熱電聯產在集中供熱改造中的節能分析

杜妍軍 郭相敏

摘要：熱電廠作為集中供熱必不可少的部分，其作為公益性的基礎設施可以顯著地提升人民生活質量，建設熱電廠有利于提高能源的利用率，治理大氣污染。目前我國燃料供應以及能源利用主要是以煤炭為主，熱電聯產集中供熱系統作為實現可持續發展的重要設施，具有顯著的環保及節能效應。

關鍵詞：熱電聯產;供熱系統;節能技術

1、熱電聯產機組集中供熱的發展背景

熱電聯產是指同一發電廠既生產電能，又利用汽輪發電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產方式。即電能、熱能生產合為一體的工藝過程。相對于只生產電能或熱能的方式，熱電聯產可將熱效率提高到85%，更節約燃料。具有更高的節能降耗作用。該技術是能源節約及合理利用的重要方式。是循環經濟的重要技術手段。熱電聯產技術作為能源行業的重要用能形式，得到世界各國能源行業專家的認可。各國的法律及政策都給予高度的支持。經濟的飛速發展，使得熱電聯產技術的實施進度和范圍相應提高，集中供熱是社會物質文明和精神文明的進步的重要表現。我國約有50%的城市采用了集中供熱設施，北方城市供熱普及率相比較南方更高，超過35%。在多種集中供熱方式中，熱電聯產供熱占比超過63%，其次為鍋爐房供熱，約占35%。國家后續陸續出臺一系列支持政策和措施。由此，降低能源消耗、減少排放，提高能源利用率，是我國各地區經濟發展過程中必須考慮的問題。

2、熱電聯產集中供熱關鍵環節

2.1、合理應用超聲波流量計，應用比例調節技術

目前應用超聲波流量計比例調節技術主要是通過兩個并聯水管中水流量正負范圍基本標準，在此標準中要確保管中流量保持不變。比例調節技術對技術人員綜合素質要求較高，需要發揮超聲波流量計應用價值，實際投入的成本較大。還可以應用變頻技術對管內流量進行調控，通過變頻技術對管內流量進行調節主要是通過變頻機器對水量進行控制，對水管水量情況進行控制，及時采取調節控制措施，降低能源損失。

2.2、發揮集中供熱系統在線監控技術應用價值

集中供熱會產生較為嚴重的能源浪費問題，隨著我國互聯網技術快速發展，目前各項運行數據能夠得到有效保存。通過對此類數據進行分析，能夠全面提升集中供熱節能效率。集中供熱在線監測系統主要是通過互聯網技術對供熱狀態進行監控，分析各項數據，能夠為相關部門提供信息化服務。實際運行能夠全面提升供熱系統安全性與經濟性，獲取的能源效益較為明顯。集中供熱在線監測系統穩定運行能夠全面提升集中供熱自動化發展水平，提升供熱效率，降低供熱運行成本，滿足廣大用戶生產生活用熱需求。此系統穩定運行還能節約較多人力、物理，對供熱工作進行指導，從而提升集中供熱運行管理質量，實現節能發展目標。

2.3、安裝維持管內阻力平衡的裝置

在供熱系統中管理阻力能夠進行調節，但是通過調節之后不能確保管中阻力保持平衡。循環水泵揚程要根據阻力較大的管段進行確定。如果相關管段中存在的氣壓不能有效排出，將會導致水力失調問題發生，供熱系統供熱不均勻。產生此類問題之后相關技術人員要通過人工措施來進行調節，促使阻力平衡，但是實際調試過程復雜程度較高，在反復調試過程中會消耗較大人力與物力。所以當前需要采取相應措施確保水力平衡，在各個用戶系統中安裝平衡閥，對阻力進行調節，確保管網各段保持水利平衡。通過應用平衡閥具有良好的調節功能，能夠優化供熱管網系統自動調節功能。技術人員需要應用平衡閥對阻力進行控制。

2.4、提升供熱管網系統節能效率

熱水管網的在主干線設計過程中需要結合實際要求選取管徑較大的管網，水力運行情況良好。支管網根據熱平衡原理來確定管徑，然后從設計角度確保管網運行平衡，能夠防止出現水力失調問題。熱力管網由于熱脹冷縮產生應力，需要降低固定墩與補償器安裝。采取無補償直埋技術，這樣能夠消除補償器安裝造成的安全隱患，還能對電能損耗問題進行有效控制。熱水管網直埋地下通過預制保溫管能夠對熱量消耗問題進行控制。直埋熱網熱效率較高，架空和地溝敷設熱損大于10%，保溫層破壞嚴重，熱損失會擴大。相關部門要定期組織技術人員對管網系統進行維修，防止發生漏水事故。在原有管網中設有分支閥門，熱網水力失調會導致耗電問題發生。系統水利失調會導致遠近端用戶出現受熱不均問題，此時需要調節管網。如果閥門難以進行調節，可以將節流孔板布設在供水管上，能夠對阻力損失問題進行控制。

3、節能技術在熱電聯產集中供熱系統改造中的應用

3.1、煙氣余熱回收技術

鍋爐排出的煙氣溫度大致在95℃～135℃，可以作為熱量很高的余熱源。通過回收煙氣余熱可以提高熱源2%以上的供熱能力。世界上很多國家均使用金屬熱交換材料作為煙氣余熱回收裝置的主要材料，目前市面上最常見的煙氣余熱回收裝置有回旋式換熱器、導熱管換熱器、熱媒介質換熱器等，通過這些裝置可以將排出的煙氣溫度吸收再利用，提高一次回水溫度15℃以上。除此之外，一些高水平的科研機構還提出了深度煙氣余熱回收技術，實驗驗證，該項技術的使用可以回收更多煙氣中的熱量。

3.2、地溝型聚氨酯預制保溫管技術

地溝型聚氨酯預制保溫管的構成包括鋼結構件、高密度聚乙烯外殼和聚氨酯保溫層。這3種材料組成的整體結構能在很大程度上減少地溝等惡劣環境浸泡下的損壞，并且能很好的保持原有性質，除此之外，其連接接縫的數量遠遠少于傳統的管道連接方式。在實際使用中，有效地減少了由于管道鋪設原因帶來的管網熱損失，且鋪設簡單，維護成本較低，大大減少了施工周期，提高施工作業的安全性。

3.3、新型保溫材料技術

為了減少熱源輸送至用戶處過程中的熱量損失，供熱公司不斷引進新型保溫材料制作成的傳輸管道，大多數為硅酸鋁棉和改良后的無極陶瓷制成。這2種材料無異味，無毒副作用，可以根據需要制成不同直徑、長度的供熱管道以及各種形狀的保溫瓦塊等，這2種材料制成的保溫制品，不僅降低了熱損耗，在價格上也更便宜。

3.4、紅外線納米節能涂料技術

由于紅外線高溫納米材料具有耐氧化、耐腐蝕、抗高溫的特點，部分研究機構利用紅外線高溫納米材料作為原料制成涂料，通過在鍋爐壁上涂上該涂料來延長鍋爐使用時間，通過熱平衡測試結果表明，燃氣鍋爐在刷節能涂料后節能約1%，燃煤鍋爐節能約2%。涂刷紅外線高溫納米節能涂料后，與涂刷普通防氧化腐蝕涂料相比，鍋爐的腐蝕速度減緩大約30%，極大地減少了替換鍋爐帶來的經濟損失。

結束語

總而言之，供熱系統實現節能減排是長期發展工作，也是我國社會經濟長遠發展的重要目標，當前需要在原有技術基礎上進行創新，改進原有的管理方法。對供熱系統采取調整措施，提升工業化生產鍋爐燃燒效率，優化換熱站運行方式，降低熱損失，提升供熱效率。此外，需要組織技術人員對供熱終端加強管理，對供熱終端水循環進行控制，控制循環中的熱損失問題，全面提升供熱效率，為我國供熱系統長遠發展提供有效動力。

參考文獻：

[1]李浩淼.大型熱電聯產機組集中供熱在節能減排中的作用[J].能源與節能，2018（10）：85-86.

[2]喻宏. CC市集中供熱服務系統優化研究[D].吉林大學，2018.

[3]李銀玲. 中國城市集中供熱能耗分析及節能減排控制策略研究[D].華北電力大學，2016.

[4]王蕊，倪康君，范成成.熱電聯產及集中供熱節能課題研究[J].資源節約與環保，2014（07）：38-39.

[5]王萌. 中歐集中供熱節能機制對比與研究[D].清華大學，2014.