福建省热电联产集中供热系统的节能技术探究

（福建省福能晋南热电有限公司 福建晋江 362246）

集中供热系统是福建省在造纸、皮革、印染等集中供热工业区建设中的重要基础设施，对于保证工业生产的用热需求具有十分重要的作用。随着技术的进步，热电联产已经成为集中供热系统建设中的重要方式，有效地减少了对环境的污染。不过，目前在热电联产供热系统在生产运行时中仍需要消耗大量的煤炭资源，同时在集中供热系统的热能分配以及输送过程中也会产生一定的能源损耗，因此必须加强对节能技术的研究，并结合本地区热电联产集中供热的实际情况，合理选择相应的节能技术设备，以减少能源浪费，使能源利用率进一步提高，降低对环境的污染，从而促进造纸、皮革以及印染等行业向绿色低碳、节能环保方向发展，实现社会经济建设与自然环境的和谐共生。

1 集中供热系统概述

与传统的热电分产供热方式相比，热电联产供热方式能够有效上扬热源供给的稳定性和可靠性。以将燃煤作为热源的集中供热系统为例，热电联产的能源效率明显高于热电分产形式，具体可参见图1 所示。同时还具有节约能源、减少对环境的污染以及加大电力供应能力等作用，其综合效益十分突出。但是目前热电联产集中供热系统的综合能效以及节能效果仍存在较大的提升空间，因此必须积极应用各种先进的节能技术，进一步提高节能效果，减少集中供热系统的能源损耗，降低系统运营成本。

图1 以燃煤为例对比热电分产与热电联产的能源效率

2 热电联产方式集中供热系统中节能技术应用分析

2.1 新型保温节能材料技术的应用

热电联产集中供热系统在热量传输过程中会产生不同程度热能损失，因此应积极采用新型的保温节能材料技术，以提高传输管道的保温性能。例如改良无极陶瓷、硅酸铝棉材料以及聚氨酯直埋技术等，都具有较好的保温节能效果。

2.2 新型节能涂料技术的应用

在热电联产集中供热系统中，新型节能涂料产品得到了越来越广泛的应用。特别是具有较强抗高温、耐腐蚀、抗氧化性能的红外线纳米涂料被作为锅炉设备的壁身涂料，对延长锅炉设备的使用寿命具有很好的效果，锅炉的耐腐蚀性能明显提高，被腐蚀速度与传统防腐她涂料相比能够降低30%左右，客观上减少了集中供热系统对资源的消耗，降低了集中供热系统的运行成本。同时，在锅炉上涂刷了红外高温纳米涂料后，在热平衡试验中发现，燃气以及燃煤锅炉的节能效果也分别提高了1%和2%左右，说明节能涂料技术在热电联产集中供热系统具有很高的应用价值［1］。

2.3 烟气余热循环技术的应用

在热电联产集中供热系统中，锅炉在燃烧后所排出烟气的温度通常在95 ℃到135 ℃之间，该余热源具有很高的热量。而烟气回收技术可以将其供热能力进一步提高。在烟气回收技术的应用实践中，烟气回收装置大多采用的是金属材料来对余热进行回收交换。我国目前比较常用的主要包括热媒介换热装置、回旋式换热装置以及导热管换热装置等烟气回收设备，这些烟气回收设备可以有效吸收排出烟气的余热并对其进行循环利用，将一次回水温度提高约15 ℃。在此基础上还发展出了烟气余热的深度回收利用技术，能够对烟气热量进行更加充分回收利用，为热电联产集中供热系统节能技术的主要发展方向之一。

2.4 储热技术的应用

在热电联产集中供热系统中为了保证全程供热量的稳定性，减少热能损耗，应积极应用储热技术，利用蓄热罐来对热能进行储备，使其能够在用热负荷相对较低时将多余热量吸收并存储在蓄热罐内，并在用热负荷提高时将其释放，以个性化满足供热需求。储热技术在热电联产集中供热系统中的应用可以使供热系统具有较强的抗干扰能力和运行可靠性，在发生热泄露等故障时发挥补水供热的应急处置作用，确保在各种热负荷条件下的供热稳定性。

2.5 流量变频调节技术的应用

流量调节技术需要根据预设的额定标准来对并联水管内的水流量进行定量调节，不仅需要更大的成本投入，而且需要较长的实践才能将供热温度调节至热用户的实际需求值。同时其所采用的循环定速水泵由于需要在一个固定循环水量条件下运行，当其处于低负荷工况下时会对电能造成巨大的浪费，同时也增加了集中供热系统的运行成本。为了提高热电联产集中供热系统的节能效果，降低能耗，应积极应用变频调节技术，根据用户对热流量的实际需求来对系统进行相应的调节，这样才能减少对能源的浪费，并优化集中供热系统的运行成本。在变频调节技术的实际应用中，可以根据热电联产集中供热系统所需承担的热负荷总量来选择变频循环水泵容量，且可以结合本地区的实际情况采用多台水泵联合工作的方式［2］。在选择循环供热水泵时应确保其流量调节范围能够适应集中供热系统的实际需要，且应选择噪音低、密封性好以及运行效率高的设备类型型号，以降低其在运行过程中的耗电量以及振动，同时应将热力站的供热管道管径适当加大。此外，为了降低热力站的阻力，应采用卧式循环水泵，并配置相应的旋流除污装置，以提高运行效率和节能效果。

2.6 灰渣回收利用技术的应用

在热电联产集中供热系统的建设和生产运营过程中，必须提高环保意识，并积极应用节能技术。集中供热系统所产生的灰渣如果直接排放，不仅会对环境产生严重的污染，也是对资源的巨大浪费。因此应积极应用灰渣回收循环利用技术，利用灰渣作为混凝土、建筑保温材料以及铺地砖等的原材料，同时一些热电厂所采用的优质煤在燃烧后所产生的灰渣不仅可以作为砌块、水泥的生产原料，还可以作为化学添加剂以及很多新型环保材料的掺料［3］。通过对灰渣回收利用技术的应用，可以在提高资源利用率、保护环境的同时，扩大生产单位的经济效益，具有很高的应用价值。

2.7 阻力平衡技术的应用

在调节热电联产集中供热系统内阻力时，其水力平衡问题是技术难点之一。由于在确定循环水泵扬程时，需要以供热管网中的最大阻力管段为依据，而一旦相关管段无法及时排除内部压力，就会造成水力失调现象，这会导致集中供热系统的热量分配不平衡，不仅浪费能源，而且还会给集中供热系统的运行带来安全隐患。因此，要及时采取相应的集中供热系统调节技术来调节阻力。在技术应用实践中，目前是将压力平衡阀和自力流量调节阀设置在各热力站以及用户端，以确保管网内的流量以及压差复合设计标准。同时，结合在线监控技术，通过建立自动化、智能化的远程控制系统对集中供热系统水力平衡进行调节控制。

2.8 多热源技术的应用

为了提高热电联产集中供热系统的经济性以及其运行的可靠性，各地区结合自身实际情况加强多热源技术的应用。通过集中供热系统热源的多元化建设来合理进行资源配置，优化集中供热系统工况，并根据不同终端对热量的实际需求来供热量，在保证供热效果的基础上提高资源的利用率，减少能源浪费。而且在应用多热源技术后，集中供热系统即使有一个或部分热源出现故障时，仍可以利用其他热源来维持供热系统的正常运行，这样既能够提高集中供热系统的经济性，同时也可以避免系统设备受到损坏。

此外，应加强对热电联产所有相关设备的日常管理维护，特别是要对锅炉以及输送管道定期进行检查，并制定科学的停炉保养等措施。在检查中发现设备存在老化或故障时，应及时进行维修处理或更换零部件，以防止供热设备出现漏、跑、滴、冒等问题，减少对能源的浪费。同时，还要加强对热电联产设备操作人员的技术培训，确保其操作规范准确，从而减少因人为操作失误而造成的设备运行故障以及能源损耗。

2.9 在线监控技术及智慧电厂的应用

我国热电联产项目的生产过程控制大多采用人工操盘与DCS 自动化控制系统相结合的方式。为了减少热电联产集中供热系统的能源消耗，需要准确掌握系统运行时的各项数据信息，以提高系统调节的合理性，因此应积极应用先进的网络信息技术建设自动化在线监测系统或在线优化生产工艺工程，对集中供热系统的运行状态进行动态监测或监控，及时准确的掌握各项参数，同时对各项数据信息进行存储以及整理分析，从而为集中供热系统的控制管理提供可靠的信息基础。在线监测技术在热电联产集中供热系统中的应用不仅可以提高资源的利用率以及供热量分配的合理性，而且还可以降低系统运行管理的人力物力成本，使集中供热系统的经济性得到明显的改善，对于提升集中供热系统的节能效果以及系统运行的安全性、稳定性均能够发挥重要的作用，在热电联产集中供热系统中具有很高的应用价值。

3 结语

与传统的热电分产供热方式相比，热电联产的集中供热系统在能源利用率以及污染控制等方面均具有较为突出的优势，已经成为福建省造纸、皮革、印染等集中供热工业区供热系统建设的主要发展方向。为了解决在集中供热系统中仍然存在的能耗较大、资源利用不充分等问题，必须要加强对各项新型节能材料技术的研究和应用。同时要结合不同地区的气候特点和经济条件，合理选择节能技术，以提高集中供热系统的节能消耗，减少对资源的浪费以及对环境的污染，在改善人民生活居住环境的同时，实现绿色低碳的可持续性发展目标，进一步增强人民群众的参与感、认同感、获得感和幸福感。