节能技术在集中供热系统改造工程中的应用

辛 丽 君

(太原市热力集团有限责任公司,山西 太原 030001)

1 待改造集中供热系统中存在的问题

1.1 热源效率不高，存在较为严重的污染

目前，很多老旧的集中供热系统仍然采用燃煤锅炉，而且，一般情况是使用了很多年的设备。经过这么多年的使用，设备已经进入了事故多发期，此时的设备想要继续使用下去，必须要经过大量的维修，工程量大。而且燃煤锅炉在使用过程中效率太低，燃煤产生的气体对空气污染较为严重，很容易对人体造成伤害。例如，北京邮电大学的燃煤锅炉房的运行数据显示，锅炉能够实际输出的热量只能达到设计量的70%，出水温度也达不到预期指标，低于额定出水温度50 ℃左右，这就造成了资源的大量浪费，效率极低。

另外，很多锅炉房的管理模式都是粗放型，极少采取有效的节能措施，没有科学合理的管理方法。所以，必须要对热源系统进行节能改造，建立集中供热的控制系统，使其可以有效的控制和调节负荷。

1.2 供热管网损失大，水力缺乏平衡

大部分的集中供热系统都不会主动更新供热管网，只有等它严重老化和腐蚀以后，才会意识到严重性。所以，现在的问题就是很多供热管网在年深日久的腐蚀下，逐步丧失了保温能力，热量损失严重，甚至超过了国家标准规定。而且，还有跑水、冒水、滴水和漏水等现象，这就直接加重了管网运行效率低、供热效果差、热量浪费严重的问题。

1.3 缺乏热计量和自动控制系统

目前，很多供热系统将居民区、附近的学校连在一起，供热和末端用户的需求联系不密切，例如，当学校的教学楼无人时，供热系统仍然在工作，这种情况下，就形成了无效供热，浪费了大量能源。同时，很多居民区的供热没有准确的计量装置，热量的使用无法量化，收费一致，用户对于热量的使用和节能也就没有了具体的概念，很多时候会无缘无故的浪费大量能源。

同时，供热系统大多为单一出口温度控制，供热量不能够根据用户需求进行详细调整，缺少自动化的控制技术，运行效率低下，这样也很容易造成严重的能源浪费问题。一旦供热系统出现问题，事故就不能及时的反馈，系统的稳定性也受到了一定程度的影响。

2 集中供热系统需要改造的必要性

2.1 热源改造必要性

我国现在阶段的集中供热系统仍然以燃煤锅炉为主，相对于国外先进的供热系统来说，存在很多缺点，包括：供热系统供热效率低下；存在严重的环境污染问题；其实际输出热量只是容量的70%，而理论上可以达到90%，甚至更高。所以，现有的集中供热系统的节能减排任务任重道远，为了更好的节能减排，必须要对其进行节能改造，利用高效清洁能源进行供热。

2.2 热网改造必要性

目前，国内的集中供热系统供热方式为间接供热，热量由热源通过一级管网到达热力站，再通过热力站到达二级管网。热量在热力站进行换热，二级管网负责将热量供给末端热用户。这种供热方式存在很多弊端，包括以下几点：

1)管网热量损失严重。因为很多管网都是建设于二十世纪七八十年代，当时的技术远远落后于现在，无论是敷设、保温，还是节能技术都处于起步阶段，尚未成熟。所以，经过几十年的使用，其老旧地沟防水性能越来越差，保温作用也在逐步丧失，热量损失远远超过国家规定的标准，浪费了大量热量。

2)供热设备落后，严重浪费能源。上文中也说过，很多设施都是始建于二十世纪七八十年代，年久失修，设备老化严重，而且选型设计和实际运行状态不符合，经常会有小温差大流量的情况出现，而且对于末端用户的热量需求反应迟钝，无法分温分时控制。

综上所述，对于集中供热系统供热效率影响最大的因素主要是管网的敷设方式、保温能力，以及热力站的节能控制，因此，节能改造要针对以上几点开展，从而提高供热效率。

3 节能技术集中供热系统节能改造中的应用

3.1 热源的节能改造

传统的供热系统热源就是锅炉，进行热源改造的目的就是为了将锅炉供热的效率提高上去，从而使热源系统更加清洁、高效、安全。改造工程要针对已经运行多年、较为落后的供热系统，综合设计和运行两个方面，重视节能技术的应用。具体的改造内容包括以下几点：

1)煤改气工程设计，即使用更加高效、清洁的燃气锅炉替代传统的燃煤锅炉。改造工程的场地可以选择现有的燃煤锅炉房，或是新建燃气锅炉房，在选择时一定要充分考虑投资的多少和运行管理等因素；可以充分地利用现有的资源进行改造，达到节省投资的目的，例如原来的锅炉房里有专门的引风和除尘间，所以，锅炉房的面积完全足够改造要求，剩余的空间可以用以其他用途，如维修车间或者库房；另外，燃气锅炉台数的确定较为复杂，一旦储备系数或者选型不合理，就容易造成能源浪费问题，一般情况下，需要考虑原有的锅炉房规模、供暖面积、建筑物性质和供暖方式。

2)设置烟风系统。传统的燃煤锅炉烟囱大多为砖砌结构，直径和高度与改造后相比，都更大，满足不了燃气锅炉的排烟要求。所以，需要重新对燃气锅炉的烟囱进行设计，采用不锈钢或钢制烟囱；同时，为了运营管理的灵活和排烟系统的安全性，可以每一台锅炉都设置独立的烟囱；而且可以选择设置烟气余热回收装置，将回收的热量综合利用起来，加热锅炉补水，提高锅炉的运行效率。

3)现况锅炉的循环水泵和补水泵可以得到充分利用，设置变频控制器，这样就可以灵活操作水泵，节省电耗。

3.2 热网的节能改造

集中供热系统的热网改造，需要充分考虑现有的锅炉容量、循环水泵容量和未来发展容量，而且，对热网进行改造时，外管网地沟和管线布局的改造是最基础的改造，改造时，要尽量利用原有的采暖地沟，局部新建，这样可以极大程度上节省投资和工期。可以采用以下几项措施，对室外管网加以改造：

1)调节管网水利工况。这项措施是针对近段管径过粗、远端压力不足、流速过低的状况，需要满足以下几项原则：首先，在进行改造设计时，一定要选择最不利的环路确定干线的直径，然后采用经济比摩阻为30 a/m～70 a/m的管道；其次，选取其他支线管道时，要通过控制允许压力降选取，管网的流速不宜大于3.5 m/s；最后，要以建筑物内的总压力损失为基础，控制好二级管网热力入户前的压力差，若无法确定压力差，则以50 kPa为标准。

2)加装水力平衡设备。这是一项能够稳定管网运行的措施，主要针对管网水力不平衡的状况。可以按照以下原则，给老旧的管网安装一个水力平衡设备：首先，要明确管网的调节方式，调节方式不同，需要设置不同的水力平衡装置，质调节方式的管网需要设置流量控制阀，量调节方式的则需要设置压差控制阀，控制阀的安装也需要满足厂家的要求标准；其次，管网的流量需要使用自力式流量控制阀调节，但如果使用自力式流量控制阀，管网就很容易被杂质堵塞，因此需要设置管道除污器。

3)直埋敷设。在对管网节能改造过程中，要以直埋敷设为主，只要路由条件允许，就要将所有架空敷设和地沟敷设的方式改为直埋敷设。这样可以很大程度上节省投资，减少工程量。

4 结语

目前我国能源紧缺，环保要求也越来越严格。而老旧的集中供热系统，资源利用效率低，对环境污染严重。因此，需要尽快的对其完成节能改造。所以本文就出了老旧的集中供热系统普遍存在的问题，并分析了主要节能技术的应用，希望能够对目前的局面有所改善。