論集中供熱系統(tǒng)中的節(jié)能方案

梁麗鋒

隨著社會經濟的不斷發(fā)展,我國的城市供熱事業(yè)也在快速發(fā)展之中,我國城市實行集中供熱的方式服務于城市居民,這種由熱電廠實行熱電聯(lián)產供熱的方式得到了人們的認可。但隨著大量的能源資源被長期使用,能源資源也在不斷耗竭之中,為了可持續(xù)發(fā)展,不浪費資源,充分利用能源,城市集中供熱系統(tǒng)就要朝著節(jié)能的方向發(fā)展和完善,只有這樣才能節(jié)約能源,減少污染,從而促進我國經濟的發(fā)展,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

1 我國集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展

我國城市集中供熱的方式起步較早,起步于20世紀50年代,發(fā)展于我國的第一個五年計劃。隨著大規(guī)模工業(yè)的不斷興起,區(qū)域性的供熱廠也隨之建立和發(fā)展,這主要在我國的北方城市較為多見,這些區(qū)域性的供熱廠的興起促進了熱電聯(lián)產供熱方式的發(fā)展。到目前為止,我國集中供熱主要方式為熱電聯(lián)產中的蒸汽集中供熱。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前在我國集中供熱的總供熱量中,熱電聯(lián)產占 62.9%,區(qū)域鍋爐房占 35.75%,其他占 1.35%。由此可見,我國北方大多數(shù)地區(qū)主要是以熱電聯(lián)產和鍋爐房集中供熱的方式進行供熱,而以電、氣等為輔助的供熱方式?？傮w上來說,我國目前供熱發(fā)展狀況良好,熱電、區(qū)域鍋爐的供熱結構日趨合理化和科學化。

2 集中供熱系統(tǒng)的主要問題及分析

2.1 集中供熱系統(tǒng)的熱源問題

1)鍋爐運行效率低。在鍋爐供熱過程中,真正被利用到的熱能只在 60%左右,在我國的 JGJ 26-95民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住部分)中規(guī)定,在采取節(jié)能方案之后,鍋爐的運行效率應為68%。而國際上的標準為 80%～85%,相比之下,我國的鍋爐運行效率就比國際先進技術水平低 20%左右。造成這種現(xiàn)象主要是由于使用的燃煤是沒有經過洗選、篩分的原煤,其達不到規(guī)定的鍋爐燃燒標準;且機械在燃燒運行過程中,損耗較大,通常都是在低負荷下運作;加上操作人員素質不高、技術水平低下,最終就造成鍋爐運行效率整體低下。2)設備配置不合理。目前,在我國使用鍋爐供熱的供熱廠,都沒有配置相關的節(jié)能設備。在進行選用設備時,對設計估算熱指標和水力計算安全系數(shù)取值通常都會偏大,從而使得供熱的主輔機設備容量遠超過標準值。

2.2 集中供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)問題——采暖供熱管網(wǎng)輸送效率低

用采暖供熱管網(wǎng)輸送的總熱量減去管網(wǎng)各段熱量損失之和,然后再與輸送的總熱量之比就為采暖供熱網(wǎng)管輸送效率。在國家集中供熱的標準中規(guī)定供熱管網(wǎng)輸送效率要達到 90%以上。而根據(jù)實際的數(shù)據(jù)推算,我國大多數(shù)的供熱管網(wǎng)輸送效率只為66%左右。這是由于在供熱損失中不僅是保溫熱損失,還有泄漏和失調的影響所造成,尤其失調造成的熱損失現(xiàn)象最為普遍,損耗量也較大。

2.3 集中供熱系統(tǒng)的熱用戶問題

1)圍護結構熱工性能差。對圍護結構熱工性能造成較大影響的因素有:建筑形式、體形系數(shù)、建筑結構、建筑材料、窗墻比、門窗嚴密性、保溫結構及施工質量等。在我國目前的圍護結構中大多數(shù)的實際傳熱系數(shù)都不能達到節(jié)能標準,造成供熱損量較大。2)樓內供暖系統(tǒng)水力失調嚴重。由于在集中供熱設計、施工、調節(jié)等過程中存在失誤或在用熱過程中發(fā)生變化,從而就使得供暖系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的垂直失調和水平失調,最后就造成供熱整體上不均勻。3)沒有安裝熱表和溫控閥。雖然我國于 2000年10月 1日就有規(guī)定,對于新建的住宅要設置熱計量儀表,進行按熱收費;對舊住宅要逐步改造,并爭取在 2010年之前實現(xiàn)按熱收費的方式。然而,到目前為止,實際情況卻是大多數(shù)建筑物內基本都沒有進行調控平衡措施,計量儀表也沒有安裝起來。而僅僅只是在少數(shù)地區(qū)用戶的入口加了鎖閉閥,想以此來解決“收費難”的現(xiàn)象,但這終歸是治標不治本,沒有什么現(xiàn)實作用。

3 集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能方案

3.1 提高鍋爐和水泵的運行效率

要提高鍋爐運行效率就需要對鍋爐運行工況的參數(shù)及燃燒效果進行不斷的研究,在鍋爐運行效率和節(jié)能方面要有有力的保障,要合理的選擇設備儀表,有完善的節(jié)能配置設施。要提高水泵的運行效率就要以管網(wǎng)負擔的全部用戶熱負荷來計算循環(huán)水泵的容量,調速泵是最好的選擇,要根據(jù)水泵特性曲線和管網(wǎng)的特性曲線來作出水泵的工作點,這樣才能實現(xiàn)多臺并聯(lián)工作,并使得使用要求得到最大程度的滿足。在設置循環(huán)水泵過程中要遵循“選擇流量調節(jié)范圍寬、噪聲小、運行穩(wěn)定且不浪費”的原則。

3.2 加強熱網(wǎng)計算機自動控制

熱網(wǎng)系統(tǒng)計算機手動控制不僅能徹底改善供熱效果,還是提高供熱系統(tǒng)節(jié)能的重要方式,但隨著供熱規(guī)模的不斷擴大、供熱方式的不斷改進,計算機的手動控制已不適應現(xiàn)在供熱系統(tǒng)的運行要求。而計算機自控系統(tǒng)在手動控制的基礎上不僅能節(jié)約10%～20%的熱能,還能降低大量的人力消耗,減少成本。因此,加強建立和完善熱網(wǎng)計算機自動控制系統(tǒng),是節(jié)約熱能的最佳方法之一。

3.3 采用多熱源共網(wǎng)系統(tǒng)

多熱源共網(wǎng)系統(tǒng)不僅能保障城市集中供熱系統(tǒng)的安全,還能降低成本。然而,目前為止,多熱源共網(wǎng)系統(tǒng)只有少部分的城市在實行,而大部分城市都沒有實現(xiàn)多熱源聯(lián)網(wǎng)運行。因此,一個城市如果有若干個熱源時,就可以建立多熱源共網(wǎng)系統(tǒng)。因為在城市集中供熱時使用聯(lián)網(wǎng)運行,不僅可以優(yōu)化供熱,實現(xiàn)良好的節(jié)能效果,還能增加供熱系統(tǒng)的可靠性,確保整個供熱系統(tǒng)在穩(wěn)定的環(huán)境中運行。此外,它還能實現(xiàn)經濟運行,減少供熱成本。

3.4 安裝監(jiān)控系統(tǒng)、實時調節(jié)供給用戶的熱量

熱力站只有安裝監(jiān)控系統(tǒng)才能實現(xiàn)實時控制,并很好的調節(jié)供給用戶的熱量。熱力站要根據(jù)實際情況來確定各系統(tǒng)的控制水平。在一、二次系統(tǒng)的質調節(jié)、流量都穩(wěn)定的情況下,可以依照二次系統(tǒng)的供回水溫度來控制一次系統(tǒng)中的供水閥門,一般情況可以選用手動調節(jié)閥或自力式調節(jié)閥,但要按照大規(guī)模的供熱系統(tǒng)的標準進行控制,這就需要配置計算機控制設施。

3.5 加強管理,控制系統(tǒng)失水

要保證供熱系統(tǒng)的安全運行和節(jié)約熱能的重要手段就是要加強管理,控制系統(tǒng)失水。這就需要采取有效措施,例如,可以加強宣傳教育、管理或采取防漏、查漏、堵漏等措施,使得失水率正?；?。對于大、中型供熱系統(tǒng)適宜間接連接。因為間接連接一方面可以使得一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的水力工況不受彼此的影響,使得一次系統(tǒng)的壓力和溫度更易提高,輸送能力也能得到加強,讓系統(tǒng)能在安全的環(huán)境下運行;另一方面也便于發(fā)現(xiàn)失水的部位。

3.6 加強管網(wǎng)保溫

管網(wǎng)的保溫性能主要受保溫層厚度的影響,因此,保溫層厚度要根據(jù)國家相關規(guī)定來計算,在設計中要盡量考慮選用經濟保溫厚度。除此之外,管網(wǎng)保溫還受供熱介質溫度降、環(huán)境溫度、保溫層表面溫度等因素影響,在經濟保溫厚度達不到標準要求時,就要根據(jù)技術條件來確定保溫層厚度。依目前技術水平,建議推廣使用供熱直埋技術進行敷設管網(wǎng)。在實踐中,將改性聚酯作為保溫材料,并以高密度聚乙烯為保護殼進行預埋保溫管,不僅使得室外管網(wǎng)的輸送效率要達 90%以上,其耐溫已達 150℃。

綜上所述在改進和完善過程中,要因地制宜,堅持可持續(xù)發(fā)展觀,依據(jù)國家集中供熱節(jié)能的發(fā)展策略,不斷向節(jié)約型的供熱系統(tǒng)發(fā)展,充分利用能源,提高熱能的利用率,最大限度的滿足社會供熱需求。

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