供热系统的高能耗分析与节能管理

王宝刚

前言

我国北方的集中供热逐步发展，大型热水锅炉、热力管网相继投入使用，运行管理及节能减排方面有待加强。集中供热系统普遍存在能耗偏高现象，这不但造成能源的巨大浪费，也给日益突出的环境问题增加了压力。集中供热应采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可承受的措施，以减少能源生产、使用等各个环节造成的损失和浪费，更加有效、合理的利用能源。

l 供热系统能耗偏高的原因分析

1.1 设计过程中的不合理因素

（1）锅炉容量储备系数过高。热负荷值是供热设备容量选择的重要依据，可是在目前的采暖设计中普遍存在着负荷估算偏高的现象。其原因主要有两点：第一，采用偏高的指标法进行估算。第二，人为地加大安全裕量。虽然热负荷取值已经偏高，但基于长久以来偏于安全的思想，在设备选型时仍然按照所给范围的上限值选取，导致锅炉的储备系数过高。其实由于锅炉本身具备10%的超负荷运行能力已经具备一定的安全余量，这种做法完全没有必要。由于大部分锅炉的容量远远大于实际需要，运行中长期处于低负荷状态，造成热效率普遍较低，不但增加了设备的初投资，而且造成了燃料的大量浪费，增加了运行管理费用，同时对环境保护工作造成了额外的压力。

（2）循环水泵、补水泵、鼓引风机等用电设备储备量过高及非经济运行。在集中供热系统的设計计算中，风机水泵等用电设备的选型有着严格的规定，但在实际选型时，由于客观条件的限制或是设计环节的粗糙，往往采用宁大勿小的原则，选择的设备都大于系统实际的需求，造成了在设计时辅助设备的电容量偏高。

1.2实际运行过程的弊病

（1）锅炉换热面热阻过大。在锅炉受热面内、外表面均有比较严重的水垢及灰垢。一般水垢的热阻是钢板40倍，灰垢的热阻是钢板400倍，每产生1毫米厚的水垢，就要浪费1% ～3% 的燃料。而产生lmm的灰垢，热损失将增加4% 一6%。因此，锅炉换热面内、外表面的结垢增大了换热面的热阻，使锅炉的热效率大幅降低。

（2）实际使用煤种较差。我国工业锅炉的设计煤种一般为二类烟煤烟煤在我国的储量最多，产地也遍及全国各地，不同产地的烟煤煤质特性差别也较大。一般来说，挥发分大于20% ，灰分小于35% ，直径3mm以下的细煤不大于30% ，且热值在4200 5000大卡的烟煤比较适合。而实际使用的煤质却远远低于这个标准，若要保证锅炉的供给热量，必然使燃煤量增大，灰渣物理热损失增加，辅机设备耗电增加，进而导致锅炉热效率降低。

（3）锅炉燃烧状况不佳。供热锅炉普遍存在煤层厚度与炉排转速配备不合理，配风比例不佳，更有炉膛温度过低，炉膛空气过量系数较大，排烟温度过高等现象发生，这些都将导致锅炉的各项热损失增大，从而使锅炉的热效率下降。

（4）管网补水量过大。造成管网补水量过大的基本原因有三点：第一，为供暖系统的跑、冒、滴、漏现象的发生；第二，间断性供热，供热时系统升温升压导致泄水，间歇停热时温度压力下降为了维护系统压力需要补水；第三，人为释放跑风或对供热系统水拿为他用。如此致使管网回水温度较低，从而使燃煤量增加，供热系统的热效率降低。 （5）锅炉及管道的保温性能太差。按常规计算保温不合格，将直接增大供热系统的散热损失，降低输送热量参数，从而导致供热系统热效率降低。

1.3 运行管理过程中的欠缺

（1）“大流量小温差”的运行方式导致锅炉及换热设备低参数运行，影响设备的效率。由于采用多台泵并联运行、加大循环水泵流量，末端增设加压泵，加大末端管径等做法来克服热网中的水力失调现象，使得系统中的循环流量大于设计值，降低了供回水温差，间接地导致了集中供热系统的低参数运行，影响锅炉出力，而且使换热器的换热效率大幅度降低。

（2）锅炉操作人员素质不高，相关调节控制的仪器和仪表不到位，因而无法使一些新的技术设备发挥应有的作用，导致科学高效的运行管理规程无法实现。当负荷或煤种发生变化的时候，无法有针对性地调整锅炉的运行状态，而只能凭经验“看天烧火”，造成锅炉能耗偏高。

（3）供热方式混乱。连续供热可以避免启停造成的能源损耗，但由于供热设备均按最不利情况选取，在绝大多数情况下锅炉处于低负荷状态，其效率较低；间歇供热虽然可以保证在运行班次内保持较高的负荷率，但启停之间的巨大能耗必然增加燃料的无谓损失，其热效率也不可能达到较高水平，而且间断运行对锅炉本体、鼓、引风机的使用寿命都会造成较大影响。

2 供热系统节能管理的有效途径

2.1 科学合理的系统设计

（1）供热系统设备选型要适当。要根据热负荷情况，合理选用锅炉及换热机组，不宜片面强调锅炉的大容量；对负荷波动频繁的场合应优先选择波动适应能力强的锅炉种类，尽量避免“大马拉小车”现象的发生；且充分考虑实际燃用煤种的质量；风机、循环水泵的电机须采用变频调速技术，可以及时地把流量、扬程调整到所需数值。

（2）燃煤供给方面，应尽量应用分层给煤、混煤技术。使煤层分散，通风阻力均衡，减少偏火或断火现象发生，显著地改善了锅炉燃烧状况，降低了炉渣含碳量和炉排漏煤量，保证燃煤燃烧效率，有效降低了灰渣物理热损失，从而提高锅炉的热效率。

2.3加大检修维护力度，确保设备完好率

（1）确保锅炉受热面的清洁。锅炉的水冷壁、对流管束、省煤器、空气预热器等受热面积灰和锅炉结垢是影响锅炉传热的一个重要因素。实验证明灰垢的热阻是钢板的400倍，因此要建立锅炉定期除灰制度，保证锅炉受热面的清洁，以提高锅炉效率和设备使用寿命。运行期应经常对锅炉进行化学清灰，充分利用停炉大修机会，用锅炉管道清洗机、高压水力冲洗机和钢丝刷等对锅炉内外进行除烟垢，必要时对锅炉内部和换热设备，进行酸洗、碱煮除垢，并派专业技术人员进行质量检查，经监察检验部门验收合格后投入使用，这样做不但有利于供热系统节能和安全，而且使供热设备效率有很大的提高。

（2）确认热工仪表的完好和准确。

供热系统的仪表是运行人员、管理人员的眼睛，是掌握系统运行工况、准确了解和分析系统存在问题的依据，能够采取正确方法与措施，达到节能挖潜。因此必须要按规定补齐所有热工仪表，并确保仪表的完好和准确。

（3）消除跑、冒、滴、漏现象，减少系统散热。

组织技术人员对供热管系统进行优化设计改造，加强系统和设备的维护和检修，发现泄露及时修好。严格监控系统温度、压力，加强锅炉及管道的保温，减少设备散热。

3 结语

综上所述鳃决供热系统高能耗的主要途径是，通过科学合理的系统设计，采用连续供热方式，实现自动化控制，合理调整锅炉负荷及运行参数，做到科学调度、精心操作才能够提高；还需针对实际情况制定相应管理制度，编写适宜的运行操作规程，严格建立出水温度、压力、流量、给风配比、排烟温度、燃料消耗量和灰渣含碳量、水质等。

参数的日常监测记录制度；以及着力做好大、中修、检修工作，对供热系统进行技术改造，针对运行中存在的问题采取有效措施，合理制定系统的大、中修计划，确保检修质量；并且认真做好锅炉及运行设备的巡回检查工作，加强保温、防漏等工作的日常维护。

参考文献：

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