关于城市集中供热系统优化的研究

摘要:随着社会的进步及居民生活质量的提高，城市集中供热因具有易控制、能源利用率高、供热范围广和环境影响较低等优势而得到了迅速发展。因此，在现实生活中，城市集中供热系统的优化就具有重要意义。本文主要分析了城市集中供热系统的组成，并提出了城市集中供热系统存在的主要问题，在此基础上提供了一些可行性的城市集中供热系统优化策略。

关键词:集中供热；系统；优化

中图分类号：C94文献标识码： A

一、城市集中供热系统的组成

城市集中供热系统是将大量的热用户通过热力网连接起来，并由统一的热源提供所需热量的一种供热系统。该系统一般由热源、热网和热用户三个部分组成。其中，热网作为供热系统的一个重要组成部分，它承担着将热源的热量及时地输送、分配给各个热用户的任务，是连接二者的桥梁。

二、城市集中供热系统存在的主要问题

1、管道方面存在的问题

管道老化、材质低劣、施工技术落后等问题都造成了管道事故的发生。有一部分城市供热企业长期亏损，缺乏更新改造资金，供热管网老化现象的出现就是在所难免。以东北一些集中供热发展较早的老工业区为例，齐齐哈尔、长春、哈尔滨等城市的老工业区，部分管网已运行了三四十年以上，问题尤为突出。而受技术和工艺的限制，早期敷设的供热管道多是采用管沟和架空敷设，管材保温质量差，加上供热运行温度较高，工作环境恶劣，年久失修，保温层脱落和管沟进水情况普遍，常常发生泄漏和堵塞事故，管道热损失也造成了能源的大量浪费。

有一些管道因建设时间较早，技术落后，运行时间长，又不及时进行维护，导致很多问题产生。有的企业为了降低造价，甚至使用低质产品，加之施工质量控制不严，供热管道在建成后不长时间就频繁发生事故，管道泄漏和堵塞是最长发生的。

阀门故障包括泄漏、锈蚀、关闭不严等。以前的热网阀门主要采用法兰连接的闸阀、截止阀、蝶阀，由于供热管道存在较大的热胀冷缩变形，经常会在法兰连接处产生泄漏。闸阀、截止阀还由于其固有的缺陷，常出现因腐蚀阀杆断裂、无法关闭(打开)等问题。

补偿器的作用是补偿管道变形，减小热应力，其出现的问题后随采用的补偿器种类不同而有所区别。早期采用的套筒补偿器出现的主要问题是密封不严产生泄漏，现在大量使用的波纹管补偿器主要是由于应力腐蚀而产生泄漏和爆裂，一旦发生事故就会造成较大的破坏。

2、缺乏调节装置和有效手段

过去建设的大部分热力站、热网都没有安装调节阀和水力平衡调节装置，导致水力工况失调，热损失较大。还有很多系统调节不善，采取大流量小温差的运行方式，导致耗电量居高不下。

3、非正常的工况变化

某些供热系统由于补水量较大，超出了设计补水能力。为了降低补水成本，直接采用自来水、江河水、地下水，导致水质不达标，随之就出现了管道结垢、氧化腐蚀等一系列问题。

三、城市集中供热系统优化策略

城市集中供热系统作为一项基础设施建设，在发展过程中需要热力企业改进一些技术，并由广大监管部门以及政府进行有效监管，使其更能适应社会的发展，资源也得到充分利用。

3.1、热力企业在原有基础上的节能优化

第一，从根本上改善锅炉燃烧状况，节约燃料。目前，我国很多大型集中供热电厂的建设是为了响应建国以后的政策，所以很多的集中供热系统已经老化，锅炉耗煤量较高。针对这一问题，就要加强锅炉系统严密性，采取分层燃烧技术。锅炉系统采取措施来改善锅炉以及烟风道的严密性，降低过剩空气系数。与此同时，针对目前煤炭燃烧不完全的情况,采用分层燃烧技术,提高煤层的透气性,强化燃烧、提高锅炉热效率和减少环境污染。

第二，做好全程供热系统中的监测以及技术管理。集中供热系统作为一个体系化、全局化系统，其中的任何一个环节出现损坏问题都将影响到用户的利益，同时也会给供热企业的效益带来不利的影响。因此，供热企业要加强技术革新，管理好热量、温度、压力等参数，及时解决系统中所出现的问题。

第三，改造输配系统，分层次做好平衡。供热系统的核心部分就是供热输配系统，它还对输出热源的利用率起着决定性作用。在集中供热中，一些供热系统只注重锅炉燃烧效率，却忽视了热能在传输的过程中的损耗，造成了资源的极大浪费。为了解决好这个问题，供热企业应采用科学的技术和手段，解决好输配范围和输配距离以及结构的问题，设置适当的入口调节装置，保障水力的平衡。另外，在输配的过程中，输送距离的远近与消耗电能是息息相关的，要大幅降低能耗损耗就应用分级加压和分布式变频输配系统。

第四，城市供热企业要采用洁净煤燃烧技术，起到带头引导的作用。社会要实现可持续发展，城市集中供热的企业必须要保护好环境。目前，洁净煤燃烧技术作为一项比较成熟的技术，在我国正大力发展，它的出现为我国清洁的热电联产提供了可靠保障，从根本上推动了清洁生产，促进企业长久的发展。

3.2、政府方面的政策支持

第一，政府对新建企业提供了政策扶持，从而保证了城市供热系统建设的平衡。我国地域辽阔，各地气候、温度的差异较大，新疆、西藏、青海等地区海拔较高，冬季气候严寒，而南方地区仅需要日常工业用水用热。所以，从各地的不同情况看，在调度城市集中供热系统时，相关部门有必要做一个总体规划，尽量满足全国各个城市的用热需求，而不只是少数的大型城市。我国还有一些供热企业是垄断企业，城市最主要的供热线路被它们占据了，在其他企业申请建立新的集中供热系统时，政府必须要给予政策扶持。

第二，对违规供热企业要进行严惩。在社会发展过程中，总会有一部分企业为了追逐经济利益，甚至以牺牲环境为代价，许多供热企业也在其中。为了整顿这种局面，政府部门就要制定出相关法规，惩治违规供热企业，用保护环境的技术对它们进行严格监管，以确保环境不被污染。

第三，推行阶梯热价政策。我国的环境状况日益恶化，各地政府应积极引导供热企业采用清洁能源作为集中供热燃料，由于采用清洁能源成本相对较高，可以对该地区仍在使用煤等对环境污染较大的供热企业，收取环境污染治理费用，用以补贴采用清洁能源供热的供热企业。

四、结束语

综上所述，从改革开放以来，我国城市集中供热以其特有的优势和国情适应性，已经呈现出加速发展的趋势，这对改善居民生活质量，促进城市发展有着重要的意义。但是，城市集中供热系统还存在着很多问题，包括管道、调节装置等，情况也比较复杂。因此，城市集中供热系统随着供热体制改革的推进，也开始了大规模的改造和升级，不仅改善了供热运行情况，同时也使管网改造的技术层次得到了提高，这对推动供热行业的发展有重要意义。总之，城市集中供热系统发挥的作用是不可替代的，对现有城市集中供热系统进行优化，已经为我国经济社会可持续发展，提高城市品位作出了不可估量的贡献。

参考文献：

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作者简介：余建国（1981），男，本科，河南省郑州市，动力工程师，现就职于河南省城乡规划设计研究总院有限公司，主要从事市政动力（集中供热管网、锅炉房等）设计工作。