集中供热系统节能控制研究

宋长亮

（辽源市热力集团有限公司，吉林 辽源 136200）

0 引言

我国目前的经济与社会发展速度是非常快的，工业化、城镇化发展速度非常快，一方面能源短缺严重，另一方面能耗大、浪费严重。我国要想促进经济与社会更加快速的发展，首先就要坚持开发资源，同时还要节约能源，避免发生浪费的问题；其次，节能是治理环境污染的重要举措之一，人类社会的可持续发展，需要做好环境污染治理工作，这样才能保持连续稳定发展[1]；第三，节能降耗是长远发展战略，对于企业竞争力提升非常有效。

1 我国集中供热发展现状

进入到二十世纪的90年代之后，国家建设部、计委等部门开始全面的推广城市供热系统，保证城镇供热领域的发展有效的进行，同时能够有效的推动我国城市供热事业的发展和进步。集中供热系统的主要组成部分包括热源、热网、热用户等方面，它们是相互联系、相互影响的整体。北欧等国家中，因为其资源缺口比较大，属于资源匮乏严重的国家，所以已经开始全面重视集中供热系统的研发和应用。随着世界各国对于集中供热系统的重视，都有了深刻的认识，节能是国家发展的必然趋势。

2 节能的形式

2.1 热源的节能减排

为了能够达到可持续发展的要求，我国的产业政策方面逐步的调整，国家鼓励使用热电联产集中供热方式，实现多种能源协调一致发展。当前我国城镇化集中供热人员主要是热电厂实现的，比如核能供热、垃圾焚烧供热、地热空调采暖等等方式，这些都属于热电联产的生物发电方式，但是结合具体的应用情况，实现优化对比分析，最终选择合适的供热方式。选择最佳的热源形式，对于我国的集中供热环保性的提升有着重要的意义，同时也关系到生态效益、环保效益方面。我国目前发布很多政策支持热电联产的供热方式，其可以促进能源利用率的提升，不会产生严重环境污染，供热质量更加的稳定，为大气环境治理、能源利用率提升奠定基础，是我国可持续发展之下的重要战略之一。按照目前我国的新政策以及城市发展的需要，进行合理的供热人员布局与规划设计。通常来说，大型发电厂理论发热效率在40%左右，而热电联产的运行效率则可以超过60%以上，按目前统计数据，6千千瓦以上火电厂发电标准煤耗为375g/（kW.h），而热电联产的发电标准煤耗为200g/（kW.h）左右，小锅炉分散供热的标准煤耗率为60g/GJ左右，而热电联产的平均供热标准煤耗为40.77kg/GJ。从这些数据分析发现，热电联产比热电分产方式的节能效果要好。当前的热源节能减排方面最优化的方式就是锅炉进行改造处理，可以全面的提升燃烧效率，实现能源的节约[2]。

2.2 热网的节能

从当前的集中供热介质方面分析，具体包含蒸汽、热水两种形式。蒸汽采暖的情况比较常见，一方面可以满足工业生产的需要，有些场景是必须使用蒸汽，可以将生产、采暖作为一个系统运行；另一方面，因为有些工业厂房内部空间较大，高度也比较高，热水采暖的效果较差。但是随着人们节能意识的提升，我国蒸汽采暖日益减少，甚至逐步被淘汰。经过科学技术的发展，高温水采暖技术取得了很大的进步，让高、大的工业厂房也可以使用热水作为供热介质达到采暖的要求，并且供热的效果比较好。很多城市开始积极的改造，逐步的实现汽改水，有着非常好的效果。供热介质的选择，要按照实际情况确定，如果完全针对集中供热采暖负荷热网的形式进行，最好选择使用高温热水作为介质进行，利用一次性供回水温差，可以促进管道输送效果的提升，且可以实现质调节与量调节联合方式，能够保证不同条件下的应用要求，供热性能和整体平衡性比较好，可以降低项目投资，如果完全采用工业热的形式，可以单独设置一个供热蒸汽网的形式，但是供热半径要合理的计算，否则难以达到供热性能的要求，还会出现蒸汽输送环节损失严重的情况。如果有条件，热源单位可以通过热电厂汽轮机低真空循环水供热的方式，将凝汽器改造处理，把冷却塔内的循环水利用循环泵房实现热源桌边负荷通过低温水供热处理，还可以充分的利用电厂内的生产余热，可以给周边居民进行供热，能源节约效果好。热网调节是依据目前我国发布的能源政策，对于当前已有的损失超过20%的蒸汽管网供热系统实现供热改造，逐步的构建形成热损失在3%以内的高温热水供应系统，同时还要积极的采用高温热水混水直供的方法，逐步的实现低温循环水供热施工，能耗较低，管网供热效果也会提升[3]。

2.3 热网设计上的节能

2.3.1 供热管网热负荷的确定

一是计算确定全年供热负荷参数，然后明确平均热指标、全年热负荷数据，发布该年度内供热负荷延时曲线图，这对于供热系统的规划设计有着重要的作用，也是热电联产方案经济性对比分析的主要根据。二是结合近远期热负荷发展变化的状态，明确相关的供热管网管径和循环水泵选型。符合远期供热系统的需要，达到经济性的要求，防止存在能耗过高的情况。

2.3.2 热网系统型式设计

管网系统在选择中，需要达到热网运行安全性的要求，并且符合经济性、可靠性的标准，如果发现冲突，经济性是最后考虑的因素。传统热网设计中，通常都是从单热源枝状管网的形式设计，这样可以降低项目投资，施工周期也比较短，所以目前我国的应用范围较大。随着技术的发展，供热系统技术逐步的成熟，为了能够达到供热系统运行的安全性和稳定性，将具体的热网设计成为环状网的形式，实现供热系统运行稳定性要求，保证热网平衡性合格。

2.3.3 控制形式

要想使得热网的管理水平有效的提升，减少运维管理成本，促进系统运行综合性能的提升，切实提升供热的质量水平，降低能源损耗，自热源到各个热力站都要配置完善的自动化检测仪表和自动控制系统，大幅提升管理水平，产生较高的经济效益和社会效益。

2.4 热网运行调节上的节能

在热网运行调节上，通过开展数字化供热，将用户缴费、用户信息、远程数据采集、设备联动控制、高清视频监控及大数据分析集于一体，实现采暖期运行数据的汇总分析和趋势预测，根据各热力站所辖热负荷用热特性等方面的不同，结合室外天气温度变化情况，不断优化调节手段，采取有效调节措施，利用小流量大温差，按照初寒期、高寒期、末寒期分阶段改变流量的质调节方式，及时作出调节，使热用户家中达到舒适温度，整个热网均衡运行，在保证热用户供热质量的同时，也提高了对热用户的服务质量，实现了按需供热、精准供热、数字化供热[4]。

3 改善供热系统节能措施

不断的开展城市供热体制的改革与完善，促进城市环境质量的提升，坚决落实可持续发展的战略措施，实现技术创新，完善供热系统，让城市供热系统能耗得以下降，符合清洁性指标要求。

3.1 城市集中供热

制定出符合城市供热系统运行需要的规则和标准，逐步的落实城市集中供热措施，做好新建分散锅炉房的控制，对于已有的分散锅炉房逐步的改造和拆除，促进集中供热效率和治疗的提升。

3.2 技术改造

不断的研发新技术、新材料以及新工艺，促进供热设备技术水平的提升，在保证技术先进、运行可靠、经济性较高的标准之下，实现热网和热力站的技术综合水平的提升，达到现代化管理的要求。对于能耗较高、效率较低、性能不足的设备及时拆除，以免导致能耗严重。

3.3 热源

①不断的开发和应用热电联产系统，促进能源利用率提升；②使用多种供热措施，促进节能降耗水平的提升；③风机、水泵等常用设施增加变频装置，达到节能性的效果；④寻求其他可替代热源进行城市供热；⑤不断的开发和利用太阳能、地热能等清洁能源[5]。

3.4 输配管网

①促进输配网的运行安全性、耐久性的提升，降低工程成本，减少热量的损耗，防止供热系统存在泄漏的问题，同时还要做好热力管道的防腐蚀处理，避免热损失严重。②积极做好各项计量收费改革措施，保证集中供热系统运行调节和控制技术符合运行要求。③做好热力站的规模限制，做好系统控制工作。④通过调节流量等方式，可以大幅提升供热效率和质量，也能够升高供热的温度。⑤研发和应用热力站入口的流量控制装置，彻底解决一次水系统水力失调的问题，热力站设置监控系统，保证用户热量可以调整，不断的改进和完善二次供水系统，有效的消除房屋不热或者能源浪费的问题。⑥全面推广和应用拖泵汽轮机，确保循环泵、给水泵等大型设施满足运行的要求，有效的节约设备运行的电力能源，符合能源节约的要求。

3.5 热用户

①充分的消除水平失调、垂直失调的问题，用户楼栋入口需要设置流量控制装置，做好各个楼宇之间的流量分配和控制，保证能源有效节约。②集中供热住宅通过应用分户计量、分室温控的方式，使得原有住宅分户供热系统计量收费系统符合要求，大幅提升能源利用效果和质量。③不断的推广和应用高效率的散热器装置，让地面热水低温辐射采暖电热膜采暖，同时还要利用电力负荷峰谷平电蓄能以保证供暖的要求。

4 结语

综上所述，供热系统的节能可以从多个方面出发进行分析，结合目前的热网运行的具体情况，展开有效的研究，不能在没有任何理论和技术支持下盲目改造，否则将会导致供热系统失衡，能源浪费严重。因此，需要积极的研发新型的供热系统与方法，提高供热技术水平，做好理论数据计算分析，且要在实际中积极总结经验，达到节能降耗的标准，满足现代社会的发展需要，对于人类社会可持续发展有着积极的意义。