關于區域供熱系統節能措施的幾點認識

蔣英杰

摘? ? 要：分別從區域供熱系統的熱源、供熱管網系統、熱用戶三個方面結合實際工作，對各組成系統的能耗進行分析，提出相應的節能技術措施。

關鍵詞：區域供熱系統;熱源;供熱管網系統;熱用戶;節能

1? 節能

節能是指在不減少熱用戶數量，不影響供熱質量的情況下，采取合理的管理技術措施降低能源消耗。本次討論的是用燃煤熱水鍋爐提供熱源的區域供熱系統，能耗主要有耗煤、耗電及耗水。

2? 區域供熱系統

區域供熱系統是區別于市政集中供熱系統和用戶分散取暖系統的，一般是由熱源、供熱管網系統以及熱用戶組成，一般位于市政集中供熱系統無法覆蓋的地區，是小規模的集中供暖形式（圖1）。熱源是將煤炭、石油、天然氣、電能等其他能源轉化為可以被用戶利用的熱能的設備系統，一般有鍋爐、熱泵等形式。供熱管網系統能夠將熱能輸送分配到各個用戶的系統，一般具有輸送、分配、切斷、調節的作用。熱用戶是指利用熱能生產或生活的單位或居民。

3? 熱源系統

3.1? 能耗分析

燃煤熱水鍋爐熱源系統主要有鍋爐本體、給水系統、送風排煙系統等輔助系統組成，主要耗能為煤炭、電力和水。能夠從提高鍋爐熱效率，減少給水及送風系統存在跑冒滴漏現達到節能的目的。

3.2? 主要存在的問題分析

燃煤鍋爐熱源系統有多個子系統組成，能耗形式較多，所以存在的問題范圍較廣，有鍋爐熱效率偏低、設備的運行能耗過高、系統帶病運行造成的能耗浪費等，主要有以下幾個方面：①煤炭方面的問題。由于煤炭的品質存在較大的差距，如果不按照燃煤鍋爐的設計要求提供燃料的話，將造成煤炭在鍋爐內燃燒不充分的問題，或由于煤炭品質過低不能有效提供熱量。②鍋爐本身存在的問題。鍋爐本體密封不嚴，爐墻漏風，爐膛存在結渣現象，或是由于鍋爐的安裝、使用不當致使鍋爐存在缺陷，達不到設計工況，降低鍋爐的熱效率。③鍋爐的運行管理存在問題。管理人員及操作人員技術水平不高，不能按照設計要求操作;制度不完善不能按照需求調節鍋爐的出力;鍋爐維修保養水平不高，使得鍋爐帶病運行;水處理不合格，造成鍋爐結垢，降低熱效率，嚴重可能造成水冷壁爆管。④鍋爐輔助系統存在問題。給水系統漏水造成水資源浪費;送排風系統漏風造成電能浪費，或送排風系統存在風壓過高或過低現象，風壓過高將燃料吹起未燃燒而排出，風壓過低燃燒不充分造成燃料浪費;鍋爐給水泵、鼓引風機等工頻運行，缺乏有效的調節手段，造成電能的浪費。

3.3? 節能技術措施

針對以上問題，可以采取以下幾方面的措施：①煤炭的選用要符合鍋爐的設計要求，不止杜絕選用品質低的，也不能選用品質過高的煤炭，如果煤炭的品質過高會導致燃燒時爐膛溫度過高造成結焦現象，同時過高的爐膛溫度也會造成爐拱和爐墻的損壞，從而影響鍋爐的使用。②鍋爐在選型時就要先考慮熱效率高的型號;在鍋爐安裝過程中要嚴格控制質量，防止安裝完畢后鍋爐就帶病;在運行過程中要做好維護保養工作，出現爐墻漏風、爐膛結渣的情況要及時進行維護保養，防止小病變大病最后影響鍋爐的運行，要定期對鍋爐運動部件進行潤滑，確保運行穩定;對熱效率低的鍋爐進行節能改造，利用煙氣余熱，加裝空氣預熱裝置，提高進入爐膛的空氣溫度，減少能源損耗;采用分層燃燒技術，提高煤炭的燃燒效率，使煤炭能夠充分燃燒達到提高節能的目的;做好鍋爐的保溫工作，減少熱能的散逸，達到節能的目的。③提高鍋爐運行管理的水平，對相關從業人員進行技術培訓，培訓也要有針對性，不同的鍋爐有不同的操作要求，運行人員能夠按照不同鍋爐進行操作，扭轉人們固有的司爐工技術低下的印象;制定符合實際情況的規章制度，規范鍋爐的運行管理;通過做好鍋爐的保養工作，可以延長鍋爐的使用壽命，從而減少更換鍋爐設備的投資。④對鍋爐的給水系統送風排煙系統及其它輔機進行優化運行管理，減少跑冒滴漏造成的損失;對鍋爐給水泵、鼓引風機等采用變頻控制技術降低其運行能耗。⑤合理匹配鍋爐，盡可能的使鍋爐在高效區間運行。

4? 供熱管網系統

4.1? 能耗分析

熱水供熱管網系統一般由循環水泵、管道及其附件系統組成。主要能耗有循環水泵的運行、管道系統在輸配熱能過程的熱損失以及在配送熱能時的不合理造成的損失。

4.2? 主要存在的問題分析

供熱管網系統承擔著為用戶輸配熱能的作用，一般存在的問題有：循環泵選型與系統不匹配、供熱管網系統缺乏調節能力、管網水力失調等。問題主要產生在以下幾個方面：①設計方面，設計人員如果采用估算方法進行簡單的熱負荷計算，同時采用估算法進行管道系統的水力計算及設備的選型，就會造成偏差累計，而且往往為了保證供熱效果都采取“寧大勿小”的原則，就會出現循環水泵選型過大、管道系統接入供熱管網后由于設計偏大可能會造成水力失調，水泵能耗高的問題;整個供暖系統缺乏統一規劃，新舊系統間設計考慮不充分導致供熱效果不理想。②施工方面的問題，施工中采購的材料質量不合格，尤其是保溫材料，在輸送熱能的過程中熱能損失過大;采購的管件、閥門等存在問題，在實際運行中閥門不能正常關斷，或是由于管材等質量不合格，經常出現泄漏損失;未按設計及規范安裝補償裝置或安裝不合格，會由于輸送熱能過程中的管道膨脹而造成焊口等撕裂，造成熱能泄漏;施工完畢后未進行管道沖洗或沖洗不干凈，在運行后管道內的雜物會堵塞管道或用戶的用熱散熱設備，進行維修處理的過程中也會造成能耗損失。③運行管理方面的問題，運行人員對系統巡視不到位跑冒滴漏等現象不能及時發現，閥門檢修不到位不能正常的開啟和關閉，缺乏系統調節能力，不能根據實際需熱量進行供熱管網系統調節，導致能耗增大。缺乏專業的技術人員，供熱系統出現問題不能綜合分析問題，往往采取簡單的提高供熱介質的溫度和流量的方式解決問題，而掩蓋了真正的問題。

4.3? 節能技術措施

①設計時要嚴格按照規范進行，不能依靠經驗進行估算;設計也要考慮整個供熱系統的水力平衡，保證整個供熱系統的平衡;有時為了考慮整個供熱系統區域的發展鍋爐及管網匹配較大，但水泵的選型應按實際需熱量進行，因為有時每個年度節省的電能費用都比購置更大設備的費用高;管道設計時要加裝用于進行水力平衡的調節閥，以利于以后管網運行中的水力平衡調節;新系統設計時要充分考慮對舊系統的影響，不得影響舊系統的正常運行。②施工中采用合格的材料，尤其是保溫材料直接關系到管網熱損失的大小;加強施工現場的管理，施工方法及工藝要符合設計和規范的要求;施工完畢后管道沖洗要符合要求，避免管網運行過程中出現堵塞的問題。③保證供熱管網系統的水力平衡，可通過安裝水力平衡閥或調節閥等設備，按照用戶的需熱量進行調節，避免出現過度供熱的問題;在供熱工作中水力平衡是一項重要的工作，通過反復的調整達到整個供熱系統的平衡，避免出現距離熱源的近的用戶過熱而不利點的用戶不達標的現象。供熱管網水力平衡是節能節能技術重要的一環，在實際供熱工作中，距離熱源近的用戶比熱源遠的用戶高4-5℃，為保證不利點用戶的正常用熱，前端用戶就會過度供熱，造成能源的大量浪費。供熱調節共有四種方式：通過改變供熱介質的溫度質調節、通過改變介質流量的量調節、同時改變介質溫度和流量的綜合調節和改變供熱時間的間歇調節，針對不同系統采取不同的調節方式或綜合調節以達到節能的目的④加強管網的運行管理，及時發現管道出現的地漏現象并及時維修，維修后的管道在熱損失方面也要達到要求;對各種閥門儀表進行檢修保養，保證供熱管網系統運行時能夠達到開關自如、顯示準確、能夠調節的效果。提高運行人員技術水平，能夠針對不同的問題提供不同解決方案。⑤循環水泵是供熱管網系統中的耗能大戶，可采用變頻控制，已達到節約能耗的目的。

5? 熱用戶

5.1? 能耗分析

本文討論的熱用戶主要是指利用熱能進行冬季取暖的單位和個人，其利用散熱器將供熱系統輸送的熱能提高建筑物室內的溫度，以保證生產生活的需要。

5.2? 主要存在的問題分析

熱用戶的熱能主要是用于提高建筑物室內溫度，主要存在的問題有：建筑物不是節能建筑、用戶不能對自家用熱進行控制、散熱設備質量不合格等，主要造成問題的原因有以下幾個方面：①建筑物比較老舊，從設計施工時就是非節能建筑，相對于節能建筑要達到同樣是室內溫度標準，其耗熱量是節能建筑的近一倍。按照本地區的節能建筑標準及供熱標準測算，老式非節能建筑的能耗在60w/㎡左右，而新型節能建筑的能耗在30W/m2。②用戶不能對自家供熱進行控制，此問題一般同樣存在于老舊建筑，采用上供下回的供熱形式。用戶無法做到不供熱或減少供熱量，如果樓上居民進行了不合理的供熱管道或散熱設備的改造，將會影響樓下用戶的供熱質量，造成鄰里矛盾，增加供熱管理成本。③用戶采用的散熱設備是由不合格材料制造，或制造工藝不合格。散熱效果不好，使用壽命短，容易出現泄漏事故，從而造成能源的浪費。④熱用戶存在過度加裝散熱器。

5.3? 節能技術措施

①對非節能建筑按照節能建筑標準進行改造，非節能建筑是能源損耗最重要的問題，條件允許要首先進行節能改造。②對非分戶供暖的用戶進行分戶改造，使得每個用戶能夠自行控制，以減少熱能浪費。推廣用戶室內溫度控制技術，通過傳感器、控制系統和調節閥門保持室內溫度恒定。③散熱設備選型要與供熱需要相適應，不能過大也不能過小;要采用質量合格的產品，防止運行中出現泄漏問題。④由于每個人的體感溫度不一樣，個別熱用戶通過加裝散熱器提高室內溫度，超出合理溫度區間造成能量浪費。要做好宣傳引導，同時積極推進熱計量收費，多用熱就要多繳費，通過經濟手段加深用戶節能意識。

6? 結束語

區域供熱系統節能是一個系統性的工作，涉及到方方面面。現在也有比較成熟的氣候補償系統，通過氣候補償器、溫度傳感器、變頻水泵機組組成，其能夠通過感應室外天氣情況實現供熱系統的自動補償調節，以達到節能的效果。本文通過對區域供熱系統各組成部分的能耗分析，根據自己多年的工作經驗提出了相應的節能技術措施，希望能夠給存在同樣情況的系統帶來啟發。

參考文獻：

[1] 賀平，孫剛.供熱工程[M].北京：中國建筑工業出版社，1993.

[2] 姜乃昌.水泵及水泵站[M].北京：中國建筑工業出版社，1980.

[3] 住房和城鄉建設部.北方采暖地區既有居住建筑供熱計量及節能改造技術導則（試行）[Z].