集中供熱能耗產(chǎn)生的原因及節(jié)能降耗技術應用探討

李臣良 段軍

1.江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 江蘇 南京 210000

2.汕頭中圣科營熱電有限公司 廣東 汕頭 515100

集中供熱可以改善我國目前生態(tài)環(huán)境的質量，滿足社會對生活能源的需求和標準，同時也可以維持生態(tài)環(huán)境的平衡性。隨著我國城市人口增多導致城市規(guī)模加大，各類規(guī)模的工業(yè)園區(qū)逐漸增加，集中供熱是節(jié)約能源的一個不二選擇，但是目前工業(yè)耗能量大、成本過高、效率低、耗能大是目前城市集中供熱過程中主要存在的現(xiàn)象。

一、集中供熱能耗的產(chǎn)生原因

（一）換熱環(huán)節(jié)的熱量流失

國家節(jié)能減排的有關標準提出，集中供熱過程中的管網(wǎng)輸送效率在只有達到90%以上，才能夠達到國家安全生產(chǎn)的標準，但是實際集中供熱過程中的管網(wǎng)輸送效率并不能達到國家規(guī)定的標準，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，只能夠達到65%左右[1]。

集中供熱的水泵和換熱設備都比較落后，導致運行效率逐漸降低，使這個環(huán)節(jié)中所輸送的熱量大量流失，集中供熱需要利用多種新型的技術和設備[1]。能耗損失影響了整個供熱管道中熱汽的質量，導致資源嚴重浪費，也阻礙了該城市社會經(jīng)濟的發(fā)展[2]。

（二）另一種熱量損失方式（非物理性損失）及流量計選型探討

一個功能規(guī)劃完整的工業(yè)園區(qū)集中供熱往往采取過熱蒸汽作為熱能載體，且按照質量來計量的話，能量損失往往是通過質量損耗來體現(xiàn)的。質量損耗數(shù)據(jù)則來自于計量儀表。作為有貿(mào)易結算性質的流量計關乎供熱企業(yè)的成本與利潤和供用汽企業(yè)之間的公平公正，所以，流量計選型是工業(yè)供熱中非常重要的一個環(huán)節(jié)。市場上常見的流量計有孔板式流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。其中，渦街式流量計表和孔板式流量計表是常選用的，其詳情見表1。

表1 渦街式流量計表和孔板式流量計表

例如，位于廣東省汕頭市潮南區(qū)的汕頭市潮南工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園屬于一個印染企業(yè)集中的工業(yè)園，共有127家印染企業(yè)（其中自建廠房52家，其他小企業(yè)統(tǒng)一入駐通用廠房）。這些企業(yè)主要是通過蒸汽給口罩帶、女性內(nèi)衣、襪子、紗線、布匹等印染和定型的。熱電聯(lián)產(chǎn)項目公司是這個園區(qū)的能源島。降低蒸汽損耗是屬于熱電公司首要解決和處理的問題。最直接、有效的措施是：根據(jù)不同的用戶需求選定合適量程的流量計，以最大限度減少儀表“小流量切除”和“超流量難計量或少計量”而帶來的非物理性蒸汽損失。

二、集中供熱節(jié)能降耗技術應用分析

（一）降管損之選用新型保溫材料及工藝

建議采取新材料和新保溫工藝減少管道散熱損失。通過利用先進的保溫材料增強管道保溫的性能，提升管道抗寒、防濕的作用[3]。例如：硅酸鋁纖維氈、高溫錫箔反射層、雙層納米納米氣囊等新型材料的綜合利用，見圖1。

圖1 架空管道保溫圖

然而，實際應用中需要根據(jù)集中供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小、用戶數(shù)量、建設周期以及材料性能來選擇性價比高、導熱系數(shù)較小的保溫材料作為保溫層的主要材料，這樣可以全面提高管道保溫的性能，提升熱汽輸送的質量[4]。

（二）采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術降耗

火電廠中的火力發(fā)電機，在產(chǎn)生電能的同時，也可以生產(chǎn)出大量的廢熱能量（通過汽輪機作功后的乏汽要用循環(huán)水來冷卻，從而導致部分的能量白白浪費），通過采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術能夠通過將大量的廢熱能進行熱轉換，從而成為有用能源直接提供給熱用戶。熱電聯(lián)產(chǎn)技術的應用能夠提高資源的利用率，提升節(jié)能效率，更好地順應時代發(fā)展的潮流[5]。為了在集中供熱系統(tǒng)中充分體現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)技術的應用價值，需要做好以下工作：

安裝維持管內(nèi)阻力平衡裝置。在供熱系統(tǒng)運行過程中，管內(nèi)阻力具有自我調(diào)節(jié)的作用，可以根據(jù)運行情況對阻力大小進行調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)能夠正常運行，保障能源安全輸送。調(diào)節(jié)后，管內(nèi)阻力還可以保持平穩(wěn)狀態(tài)，能夠使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行[6]。循環(huán)水泵需要嚴格按照阻力的大小對管段長度進行確定，如果管段中的壓力過大，無法將其全部排放出去，就會出現(xiàn)嚴重的水力失調(diào)現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)上述問題，專業(yè)技術人員和工作人員需要及時采取有效措施對其阻力進行調(diào)節(jié)，確保阻力維持平和，但是調(diào)節(jié)流程復雜，難度系數(shù)大，需要反復調(diào)試，反復試驗才可以確保其阻力的平衡性，易耗費大量的人力和和物力[7-8]。

（三）提高供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能效率

首先，優(yōu)化供熱管網(wǎng)的主、支線設計。管網(wǎng)主、支干線的設計對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)安全性起著至關重要的作用，所以需要合理設計主干線。在設計時提前考慮到5年或者10年后用熱規(guī)模的增加情況，母管尺寸選擇要放有足夠的余量。另外，在對支管網(wǎng)的管徑設計時，需要嚴格按照熱平衡的原理進行操作，進而提高能源輸送的效率，這符合城市集中供熱能源質量所提出的標準和需求[9]。

其次，合理選擇補償器和控制電耗。由于熱力管網(wǎng)會在熱脹冷縮的狀態(tài)下產(chǎn)生一定的應力，所以為了避免出現(xiàn)安全事故，確保系統(tǒng)運行和用戶使用能源的安全性，合理選擇補償器和控制電耗。一方面，能夠有效避免安裝補償器可能出現(xiàn)的各種安全隱患，提高設備運行的安全性；另一方面，能夠有效控制電能損耗，提高能源的利用率，避免大量能源流失[10]。

再者，減少設置地埋管并加強運營管理。由于地埋管有一次投資造價高、熱損耗大、維護成本高、容易被用戶暗埋管道偷汽等弊端，所以，建議通過采取預制保溫地埋管（降低熱能消耗）和盡量采取架空輸送管道等方式來解決以上的問題。另外，當?shù)卣拖嚓P部門要充分發(fā)揮自身的職能作用，加大對管網(wǎng)系統(tǒng)運行情況的重視，定期組織相關工作人員對其進行維護和維修。

結束語

綜上所述，供熱系統(tǒng)在運行過程中要想實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，需要經(jīng)過長時間不斷的探索和分析，總結出最具有價值的成果，這正是促進我國目前社會經(jīng)濟發(fā)展首要完成的一項任務。在節(jié)能減排的理念下，要不斷創(chuàng)新，優(yōu)化升級，確保以往的管理模式能夠符合目前供熱系統(tǒng)安全運行的需求和標準，妥善解決能源大量流失問題，全面提升我國能源輸送的效率和質量，提高資源的利用率，為推動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展奠定良好的基礎。