淺談供熱管網的節能技術

殷嘯云

摘 要：供熱系統與人們的生活質量有關，供熱系統的主要組織包括供熱管網絡。目前，中國的供熱網絡傳輸效率低，在管網將熱媒從熱源輸送到用戶的過程中，將有一個漫長的過程，在這個過程中，會造成能量損失，包括管道的熱損失，由于長時間的管網設備年久失修和配件損壞（包括滲漏水的損失）由網絡調整失誤造成的熱能損失等。在能源緊缺的今天，研究供熱管網的節能技術和方法，對節約能源、減輕污染、保護環境有重大的意義，也會對我國的能源戰略起到重大作用。

關鍵詞：暖通；供熱；換熱站；節能

近年來，隨著中國變頻技術不斷發展壯大，其在各個領域中都得到了廣泛應用，如水泵風機等設備中都選用變頻控制技術，其可靠性不斷提升的同時應用成本也不斷下降。當前所使用的最簡易且經濟的供熱管網自動化系統就是由變頻器結合計算機共同構成的。這種控制管理模式是基于原有管理模式的一種應用，原有監控儀表無需更換均可繼續使用，只需利用原有變頻設備，通過專用通訊線路將其與專門的控制計算機進行相連即可。這種模式不僅可以使管理工作更加簡單便捷，對邏輯功能的保護也可以很好地實現。同時若對變頻器遠程與就地操作同步進行設置，還可以簡便地實現對管網即時操作。除此之外，在上述基礎上，還可添加專用數據收集與控制模塊，對整個供熱管網進行實時監測，實現對相關供熱數據信息的搜集與故障預防工作。

1 供熱管網節能改造的必要性

目前，能源消耗的增長和能源的嚴重短缺已成為制約中國經濟發展的重要因素，而加熱的方向和冷卻的能源消費占全國能源消費總量的很大一部分。隨著居民對生活水平的要求越來越高，在供熱上的消耗也越來越高，成為節能工作中的一大難點。

供熱管網是集中供熱的組成部分之一。目前，中國的中央供暖系統已逐步取代分散供熱，因為它沒有燃燒，加熱質量好、加熱設備，運行穩定，能耗低，已成為城市供暖的主要方式。因此，供熱管網進行節能改造，可以大大降低能源消耗，節能工作有很大的效益。

集中供熱系統由三大部分組成：熱源、熱網和熱用戶。其目的在于維持室內氣溫適合，使建筑物始終處于得熱與失熱的平衡狀態。其中熱網承擔著將熱源的熱量及時地輸送、分配給各個熱用戶的任務，起到連接二者的橋梁作用，是供熱系統的重要組成部分。近年來，隨著我國城市集中供熱事業迅速發展，集中供熱系統供熱面積逐漸增大，管網的結構越來越復雜，相應地在供熱管網上面的投資也越來越大，熱網越來越顯示其重要性。供熱管網越來越多地走向人們的生活，熱電廠集中供熱和區域集中供熱急劇增加。我國城市供熱管網的特點是熱用戶分布區域廣、分支多，有些熱網為提高供熱可靠性和應付供熱發展的不確定性，在規劃設計時就將熱網像市政給水管網一樣成網格狀布置，卻存在熱水力工況和控制復雜，網格狀管網投資非常高的問題。因此，我國城市 供熱管網仍然多為多條枝狀管網放射型布置。在現階段，部分城市集中供熱管網存在管道老化、腐蝕嚴重、技術落后、熱能浪費、安全事故時有發生等問題，造成了不應有的浪費，影響了城市生產和生活秩序。因此，為了減少能源消耗、降低運行費用、提高運行安全性和經濟性，供熱管網的優化運行迫在眉睫。保證供熱質量能否把生產的熱能，按熱網用戶需要進行合理分配，這就要求熱網在設計中選擇最優方案、進而搞好城市的供熱問題。

2 現階段我國供熱管網存在的問題

我國很多地區的供熱管網運行方式都還是傳統的間歇性，由于其與大規模的集中供熱不大適合，對供熱質量有所降低。供熱管網的水力平衡失調是供熱不合格和供熱能耗過高的原因之一。水力平衡失調除了會造成供熱不均，部分用戶室溫過熱而另一部分用戶室溫不足，還會在補充供熱不足用戶的供熱時，只能采取加大供熱管網循環流量的方式，這樣也會造成比需求量高很多的能耗。我國部分地區仍采用汽暖供熱，比起水暖供熱，汽暖供熱的溫度高，熱量損失也較高，同時對于設備的要求也比水碾高。

另外，供熱管網的熱媒和熱源選擇不夠恰當、管理不夠細致周全、供熱管網設備老化等問題也會對供熱管網節能效果產生影響。

3 加強供熱官網節能的具體措施

3.1 分時供熱與連續供熱結合起來

首先可以考慮將分時供熱和連續供熱合理的結合起來，在供熱的時候，要根據相關的溫度情況，將一天分成幾個供熱時段，根據時段進行供熱，連續供熱則是在供暖期內保持溫度的恒定，一直到供熱結束，當前，我國大部分地域采用的都是連續供熱的方式，從以往的對比可以看出，分時供熱的耗煤量高，且燃料燃燒的充分，溫度比較平穩，且煙也少，但是，如果有明確的使用階段，那么就應該采用分時供熱的方式，要想保證供熱的質量，比較理想的方法就是平時采用低溫連續供熱的方式，供熱溫度要求高的時候采用分散供熱，從而達到節能的目的，同時，還應該解決水力工況失調的問題，那就應該在系統中加入相關的控制設備，供水溫度與控制問題接近，也能夠提高熱能的傳輸效率，減少損耗，當前，還有很多地方采用汽暖供熱的方式，跟水暖供熱相比，汽暖供熱的浪費率高，因此，應該講汽暖供熱改成水暖供熱，這樣能夠有效的推進節能工作，在進行改造的時候，應該注意在改造的時候，管道的坡度會發生變化，應該合理的進行調整，在管道中要設置放氣閥，以保證良好的循環，為了使高層用戶能夠用上高質量的熱能，應該使用增壓泵。

3.2 提升熱網運行參數的精確性

熱網運行參數的精確性不夠是用戶冷熱不均和系統流量增大的主要原因，而冷熱不均和系統流量增大則會造成能源的消耗和器材的過度損耗。要解決這一問題，就必須先解決水力工況失調的問題，也就是在供熱系統中增加控制設備。同時，將供水溫度與設計溫度盡量接近，也能夠對供熱系統的輸送效率有效提高。此外，還可通過調節混水比，來增加循環水的流量，實現對樓內供水溫度的控制，這樣可以有效改善不同樓層間供熱效果不同的現象，在避免底層溫度過低的同時，也不會使頂層過熱。

3.3 將汽暖供熱改為水暖供熱

比起水暖供熱，汽暖供熱的效率較低，熱量損失也比較大，因此，將汽暖供熱改造為水暖供熱，對于供熱管網節能有重大意義。在進行改造時，應注意以下幾點：由于設計的不同，在進行改造時，管道坡度會有一定程度的調節；汽暖管道要保持嚴格的密閉性，絕對不可漏氣放氣，但在改造為水暖管道時，則應設立放氣閥，將管道中的氣排放出來，以保證管道中水的順暢循環；水暖管道需要增設加壓泵，以保證高層用戶的供熱質量；在改造完成后，應對水暖供熱管網進行試水，以保證管道設備的安全性；應將暖氣片更換為適合水暖供熱的類型。

4 提高供熱管道的工作效率

4.1 加強對供熱管道的管理

加強對供熱管道的管理，改變以往的粗放管理模式，是提高供熱管道工作效率的有效方法。想要供熱管道在工作中做到高效節能，就必須對管理方式進行改革。首先，應對設備進行徹底檢車修理，對老化、缺乏維護甚至處于損壞狀態的設備進行維修和更換；其次，應對設備中所有儀表進行校準，以確保在供熱管道工作過程中，它們所提供數據的正確性。

4.2 加強對用戶端的管理

確保熱媒不散失，是供熱管道節能工作的關鍵之一，因此，在對用戶端的管理上，首先要注意的就是對供熱管道失水的管理。目前，我國供熱管道失水主要是由管道漏水和用戶自行防水造成的，失水量已超過總水量的10%。減少失水量，應從管道和用戶端兩方面入手。在管道方面，應加強對管道的維修保養，特別是在供熱期停止的時候，應將管道進行徹底檢修，之后在管內注入軟化水至管體被充滿，這樣既可以減輕管道內部的銹蝕問題，也方便在供暖期再次來臨時充入熱媒。在用戶方面，應加強對用戶的服務，在供暖期開始前，應對管網用戶進行統一試水，并在試水期間對供暖設施進行檢修，以免出現漏水現象，同時應對用戶展開宣傳教育，避免其自行開閘放水。

5 對供熱管網進行優化設計

5.1 在規劃城市供熱管網分步時應注意合理性

城市供熱管網的規劃設計要與城市整體建設規劃相協調，盡量使管線的走向做到節約、合理，同時與其他城市建設項目不沖突。在規劃時應考慮以下幾點：其一，熱力站址的位置和分步合理；其二，管道材質選擇合理，散熱較低；其三，對管道周圍環境影響較小。

5.3 選擇合適的管體，并對供熱管網進行合理敷設

供熱管道是熱媒經過實踐最長的一個部分，因此如果能做好這一部分的保溫，就能有效實現供熱節能。經過計算和實驗，若供熱管道采取了有效的保溫措施，那么熱損失可降低90%以上。因此，選擇保溫性能良好的管道材料和確定經濟合理的管道厚度，不僅對供熱管道的保溫效能至關重要，也和供熱系統的能耗有著密切關系。

采用合理的敷設方式不僅能夠降低供熱能耗，同時還能大大延長供熱管道的使用壽命，減少故障的發生。目前，我國多采用直埋敷設，在管道的維修護理和供熱系統的節能上都有較好的表現。

5.3 對水力進行合理計算

在計算時，應使用合理的經濟比摩阻理論公式，運用動態分析法，得出不同供熱體系、供熱規模下的經濟比摩阻值，并對其進行嚴格控制，減小遠端用戶的管道阻力，降低能源消耗。

5.4 注重工作效率的提升

在管道方面，要加強對相關管道的維護，尤其是在供熱間歇的時候，應該組織相關工作人員對管路進行徹底的大檢修，并在管內充入軟化水，這樣可以有效的減輕銹蝕，在用戶方面，應該對用戶提供優質服務，在剛開始供暖的時候，應該對用戶進行統一試水，及時發現問題并解決，當前，供熱管網的規模在不斷的擴大，傳統的單一熱源已無法滿足需求，因此應該采用多熱源聯合供熱的方式，在設計的時候要進行嚴格的論證，保證供熱的穩定性。

6 結語

總之，目前供熱管網的運行和管理中也還仍然存在著諸多問題，供熱節能增效的改進空間還很大。技術工作者應把握這一機遇，在加強自身技術能力和經驗水平的基礎上，不斷將各種新技術應用于實踐，為我國的節能減排工作貢獻力量。

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