城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能問題微探

徐平平

摘 要：近年來，我國城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城鎮(zhèn)人口總數(shù)逐年遞增，我國北方供給供暖方式主要依靠集中供熱，其具有節(jié)約能源、效率高的優(yōu)勢特征。本文結(jié)合我國集中供熱的發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析了集中供熱系統(tǒng)節(jié)能方面存在的缺陷，并提出了切實(shí)可行的指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：集中供熱；節(jié)能；意見；

當(dāng)下，國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長，從根本上提高了人們的物質(zhì)文化生活水平，但隨之而來的是能源的過度消耗問題。基于此，本文圍繞集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能問題展開深入探討，并提出了有實(shí)際作用的措施，希望在保證供熱的基礎(chǔ)上緩解能源供應(yīng)的壓力。

1現(xiàn)階段，我國集中供熱發(fā)展情況概括

截止到上世紀(jì)八十年代，我國北方地區(qū)的主要供暖方式仍然是以鍋爐房供暖為主。隨著改革開放進(jìn)度的加快，我國各級(jí)政府制定并出臺(tái)了針對(duì)集中供熱的相關(guān)政策。自上世紀(jì)九十年代以來，國家計(jì)劃委員會(huì)、城市建設(shè)規(guī)劃部門就集中供熱相繼發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)要求和制度條例，力求正確引導(dǎo)城鎮(zhèn)供熱事業(yè)的良性發(fā)展。北方地區(qū)的大中型城市逐步構(gòu)建了完善的集中供熱體系，并優(yōu)化了基礎(chǔ)配套設(shè)施，且將其作為城市建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)體系深入人心，并加大了對(duì)物質(zhì)需求及環(huán)境保護(hù)的重視。無論是規(guī)劃設(shè)計(jì)還是實(shí)際工作開展，我國在集中供熱方面都取得了長足的進(jìn)步。當(dāng)下，推行熱電聯(lián)產(chǎn)成為城市集中供熱體系的主流趨勢，并受到人們的一致認(rèn)可和推崇。眾所周知，我國地域遼闊，并擁有豐富的自然資源，但大部分自然資源均不可再生，對(duì)此我國政府應(yīng)當(dāng)給予此高度的重視，并積極利用可再生清潔型能源。

2城市集中供熱系統(tǒng)存在的能源過度消耗問題

2.1運(yùn)行效率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求

根據(jù)我國現(xiàn)下的相關(guān)法律條例的標(biāo)準(zhǔn)，民用建筑鍋爐的熱運(yùn)行效率標(biāo)準(zhǔn)為68%以上，而國際上對(duì)此項(xiàng)目熱運(yùn)行效率的標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定為80%。通過對(duì)我國城市集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查可知，鍋爐的熱運(yùn)行平均效率僅能達(dá)到63%，要明顯低于國際標(biāo)準(zhǔn)，且與國家所限定的標(biāo)準(zhǔn)也有一定的差距。歸根究底，造成鍋爐運(yùn)行效率低下的主要原因是，我國在鍋爐燃料方面大多采用的是質(zhì)量較差的原煤，而這些原煤中含有大量的雜質(zhì)，其燃燒性能極差，無法充分滿足城市供熱需求。

2.2管網(wǎng)輸送效率低下

從專業(yè)角度來說，供熱管網(wǎng)的輸送效率的計(jì)算方法為，管網(wǎng)輸送熱量總和減去輸送過程的熱量損耗，再除以真正獲得的熱量總和。當(dāng)下，我國對(duì)集中供熱系統(tǒng)供熱管網(wǎng)的輸送效率，限定為最低不得小于90%，而我國集中供熱系統(tǒng)的實(shí)際輸送效率只有區(qū)區(qū)65%，二者具有明顯的差距。通過深入調(diào)查我國建成并投入使用的供熱管網(wǎng)可知，目前我供熱管網(wǎng)存在嚴(yán)重的保溫?zé)釗p失、熱量泄露等缺陷。

2.3住戶室溫分化不均，能源過度消耗

我國城市集中供熱系統(tǒng)大多采用的是單向順流的方式，也就是說熱量從熱源沿單一方向流通各個(gè)住戶。這種方式的缺陷是供熱不均勻，部分距離熱源較近的住戶，室內(nèi)溫度能夠很輕松的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而冬季還需要開窗通風(fēng)散熱，這在一定程度上造成了能源的過度消耗。而另一部分住戶由于距離熱源較遠(yuǎn)，熱量在傳輸過程中過度消耗，需要通過空調(diào)等取暖設(shè)備調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，這不僅無法提高資源的利用率，還造成了二次浪費(fèi)，增加了電力成本。而城市集中供熱系統(tǒng)為了保證所有住戶的室內(nèi)溫度都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，只能采取加大供暖力度的方式，這既造成熱力資源過度浪費(fèi)，又使住戶室內(nèi)溫度嚴(yán)重失衡，增加了矛盾沖突。

3完善城市集中供熱系統(tǒng)缺陷的具體措施

3.1合理解決水利失調(diào)問題

造成水力失調(diào)的主要原因是單向順流的供熱方式。首先，我們繪制了合理的單向順流水壓圖，以及實(shí)際使用過程中水力失調(diào)的水壓圖。即在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，末端的水壓線已完全失去了循環(huán)動(dòng)力，無法保證水流量達(dá)到要求，因此，供熱效果極差，在單向順流供熱方式中，末端住戶的室內(nèi)溫度勢必要受到影響。而前端住戶的室內(nèi)溫度很高，水流量大，與末端住戶形成強(qiáng)烈的反差對(duì)此。針對(duì)水力失調(diào)問題，傳統(tǒng)的解決對(duì)策是人工操作測試調(diào)節(jié)溫度，且在測溫過程中，發(fā)現(xiàn)低溫點(diǎn)則需要人工調(diào)節(jié)閥門。這種技術(shù)手段的缺陷是，人工工作量過重，并且有時(shí)無法及時(shí)發(fā)展問題，甚至是無法準(zhǔn)確判斷問題點(diǎn)位。

另一個(gè)問題則是由于供熱系統(tǒng)是聯(lián)通的，調(diào)節(jié)其中一個(gè)閥門會(huì)導(dǎo)致其它閥門的流量發(fā)生變化，讓住戶室溫降低。為了更加高效合理的解決這一問題，機(jī)械式自動(dòng)調(diào)節(jié)措施被廣泛推行，借助此技術(shù)，能夠確保機(jī)械調(diào)節(jié)閥保持穩(wěn)定的數(shù)值，并在一定壓力差范圍內(nèi)，同時(shí)也可保證此閥門的流量數(shù)值穩(wěn)定。一旦管道內(nèi)壓超過限定標(biāo)準(zhǔn)，需要采取人工操作的方式進(jìn)行干預(yù)。

此外，可以建立全新的熱傳導(dǎo)中轉(zhuǎn)站，或重新布設(shè)管網(wǎng)，通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)對(duì)管道實(shí)施全方位的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。總而言之，必須借助現(xiàn)代科技手段維系管道的合理運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)按需供熱，從根本上避免水力失調(diào)問題。

3.2分析水泵節(jié)能

在集中供熱體系中，需要使用水泵提供動(dòng)力，保證供熱介質(zhì)的穩(wěn)定輸送，由此可見，水泵的性能和實(shí)際效率直接決定了整個(gè)集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效果。下圖為某地供熱高峰期內(nèi)水泵的電能消耗情況。

圖1某地供熱期內(nèi)泵房耗電量

根據(jù)上圖內(nèi)容顯示可知，當(dāng)下的集中供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷重、熱流量大，進(jìn)而增加了泵站的能源消耗。另外，泵站使用年限長、效率低，這也是造成能源過度消耗的主要原因。

針對(duì)上述問題，泵站的主要改造策略是盡量避免采取多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行的方式，因?yàn)檫@種方式的實(shí)際功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單臺(tái)泵，卻達(dá)不到單臺(tái)泵的運(yùn)行效果。因此，在保證供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，要合理的應(yīng)用單臺(tái)泵。具體措施為：可以利用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制泵出口壓力的自動(dòng)控制，并確保流量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。不僅如此，該技術(shù)還能有效維系供回水壓力的穩(wěn)定性。再者，該技術(shù)主要利用變頻控制，因而不需要人工操作調(diào)節(jié)閥門，該特性大大緩解了施工人員的壓力，而且還提高工作效率，并降低操作中的失誤率。

3.3調(diào)節(jié)運(yùn)行系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的集中供熱系統(tǒng)中，主要包括質(zhì)調(diào)節(jié)和分階段調(diào)節(jié)等方式。首先，質(zhì)調(diào)節(jié)方式主要是指，供暖高峰期內(nèi)循環(huán)水泵在額定工況下運(yùn)行，且供熱管網(wǎng)中的流程保持在恒定狀態(tài)下。這種調(diào)節(jié)方式操作工序簡便，但由于泵站全程處于高度負(fù)荷狀態(tài)下，因此運(yùn)行成本較高。

而階段調(diào)節(jié)的方式，則能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)室內(nèi)溫差變化，不僅能夠調(diào)整供熱管網(wǎng)流量，還能有效控制回水速度，與此同時(shí)，在泵站加設(shè)變頻裝置，可以保證末端住戶的室內(nèi)溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。另外工作人員通過改進(jìn)運(yùn)行調(diào)節(jié)方案，也可以保證各環(huán)節(jié)調(diào)度高質(zhì)量且有序的執(zhí)行。

3.4綜合控制水源消耗

在集中供熱系統(tǒng)中，存在嚴(yán)重的水耗問題，其負(fù)面影響主要是造成大量失水，及熱量散失。當(dāng)前，我國集中供暖系統(tǒng)中的補(bǔ)水率保持在0.5%—10%范圍內(nèi)。主要是因?yàn)楦鞯貐^(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)情況有較大差異，而管道泄漏嚴(yán)重程度也不相同。此外，用戶偷水行為也在一定程度上影響了補(bǔ)水率。其中，針對(duì)管道、閥門等泄漏問題進(jìn)行補(bǔ)水屬于正常程序，而人為泄水則是缺乏公德心的表現(xiàn)。基于此，供熱管理部門應(yīng)當(dāng)逐步加大巡查力度，確保設(shè)備的及時(shí)更新?lián)Q代，并嚴(yán)格控制和調(diào)節(jié)管網(wǎng)的平衡能力，從根本上提升回水率。

4結(jié)語

綜合上文內(nèi)容可知，要想切實(shí)解決城市集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能問題，就需采取有針對(duì)性的措施，同時(shí)制定并出臺(tái)相關(guān)政策，使行業(yè)進(jìn)步符合可持續(xù)發(fā)展基本要求，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊冬冬，宋曉磊.集中供熱熱網(wǎng)控制調(diào)節(jié)技術(shù)探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件。

[2]崔英.集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）.2017（22）

（作者單位：寧夏華電供熱有限公司）