城市集中供暖中節能技術的運用措施分析

朱劍麗

(太原市熱力集團有限責任公司小店第二供熱分公司，山西 太原 030000)

新時期下我國社會經濟快速發展，城市化進程持續加速，人們的物質生活水平顯著改善，對生活品質提出了更高、更多的要求，這使城市供暖成為了一個社會性問題。對于特別寒冷的城市，集中供暖過程中能耗很高，為了實現全區域供暖達標及平衡，并將能耗量降到最低，在整個區域內一定要加大節能技術的應用力度[1]。供暖節能技術措施實施過程中不同單位之間要加強配合，最大限度地調動供暖有關單位參與的積極性，極大先進節能技術的引進力度，有針對性地改造集中供暖系統的材料，進而取得最為理想的節能減排效果，為城市的健康、持久發展做出更多的貢獻。

1 城市集中供暖系統的概述

城市集中供暖主要是對于北方地區城市，因為冬季氣候寒冷必須在住宅建筑內安裝供暖設備，推行城市集中供暖策略，進而更好地滿足人們正常開展生產生活活動的需求，促進城市社會經濟穩定發展。和普通的大型汽輪發電組相比較，集中供熱供暖使用的供熱機組效率處于更高的水平，這就預示著在資源量相等的工況下，集中供暖的效率更高，相同的道理，集中供暖還能節省下很多燃料，增加能源的利用率。但是客觀上講，城市集中供暖系統不管是建設還是運行過程中均會耗用大量的資源能源，那么這就要求相關部門在開發與利用城市集中供暖系統時，不僅要考慮到用戶的經濟利益，也要著重分析建筑的節能技術，進而使集中供暖系統運行過程中節約下更多的能源資源，更好地落實國家綠色環保政策，在城市集中供暖領域充分體現出節能技術的應用效能。

2 城市集中供暖現狀及存在的問題

2.1 節能技術還有很大的優化空間

盡管在國家政策的引導下，近些年城市集中供暖系統在各地已經全面普及，但是在節能技術應用方面體現出了明顯的滯后性，傳統落后的節能理念及技術應用已經成為影響集中供暖綜合效果的主要因素。其原因主要體現在如下兩個方面：1)關于節能裝置的配備問題上，各個環節的設計方案還有很大的改進、優化空間。建立及運行城市集中供暖系統的宗旨是使城市每一名住戶均能正常使用熱能，為了實現以上目標，相關部門應持續加大供暖管道、水循環技術等的改造力度。但是現實中很少能做到這一點，部分供暖管道因為常年失修不僅造成熱水循環供暖效率顯著降低，也降低了廣大用戶的使用效率及安全性；2)關于節能技術的應用問題上，很多城市集中供暖技術長期沒有更新，使供暖系統在節能化發展進程中可謂是步履艱難，甚至部分供暖公司對集中供暖節能理念還沒有形成正確認識，錯誤地把節能工作的重點放置在產熱能的資源優化方面，而沒有重視本體熱能產量的提升，以上均會使城市集中供暖在發展過程中體現出明顯的滯后性[2]。

2.2 供熱系統水力失調

供熱系統水力失調是各地城市集中供暖過程中普遍存在的一大現實問題，主要體現在如下兩個方面：1)城市集中供暖的水源由總線路至支線路雙向流通的過程中出現失衡現象，最后造成供熱用戶取得的供熱溫度有一定偏差，供熱不均的現象隨之出現，如果不能及時處理這一現實問題，那么勢必就不能較好地滿足廣大用戶的供熱需求，影響其正常開展生活、工作活動等，降低用戶的供暖體驗，甚至會和所屬供暖公司產生矛盾、糾紛等；2)城市集中供暖系統在持續循環的過程中水源量容易出現減少的情況，這主要是因為大部分城市集中供暖管道鋪筑在地下，維修作業量龐大并且執行難度較高，不利于定期組織專業維修活動；除此之外，為了規避部分居民直接截用供暖管道內循環的熱水，一些供暖公司會將部分化學溶劑添加至管道水內，不利于水資源的再利用，就會造成每年由于供暖而浪費掉大量的水資源。以上均是供熱系統水力失調問題的根源。現在現實生活中，由于供暖問題產生的糾紛事件比比皆是，供暖公司應快速編制問題的處理方案，只有這樣才能及時解除企業和用戶之間的矛盾，建立良好關系，促進城市集中供暖系統的正常運行。

2.3 管理體系尚不完善

管理體系不完善是城市集中供暖運行過程中暴露出的一個重大問題。1)節能各個環節操作管理體系不完善，城市集中供暖的企業運營規模大小不一，特別是對于部分中等規模的供暖公司而言，因為更新節能裝置的成本較高，并且受用戶數量等客觀因素的制約，他們在節能技術設備投入與產出方面不能成正比，以致長期以來集中供暖節能只是紙上談兵，沒有實際行動，節能管理工作更是沒有頭緒，對供暖公司全面落實節能技術措施會產生明顯的制約作用；2)迄今為止很多供暖公司沒有建立一個完善的監督管理體系，在整個供暖季，很多供暖技術人員在節能技術應用方面不能根據嚴格的操作標準及要求去執行，基本上是結合主觀想法及實踐經驗等去操作，必然無法取得理想的節能效果[3]。城市供暖公司應高度重視既有管理體系不完善這一現實問題，立足于實際及時改善，以持續增加節能技術操作行為的規范性、有效性，引領供暖公司真正踐行可持續發展路線，創造出最為理想的綜合效益。

3 城市集中供暖中節能技術的運用措施

3.1 基于智能化節能實現可持續供暖

新時期下，越來越多的供暖公司認識到節能技術用于集中供暖領域的重大意義，為了徹底解決供暖實踐中節能技術優化相關問題，供暖公司陸續加大了節能設備建設投資力度，逐漸更新了供暖技術，在節能方面循序漸進地提升管理的智能化水平。對于供暖公司而言，節能技術應用的智能化水平是達到可持續化供暖目標的重要基礎。在整個供暖季，持續且有效地優化節能設備，進而大幅度提升節能供暖效率與效果。為了達成以上目標，很多供暖公司在鍋爐房內引進了智能化操作系統，在溫度控制、煤炭投放等諸多環節均實現了智能化，一方面減少了勞動力投入，使工作效率及質量得到更大保障，使廣大用戶獲得更良好的供暖供熱體驗。節能化節能不應只是體現在供暖重要環節使用相關技術方面，也要涉及管理范圍，以輔助全面提升管理效率。近些年，國內很多大型供暖公司更新了全套節能裝置，對于中小型的供暖公司而言，短期內很難實現，后續應持續加大節能設備的建設力度，逐漸提升集中供暖系統的節能水平。

當前，煤炭依然是城市集中供暖所消耗能源資源的主要類型，即煤炭是集中供暖的主要熱源。供暖公司為了提升集中供暖的節能水平，合理應用智能化熱源技術是有效途徑之一。智能分層給煤燃燒技術和變頻調速技術均屬于熱源節能技術的范圍。智能分層給煤燃燒技術就是在供暖期間，結合燃煤爐的燃燒狀態進行自動化給煤，實現分層燃燒，分層燃燒不僅能促使煤炭充分燃燒，且燃燒過程中的排煙量明顯減少，增加煤炭的利用率，節省不可再生資源。分層給煤燃燒技術應用過程中配合使用適宜的鍋爐與配風量有助于降低設備故障問題的發生率，以進一步提升燃煤鍋爐的供熱效率[4]。對于變頻調速技術而言，該技術運用的是參數控制形式，即運用計算機設備與信息化系統協同收集有關參數信息，處理信息并運算出最適宜的溫度及負荷量參數，隨后再用有關軟件去調控變頻器的運行狀態，以取得最理想的運行效率。合理應用變頻調速技術能精準有效地調控鍋爐運行流量、溫度及壓力等指標，進而使供熱、供暖效率得到更大的保障，利用最少的資源能源拓展供熱范圍，取得最理想的效益。

3.2 調整供熱系統水力平衡

對于供熱系統水利平衡的控制，要從如下幾方面加強控制：1)持續提升供熱管網的設計水平，即具體設計實踐中要精準運算出水力平衡，選用最適宜的管徑及水泵，減少或規避后續運行期間出現水力失調的情況；2)加大施工監管力度，推行工程質量終身責任制，嚴格監督管理現場施工過程，督導所有工人嚴格依照設計圖紙進行施工作業，針對那些因施工條件制約而不能依照圖紙施工的情況，需要獲得工程設計人員進行設計變更以后，根據變更內容合理組織后續施工活動；3)及時維護更新供熱管網破損、腐爛銹蝕的管道以及管道中失靈或者損毀的閥門附件，從基礎環節卻不集中供暖水力平衡，促進系統的安全經濟運行過程。

關于供熱系統水力平衡的調控方法，主要包括如下幾種[5]：1)模擬分析法(CCR法)：基于流體網絡理論，在計算機系統上模擬供熱過程，快速、精準地預測供熱管網各段參數的相互影響及制約情況，以此為據編制最為合理的初調節方案，隨后在現場進行實時調節；2)溫度調節法：實質上就是調控各供暖用戶的流量大小，通過這種方式使各熱用戶的供、回水平均溫度實現一致，進而確保供暖區域內熱用戶室內溫度相同。站在理論層面上分析，建筑物室內溫度與供回水平均溫度兩者之間存在著較為簡單的對應關系，當系統處于平衡工況下時，如果供回水平均溫度等同，那么建筑物室內溫度固然一致。現實中，供暖管路的長短幾保溫效果影響著溫度高低。在整個供暖期間，要始終維持流量及供水溫度固定不變，當回水溫度不再有波動時，此時就可以認定整個集中供暖系統已經處于熱力穩定狀態；3)自力式調節法：自力式流量控制閥的作用對象為流量，現實中可以通過人工手動的方式設置流量大小。如果管網壓力改變造成通過閥門的流量明顯增大時，閥門的張開度會自動減小，此時通過閥門的流量也隨之減少，相反的，閥門張開度自動加大，能較好地維持流量大小的恒定性，這就預示著運用自力式流量控制閥的重點是設定好流量，可以嘗試依照供熱系統總循環量和各建筑的熱負荷分別運算出各建筑的相應流量，這種方法有實施簡單。適用于定流量系統等優點。

3.3 建立健全供暖管理體系

3.3.1 提升保溫以及管網輸送效率

理論上講，應將室外管網輸送熱效率維持在90%以上，為了達成以上目標，在建設城市集中供暖系統時要選用哪些較優質的保溫節能材料，并推行相配套的維護管理方案，規避其后續使用期間局部出現破壞、水浸等問題，延長使用壽命，創造良好的效益。而怎樣提升保溫、管網輸送效率，這是城市集中供暖運行中的一大難點，可以嘗試從如下幾方面著手：1)在鋪筑室外網管環節中，如果發現被地下水淹沒的熱網主、支干線小室，則要第一時間采用堵漏措施，考慮到成本因素，可以選擇膨脹橡膠作為密封材料進行封堵，通過這種方式能在后期有序規避地下水通過穿墻套管滲入小室中浸泡局部管道的情況。針對熱網內所有裸露在空氣內的補償器芯，技術人員還要對其采取保溫措施；2)參照國標《設備及管道保溫設計導則》當中的經濟厚度計算公式合理確定管道保溫層的厚度，通過這種方式使保溫、管網輸送效率得到更大的保障。

3.3.2 加大先進技術的引進力度

城市集中供暖節能設計中應充分應用各類先進技術，這就對工程設計師的專業能力及設計理念等提出更高的要求。在開展設計工作時思維要靈活，立足于城市現實情況設計采暖、加熱及傳輸系統，真正實現因地制宜，優化設計。引進先進技術是一個循序漸進的過程，需要設計團隊人員加強學習與交流，供暖公司要積極組織培訓活動，以持續提升設計師的專業設計能力，掌握更多的先進理念與技術。

太陽能輔助加熱是最近幾年發展起來的節能技術。在環境污染日益加重的背景下，太陽能作為一種節能、環保、綠色的可再生能源，在社會各個行業內均有廣泛應用。太陽能技術即能應用太陽的能量與光為家庭、商業或工業提供熱量、照明、熱水、電機制冷。太陽能作為太陽能中央熱水系統的主要來源，可以和其他能源配套使用，在運行穩定性、自動化等方面均占據優勢，用于集中供暖領域實現了無煙氣排放，減少了熱水成本，節約大量能源。結合不同用戶的現實情況，在方案規劃設計、供熱設備選型及工程施工等方面提供專業化一站式服務[5]。

3.3.3 供暖熱負荷指標

首先，合理評估供暖建筑物的熱負荷，基于公式Q=qF×A[Q -負荷估算值；A -建筑面積；qF-供暖熱負荷指標]準運算出建筑物的熱負荷。其次，設計人員充分結合現實狀況選擇最適宜的供暖熱負荷指標。在以上過程中藥綜合分析影響建筑集中供暖效果的各類因素，比如建筑物高度、室外溫度等，工作人員要精準測定以上數據，確定好各類影響因子，在此基礎上持續增加設計的合理性。

3.3.4 加強操作過程的管理

1)加大供暖系統設備的操作管理力度，一定要指派專業的工作人員嚴格遵循操作細則規范要求執行，進而確保設備能安全、穩定運作，增加其工作效率，延長使用壽命；2)加大設備的維護管理力度，落實好設備定期檢查、保養制度，以將設備故障及生產事故發生率降到最低。日常中要記錄好設備運行狀態相關信息，特別是在突發故障問題時一定要做到備案，為后續處理相同或相似故障提供可靠依據，提高問題處理效率[6]。

4 結語

為了全面提升城市集中供暖的節能效果，一定要結合現實情況選擇最適宜的節能技術，嘗試通過智能化節能實現可持續供暖，實時調整以確保供熱系統水力平衡，建立健全供暖管理體系等，多管齊下，最大限度地滿足廣大市民的供暖需求，引領區域供熱產業壯大發展，運營期間創造出最理想的綜合效益。