集中供熱系統節能控制研究

宋長亮

（遼源市熱力集團有限公司，吉林 遼源 136200）

0 引言

我國目前的經濟與社會發展速度是非常快的，工業化、城鎮化發展速度非常快，一方面能源短缺嚴重，另一方面能耗大、浪費嚴重。我國要想促進經濟與社會更加快速的發展，首先就要堅持開發資源，同時還要節約能源，避免發生浪費的問題；其次，節能是治理環境污染的重要舉措之一，人類社會的可持續發展，需要做好環境污染治理工作，這樣才能保持連續穩定發展[1]；第三，節能降耗是長遠發展戰略，對于企業競爭力提升非常有效。

1 我國集中供熱發展現狀

進入到二十世紀的90年代之后，國家建設部、計委等部門開始全面的推廣城市供熱系統，保證城鎮供熱領域的發展有效的進行，同時能夠有效的推動我國城市供熱事業的發展和進步。集中供熱系統的主要組成部分包括熱源、熱網、熱用戶等方面，它們是相互聯系、相互影響的整體。北歐等國家中，因為其資源缺口比較大，屬于資源匱乏嚴重的國家，所以已經開始全面重視集中供熱系統的研發和應用。隨著世界各國對于集中供熱系統的重視，都有了深刻的認識，節能是國家發展的必然趨勢。

2 節能的形式

2.1 熱源的節能減排

為了能夠達到可持續發展的要求，我國的產業政策方面逐步的調整，國家鼓勵使用熱電聯產集中供熱方式，實現多種能源協調一致發展。當前我國城鎮化集中供熱人員主要是熱電廠實現的，比如核能供熱、垃圾焚燒供熱、地熱空調采暖等等方式，這些都屬于熱電聯產的生物發電方式，但是結合具體的應用情況，實現優化對比分析，最終選擇合適的供熱方式。選擇最佳的熱源形式，對于我國的集中供熱環保性的提升有著重要的意義，同時也關系到生態效益、環保效益方面。我國目前發布很多政策支持熱電聯產的供熱方式，其可以促進能源利用率的提升，不會產生嚴重環境污染，供熱質量更加的穩定，為大氣環境治理、能源利用率提升奠定基礎，是我國可持續發展之下的重要戰略之一。按照目前我國的新政策以及城市發展的需要，進行合理的供熱人員布局與規劃設計。通常來說，大型發電廠理論發熱效率在40%左右，而熱電聯產的運行效率則可以超過60%以上，按目前統計數據，6千千瓦以上火電廠發電標準煤耗為375g/（kW.h），而熱電聯產的發電標準煤耗為200g/（kW.h）左右，小鍋爐分散供熱的標準煤耗率為60g/GJ左右，而熱電聯產的平均供熱標準煤耗為40.77kg/GJ。從這些數據分析發現，熱電聯產比熱電分產方式的節能效果要好。當前的熱源節能減排方面最優化的方式就是鍋爐進行改造處理，可以全面的提升燃燒效率，實現能源的節約[2]。

2.2 熱網的節能

從當前的集中供熱介質方面分析，具體包含蒸汽、熱水兩種形式。蒸汽采暖的情況比較常見，一方面可以滿足工業生產的需要，有些場景是必須使用蒸汽，可以將生產、采暖作為一個系統運行；另一方面，因為有些工業廠房內部空間較大，高度也比較高，熱水采暖的效果較差。但是隨著人們節能意識的提升，我國蒸汽采暖日益減少，甚至逐步被淘汰。經過科學技術的發展，高溫水采暖技術取得了很大的進步，讓高、大的工業廠房也可以使用熱水作為供熱介質達到采暖的要求，并且供熱的效果比較好。很多城市開始積極的改造，逐步的實現汽改水，有著非常好的效果。供熱介質的選擇，要按照實際情況確定，如果完全針對集中供熱采暖負荷熱網的形式進行，最好選擇使用高溫熱水作為介質進行，利用一次性供回水溫差，可以促進管道輸送效果的提升，且可以實現質調節與量調節聯合方式，能夠保證不同條件下的應用要求，供熱性能和整體平衡性比較好，可以降低項目投資，如果完全采用工業熱的形式，可以單獨設置一個供熱蒸汽網的形式，但是供熱半徑要合理的計算，否則難以達到供熱性能的要求，還會出現蒸汽輸送環節損失嚴重的情況。如果有條件，熱源單位可以通過熱電廠汽輪機低真空循環水供熱的方式，將凝汽器改造處理，把冷卻塔內的循環水利用循環泵房實現熱源桌邊負荷通過低溫水供熱處理，還可以充分的利用電廠內的生產余熱，可以給周邊居民進行供熱，能源節約效果好。熱網調節是依據目前我國發布的能源政策，對于當前已有的損失超過20%的蒸汽管網供熱系統實現供熱改造，逐步的構建形成熱損失在3%以內的高溫熱水供應系統，同時還要積極的采用高溫熱水混水直供的方法，逐步的實現低溫循環水供熱施工，能耗較低，管網供熱效果也會提升[3]。

2.3 熱網設計上的節能

2.3.1 供熱管網熱負荷的確定

一是計算確定全年供熱負荷參數，然后明確平均熱指標、全年熱負荷數據，發布該年度內供熱負荷延時曲線圖，這對于供熱系統的規劃設計有著重要的作用，也是熱電聯產方案經濟性對比分析的主要根據。二是結合近遠期熱負荷發展變化的狀態，明確相關的供熱管網管徑和循環水泵選型。符合遠期供熱系統的需要，達到經濟性的要求，防止存在能耗過高的情況。

2.3.2 熱網系統型式設計

管網系統在選擇中，需要達到熱網運行安全性的要求，并且符合經濟性、可靠性的標準，如果發現沖突，經濟性是最后考慮的因素。傳統熱網設計中，通常都是從單熱源枝狀管網的形式設計，這樣可以降低項目投資，施工周期也比較短，所以目前我國的應用范圍較大。隨著技術的發展，供熱系統技術逐步的成熟，為了能夠達到供熱系統運行的安全性和穩定性，將具體的熱網設計成為環狀網的形式，實現供熱系統運行穩定性要求，保證熱網平衡性合格。

2.3.3 控制形式

要想使得熱網的管理水平有效的提升，減少運維管理成本，促進系統運行綜合性能的提升，切實提升供熱的質量水平，降低能源損耗，自熱源到各個熱力站都要配置完善的自動化檢測儀表和自動控制系統，大幅提升管理水平，產生較高的經濟效益和社會效益。

2.4 熱網運行調節上的節能

在熱網運行調節上，通過開展數字化供熱，將用戶繳費、用戶信息、遠程數據采集、設備聯動控制、高清視頻監控及大數據分析集于一體，實現采暖期運行數據的匯總分析和趨勢預測，根據各熱力站所轄熱負荷用熱特性等方面的不同，結合室外天氣溫度變化情況，不斷優化調節手段，采取有效調節措施，利用小流量大溫差，按照初寒期、高寒期、末寒期分階段改變流量的質調節方式，及時作出調節，使熱用戶家中達到舒適溫度，整個熱網均衡運行，在保證熱用戶供熱質量的同時，也提高了對熱用戶的服務質量，實現了按需供熱、精準供熱、數字化供熱[4]。

3 改善供熱系統節能措施

不斷的開展城市供熱體制的改革與完善，促進城市環境質量的提升，堅決落實可持續發展的戰略措施，實現技術創新，完善供熱系統，讓城市供熱系統能耗得以下降，符合清潔性指標要求。

3.1 城市集中供熱

制定出符合城市供熱系統運行需要的規則和標準，逐步的落實城市集中供熱措施，做好新建分散鍋爐房的控制，對于已有的分散鍋爐房逐步的改造和拆除，促進集中供熱效率和治療的提升。

3.2 技術改造

不斷的研發新技術、新材料以及新工藝，促進供熱設備技術水平的提升，在保證技術先進、運行可靠、經濟性較高的標準之下，實現熱網和熱力站的技術綜合水平的提升，達到現代化管理的要求。對于能耗較高、效率較低、性能不足的設備及時拆除，以免導致能耗嚴重。

3.3 熱源

①不斷的開發和應用熱電聯產系統，促進能源利用率提升；②使用多種供熱措施，促進節能降耗水平的提升；③風機、水泵等常用設施增加變頻裝置，達到節能性的效果；④尋求其他可替代熱源進行城市供熱；⑤不斷的開發和利用太陽能、地熱能等清潔能源[5]。

3.4 輸配管網

①促進輸配網的運行安全性、耐久性的提升，降低工程成本，減少熱量的損耗，防止供熱系統存在泄漏的問題，同時還要做好熱力管道的防腐蝕處理，避免熱損失嚴重。②積極做好各項計量收費改革措施，保證集中供熱系統運行調節和控制技術符合運行要求。③做好熱力站的規模限制，做好系統控制工作。④通過調節流量等方式，可以大幅提升供熱效率和質量，也能夠升高供熱的溫度。⑤研發和應用熱力站入口的流量控制裝置，徹底解決一次水系統水力失調的問題，熱力站設置監控系統，保證用戶熱量可以調整，不斷的改進和完善二次供水系統，有效的消除房屋不熱或者能源浪費的問題。⑥全面推廣和應用拖泵汽輪機，確保循環泵、給水泵等大型設施滿足運行的要求，有效的節約設備運行的電力能源，符合能源節約的要求。

3.5 熱用戶

①充分的消除水平失調、垂直失調的問題，用戶樓棟入口需要設置流量控制裝置，做好各個樓宇之間的流量分配和控制，保證能源有效節約。②集中供熱住宅通過應用分戶計量、分室溫控的方式，使得原有住宅分戶供熱系統計量收費系統符合要求，大幅提升能源利用效果和質量。③不斷的推廣和應用高效率的散熱器裝置，讓地面熱水低溫輻射采暖電熱膜采暖，同時還要利用電力負荷峰谷平電蓄能以保證供暖的要求。

4 結語

綜上所述，供熱系統的節能可以從多個方面出發進行分析，結合目前的熱網運行的具體情況，展開有效的研究，不能在沒有任何理論和技術支持下盲目改造，否則將會導致供熱系統失衡，能源浪費嚴重。因此，需要積極的研發新型的供熱系統與方法，提高供熱技術水平，做好理論數據計算分析，且要在實際中積極總結經驗，達到節能降耗的標準，滿足現代社會的發展需要，對于人類社會可持續發展有著積極的意義。