施。要提高水泵的运行效率就要以管网负担的全部用户热负荷来计算循环水泵的容量,调速泵是最好的选择,要根据水泵特性曲线和管网的特性曲线来作出水泵的工作点,这样才能实现多台并联工作,并使得使用要求得到最大程度的满足。在设置循环水泵过程中要遵循“选择流量调节范围宽、噪声小、运行稳定且不浪费”的原则。

3.2 加强热网计算机自动控制

热网系统计算机手动控制不仅能彻底改善供热效果,还是提高供热系统节能的重要方式,但随着供热规模的不断扩大、供热方式的不断改进,计算机的手动控制已不适应现在供热系统的运行要求。而计算机自控系统在手动控制的基础上不仅能节约10%～20%的热能,还能降低大量的人力消耗,减少成本。因此,加强建立和完善热网计算机自动控制系统,是节约热能的最佳方法之一。

3.3 采用多热源共网系统

多热源共网系统不仅能保障城市集中供热系统的安全,还能降低成本。然而,目前为止,多热源共网系统只有少部分的城市在实行,而大部分城市都没有实现多热源联网运行。因此,一个城市如果有若干个热源时,就可以建立多热源共网系统。因为在城市集中供热时使用联网运行,不仅可以优化供热,实现良好的节能效果,还能增加供热系统的可靠性,确保整个供热系统在稳定的环境中运行。此外,它还能实现经济运行,减少供热成本。

3.4 安装监控系统、实时调节供给用户的热量

热力站只有安装监控系统才能实现实时控制,并很好的调节供给用户的热量。热力站要根据实际情况来确定各系统的控制水平。在一、二次系统的质调节、流量都稳定的情况下,可以依照二次系统的供回水温度来控制一次系统中的供水阀门,一般情况可以选用手动调节阀或自力式调节阀,但要按照大规模的供热系统的标准进行控制,这就需要配置计算机控制设施。

3.5 加强管理,控制系统失水

要保证供热系统的安全运行和节约热能的重要手段就是要加强管理,控制系统失水。这就需要采取有效措施,例如,可以加强宣传教育、管理或采取防漏、查漏、堵漏等措施,使得失水率正常化。对于大、中型供热系统适宜间接连接。因为间接连接一方面可以使得一次系统和二次系统的水力工况不受彼此的影响,使得一次系统的压力和温度更易提高,输送能力也能得到加强,让系统能在安全的环境下运行;另一方面也便于发现失水的部位。

3.6 加强管网保温

管网的保温性能主要受保温层厚度的影响,因此,保温层厚度要根据国家相关规定来计算,在设计中要尽量考虑选用经济保温厚度。除此之外,管网保温还受供热介质温度降、环境温度、保温层表面温度等因素影响,在经济保温厚度达不到标准要求时,就要根据技术条件来确定保温层厚度。依目前技术水平,建议推广使用供热直埋技术进行敷设管网。在实践中,将改性聚酯作为保温材料,并以高密度聚乙烯为保护壳进行预埋保温管,不仅使得室外管网的输送效率要达 90%以上,其耐温已达 150℃。

综上所述在改进和完善过程中,要因地制宜,坚持可持续发展观,依据国家集中供热节能的发展策略,不断向节约型的供热系统发展,充分利用能源,提高热能的利用率,最大限度的满足社会供热需求。

[1] 李俊杰,王宏伟,王 培,等.集中供热系统节能问题初探[J].中国住宅设施,2009(6):71-72.

[2] 张泽丽.集中供热的节能技术[J].科技情报开发与经济,2005(8):111-112.

[3] 宋锡来.优化供热系统提倡节能减排[J].煤矿现代化,2009(1):88-89.

[4] 刘 昕.供热系统平衡运行及节能方案探讨[J].民营科技,2009(5):67-68.