基于集中供熱中新技術的理性思考

楊忠實

（吉林省長春市熱力（集團）有限責任公司，吉林 長春 130000）

集中供熱能提高能源利用率、節約能源，易于實現科學管理，提高供熱質量。就目前而言，集中供熱已成為現代化城鎮的重要基礎設施之一，是城市現代化的一個重要標志。從集中供熱的系統構成上看，集中供熱系統包括熱源、熱網和用戶三個部分，為了實現節約與合理利用能源，各設計施工單位和建設單位經過長期的工程實踐，采用新技術進行集中供熱，推動了城市集中供熱事業的發展。因此，研究集中供熱中的新技術具有十分重要的現實意義。鑒于此，筆者對集中供熱中的新技術進行了初步探討。

1 供熱介質的選用

供熱介質是在城市集中供熱系統中用以傳送熱量的中間媒介。供熱介質主要采用蒸汽、熱水、地熱水，現代熱工過程中廣泛采用的供熱介質是水。由于供熱介質的選擇關系到整個供熱工程運行，因此供熱介質的選用至關重要。

1.1 蒸汽

蒸汽作為熱媒供暖分為以下兩種。一種是蒸汽從區域供熱鍋爐房或熱電廠經營管道輸送到供熱區域換熱站，然后經換熱后凝結水回到鍋爐房或熱電廠。蒸汽作為供熱介質，和熱水相比，蒸汽較熱水的參數高，與水換熱傳熱系數高，可適當減少換熱器的傳熱面積。管網內蒸汽的輸送壓力可省掉熱水為供熱介質的循環水泵，可節約設備的投資與運行的耗電量。另一種則是蒸汽作為熱媒直接供采暖用熱的系統，它的散熱器系數高，散熱面積小，可滿足熱用戶采暖和生產用汽，具有調節可控性強的優點。但蒸汽采暖系統的舒適性較差，常常使室內空氣干燥，室溫隨供暖間歇波動性較大，驟冷驟熱易使管件和散熱器連接處泄漏，從而加大維修量。

1.2 熱水

熱水作為熱媒，冬季采暖室內比較舒適，可節約能源與用水，系統也便于調節。民用室內熱水供暖系統大部分采用低溫水作為熱媒，傳統設計供回水溫度一般在95℃/70℃。然而隨著建筑材料和節能環保事業的快速發展，目前新開發的民用建筑設計供、回水溫度為50℃/40℃。由于在熱水供熱系統中，沒有冷凝水和蒸汽泄漏，或是二次蒸汽的熱損失，所以其熱能利用率比蒸汽供熱系統要高。實踐證明通常能節省20%～40%的燃料。將水作為熱媒時，可能通過改變供水溫度進行供熱調節，這樣不僅可以減少熱網熱損失，還可以實現衛生要求。對于以區域鍋爐房為熱源的熱水供熱系統，提高供水溫度，對不會降低其熱能利用率。提高供水溫度和加大供回水溫差，可使熱網采用較小的管徑，降低輸送網路循環水的電能消耗和用戶熱設備的散熱面積，在經濟上是比較劃算的。但值得一提的是，供水溫度的升高，對管道及設備的耐壓要求高，運行管理水平也對應提高。

1.3 地熱水

冬天可以對地熱水一水多用，例如，用地熱水采暖，供生活熱水，夏天供生活用水和花房，游泳池，浴室用熱水，其經濟效益高，節水又節能。為擴大地熱供熱面積，供熱系統設置了蒸汽調峰系統。在冬季最冷時開啟蒸汽調峰系統提高供水溫度，保證室內溫度要求。井位不同，地熱水水質不同。具有腐蝕性的水質要特殊處理，通常設汰板換熱器進行間接換熱。使地熱水自成封閉系統循環，不致腐蝕整個采暖供熱系統。

2 供熱管網敷設方式

隨著城鎮供熱面積特別是集中供熱面積的進一步擴大，集中供熱中熱網的布置應盡量使管線走在熱負荷中心，對于供熱管鋪設方式，供熱管網敷設通常采用架空敷設、地下管溝敷設和地下直埋敷設三種方式。其具體內容如下：

2.1 架空敷設

在供熱管網的敷設方式中，架空敷設是供熱網敷設的方式之一。管道架空敷設方式適用于工廠企業，在供熱管網敷設中應符合城市景觀要求。對于廠區內有很多工藝管道需要架空敷設，熱力管道也與工藝管道同架敷設。管道架空敷設有其局限性，對于民用住宅、公建單位來說，應考慮市容市貌和小區總體規劃，一般情況下熱力管道不易架空敷設。

2.2 地下管溝敷設

地下管溝敷設，也是供熱管網敷設方式的重要組成部分。當地下水位高時，如采用管溝敷設則防水問題很難解決，地表水會通過管溝蓋板流到溝里，地下水會通過溝壁縫隙滲到溝里，管溝內熱水管道泡在水中，使保溫層失去作用，增大熱力管道的熱損失，且地下水腐蝕管道表面，從而縮短供熱管道使用壽命。在地下水位較低的地區，采用管溝敷設比較普遍。

2.3 地下直埋敷設

供熱管網敷設方式中，地下直埋敷設也不容忽視。供熱管道直埋敷設保溫防腐有氰聚塑保溫防腐和聚氨酯夾克保溫防腐。這兩種保溫管均采用聚氨酯作為保溫層，采用發泡的方法將聚氨酯包在管道外面。聚氨酯材料的導熱系數相對較小，是一種理想的保溫材料，且有一定強度，具有重度小，吸水少等特點。上述兩種保溫管在集中供熱區域中，不允許架空敷設的環境下，可采用直埋方式敷設熱力管道。

3 供熱分布式變頻和管道無補償

3.1 供熱分布式變頻

分布式變頻系統是一種新型的供熱系統形式，集中供熱分布式變頻水泵系統是指在熱源處設置一級循環水泵，該水泵的揚程僅負責鍋爐房內循環水量及循環動力，而在各熱力站的一級網上設置二級循環水泵分布式變頻泵，該泵負責各熱力站循環流量及克服一級網和熱力站的循環阻力，其實質是在各換熱站用變頻泵替代調節閥。分布式變頻泵在集中供熱系統中的應用，可以達到節約能源改善供熱工況的目的。

3.2 供熱管道無補償

隨著我國城市集中供熱的飛速發展，城市熱力管網無補償直埋管道敷設，依托其專項技術指標和合理的管網布局，省去了大量的補償器，使得管道的伸縮消化在整體管網系統中，以其施工速度快，造價低和保溫效果好等特點，越來越受到各城市熱力公司的重視。無補償直埋技術經過許多企業的共同探討研究，其技術日見成熟。無補償直埋管道技術從設計到施工，從溝槽開挖到管道安裝，從技術交底與監督到質量控制與檢測，均已形成了很多技術規范。

結語

總之，關于集中供熱新技術的研究是一項綜合的系統工程，具有長期性和復雜性。在采暖供熱的設計中，積極推進供熱資源的整合，有利于提高供熱的經濟效益和社會效應。只有加快城市現有供熱采暖設施改造，重視技術創新，不斷采用供熱新技術，不斷探索對集中供熱采暖設計的新技術、新應用的有效途徑，提高供熱設計質量和供熱運行質量，才能加快城市供熱事業的健康發展。

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