供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)淺析

劉冬青

（山東天潤(rùn)熱電設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

在加快城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的大背景下，越來(lái)越多的高層建筑拔地而起，集中供熱是當(dāng)前城鎮(zhèn)供熱的主流方式。但是，因?yàn)楣芫W(wǎng)經(jīng)過(guò)路段復(fù)雜以及技術(shù)落后等多方面的原因，供熱管網(wǎng)能耗普遍存在諸多問(wèn)題，所以供熱單位要對(duì)管網(wǎng)的能耗引起高度重視，加大節(jié)能投入力度，通過(guò)技術(shù)改造降低管網(wǎng)的能源消耗，這不僅是國(guó)家環(huán)保要求，也是企業(yè)開(kāi)源節(jié)流、做大做強(qiáng)的根本保障。

1 集中供熱存在的主要問(wèn)題

熱源通過(guò)管網(wǎng)輸送到全家萬(wàn)戶(hù)，熱源、管網(wǎng)、用戶(hù)，這就構(gòu)成了一個(gè)集中供熱的系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)是一個(gè)嚴(yán)密的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。集中供熱不僅方便了千家萬(wàn)戶(hù)，而且也給供熱企業(yè)帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是長(zhǎng)期以來(lái)，集中供熱的運(yùn)行模式還是傳承計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代的模式，所以供熱體制不靈活、供熱成本過(guò)高、供熱技術(shù)落后等方面還存在不少的問(wèn)題。

（1）供熱質(zhì)量不能保證。隨著城市管理越來(lái)越嚴(yán)格，架空敷設(shè)管網(wǎng)的情況較少存在了，新建建筑供熱管網(wǎng)常見(jiàn)的敷設(shè)方式也是塑套鋼直埋敷設(shè)。但這種敷設(shè)方式接頭保溫施工復(fù)雜，施工水平參差不齊，一般運(yùn)行幾年管網(wǎng)的聚氨酯保溫層就會(huì)被侵蝕，從而喪失保溫功能，使熱損增大。管道埋于地下，且很多供熱管網(wǎng)都沒(méi)有檢漏設(shè)施，不能及時(shí)更換泄露或保溫失效的管道，影響整個(gè)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行。此外，一些熱力公司因早期資金限制及城市發(fā)展規(guī)模過(guò)快等問(wèn)題，導(dǎo)致主管道管徑設(shè)計(jì)過(guò)小，后期隨著供熱面積越來(lái)越大，經(jīng)常出現(xiàn)管道分配不均或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

（2）水力失調(diào)嚴(yán)重。現(xiàn)今的供熱管網(wǎng)，最大的特點(diǎn)就是呈現(xiàn)支狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的管網(wǎng)必須在末端設(shè)置良好的調(diào)節(jié)手段，因此水力失調(diào)的情況就比較嚴(yán)重。而且大多數(shù)用戶(hù)對(duì)供熱系統(tǒng)缺乏基本的認(rèn)知問(wèn)題，個(gè)別用戶(hù)盲目地增設(shè)增壓水泵或通過(guò)暖氣片放水，大大降低了供熱效率，影響了整個(gè)采暖系統(tǒng)，導(dǎo)致水力失調(diào)。此外，許多客戶(hù)都沒(méi)有采熱的計(jì)量手法，因此造成嚴(yán)重的熱能浪費(fèi)。對(duì)于供熱單位來(lái)說(shuō)，確保管網(wǎng)水力平衡是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大問(wèn)題。要解決這些問(wèn)題，就要投入大量的人財(cái)物，這對(duì)供熱單位來(lái)說(shuō)的確是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的難題。

（3）供熱系統(tǒng)的控制水平和調(diào)節(jié)水平落后。盡管當(dāng)前的管網(wǎng)已經(jīng)十分發(fā)達(dá)，但因?yàn)楣芫W(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)都是沿用舊的模式，因此無(wú)法對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，致使在運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)了各種問(wèn)題無(wú)法及時(shí)得到處理。此外，網(wǎng)管運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化程度比較低，無(wú)形中增加了運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的各種成本。

（4）供熱系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)有效地調(diào)節(jié)供熱流量和供水溫度。因?yàn)檎麄€(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)的落后，所以對(duì)整個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)的管理只能停留在粗放的層面上，無(wú)法對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程實(shí)行全程監(jiān)控，對(duì)千家萬(wàn)戶(hù)室內(nèi)的溫度更無(wú)法得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，在日常管理中，操作人員完全憑借以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行運(yùn)作。此外，因?yàn)闆](méi)

有投入使用先進(jìn)的管理技術(shù)，在溫度的調(diào)節(jié)方面無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控，全靠人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，熱能浪費(fèi)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

2 供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)的改造方向

節(jié)能是社會(huì)進(jìn)步的需要，是建設(shè)小康社會(huì)的需要。供熱管網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，必須把現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到管網(wǎng)中。所以要實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的節(jié)能目標(biāo)，必須朝以下目標(biāo)努力。

（1）確保傳輸過(guò)程的保溫效果，切實(shí)把整個(gè)過(guò)程的熱能損耗降下來(lái)。

（2）引進(jìn)先進(jìn)的探測(cè)儀器，通過(guò)精準(zhǔn)的探測(cè)數(shù)據(jù)，提升水力平衡的管理水平。

（3）降低輸送損耗，節(jié)約能源。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，是國(guó)家重要的發(fā)展戰(zhàn)略。當(dāng)前節(jié)能減排面臨的壓力很大，集中供熱系統(tǒng)應(yīng)該在這方面大有作為，應(yīng)該在建設(shè)和諧社會(huì)中做出更大的貢獻(xiàn)。從整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的供熱系統(tǒng)依然是能耗大戶(hù)，所以必須把節(jié)能工作提升到戰(zhàn)略發(fā)展的高度來(lái)認(rèn)識(shí)。通過(guò)改進(jìn)燃燒方式，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定的管網(wǎng)新跨越。要實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，關(guān)鍵要在節(jié)能方面進(jìn)行技術(shù)改造，把能耗降到最低限度，通過(guò)實(shí)際行動(dòng)助力可持續(xù)發(fā)展。

3 管網(wǎng)節(jié)能改造的薄弱環(huán)節(jié)

（1）鍋爐運(yùn)行效率低。根據(jù)對(duì)行業(yè)內(nèi)的鍋爐運(yùn)行效率進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示效率普遍都很低，低于60%。這其中的原因主要有3個(gè)：①操作人員依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管理，對(duì)許多新出現(xiàn)的問(wèn)題束手無(wú)策；②缺乏精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和監(jiān)控手段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱量的供需平衡，出現(xiàn)供大于需的情況；③不能根據(jù)氣候的變化進(jìn)行溫度的總體調(diào)節(jié)。

（2）管網(wǎng)布設(shè)不合理。相對(duì)城市建設(shè)的速度，供熱管網(wǎng)的建設(shè)速度明顯滯后。在現(xiàn)實(shí)生活中，為了加快房開(kāi)項(xiàng)目竣工速度，在沒(méi)有對(duì)水力進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算的情況下，盲目鋪設(shè)管網(wǎng)支線，使得整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)混亂不堪。

（3）運(yùn)行調(diào)節(jié)的模式相對(duì)單一。根據(jù)現(xiàn)在管網(wǎng)的實(shí)際情況，通常都是采用靜態(tài)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式根本沒(méi)有考慮熱惰性，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱能的供需平衡，熱能浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。當(dāng)室外已經(jīng)發(fā)生溫度變化的時(shí)候，室內(nèi)的溫度至少還要保持十幾個(gè)小時(shí)，這種情況依靠當(dāng)前的調(diào)節(jié)模式無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的調(diào)節(jié)。

（4）水力及熱力失調(diào)嚴(yán)重。在供熱模式中，對(duì)各個(gè)供熱設(shè)備進(jìn)行建設(shè)時(shí)，設(shè)計(jì)的流量指標(biāo)無(wú)法與實(shí)際的流量實(shí)現(xiàn)很好的匹配，致使遠(yuǎn)端和客端的用戶(hù)得到的熱水流量不同，從而使熱力失調(diào)，造成熱能的過(guò)度浪費(fèi)。

4 供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)改造方案

4.1 分時(shí)供熱與連續(xù)供熱相結(jié)合

這兩種供熱方式各有各的利弊，不能一刀切，要根據(jù)所在地區(qū)的氣溫狀況來(lái)決定。所謂分時(shí)供熱，就是把一天分為若干個(gè)時(shí)段，根據(jù)每天氣溫的變化情況決定在哪個(gè)時(shí)段供熱、在哪個(gè)時(shí)段斷熱。這種工作模式的優(yōu)勢(shì)就是，在一天中氣溫最低的時(shí)候能提供熱能保證，而這一天中氣溫最高的時(shí)段則停止供熱。所謂連續(xù)供熱，從公司開(kāi)始供熱到結(jié)束供熱，這段時(shí)間一直不停止供熱，一直保持恒定的溫度。采用分時(shí)供熱的模式，從整體上說(shuō)耗煤量較少。因?yàn)榻?jīng)過(guò)了一段時(shí)間的休整，所以燃燒也比較充分，產(chǎn)生的煤煙少，供熱效果很理想。如果所在地的條件比較合適，在停止供熱期間對(duì)市民的影響不大，則選擇這種供熱模式比較理想，但是，目前我國(guó)許多地方采取連續(xù)供熱的模式進(jìn)行運(yùn)作。在無(wú)法對(duì)供熱模式進(jìn)行更多選擇的情況下，在日氣溫較高的時(shí)段，采用低溫連續(xù)供熱的模式進(jìn)行運(yùn)作；當(dāng)日氣溫較低的時(shí)候，則采用高溫連續(xù)供熱的模式進(jìn)行運(yùn)作，通過(guò)各種組合的方式進(jìn)行供熱可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。此外，在供熱過(guò)程中，還要解決水力失調(diào)的歷史難題，要達(dá)到調(diào)控的目標(biāo)必須采購(gòu)新的控制設(shè)備。只有通過(guò)現(xiàn)代科技設(shè)備的調(diào)控，才能使供水的溫度更加接近設(shè)定的溫度，使傳輸?shù)男蚀蟠筇嵘瑥亩鴾p少更多的損耗。一些地方還繼續(xù)采用汽暖供熱模式，和傳統(tǒng)的供熱模式相比，這種供熱模式更加浪費(fèi)。在對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，要特別關(guān)注管道坡度的大小，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適度調(diào)整。要根據(jù)網(wǎng)管的實(shí)際情況科學(xué)設(shè)置一定數(shù)量的放氣閥，確保供熱的效果。

4.2 解決好歷史難題

提升管網(wǎng)的供熱效果，除了進(jìn)行技術(shù)改造外，還應(yīng)該提升管理水平，通過(guò)創(chuàng)新管理方式方法，解決系統(tǒng)中固有的難題：（1）加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作。在工作中如果設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)或者更換，使供熱系統(tǒng)能在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。（2）要認(rèn)真解決好失水問(wèn)題。要想徹底解決這個(gè)問(wèn)題，必須從兩個(gè)方面入手。一是要做好管道的維護(hù)工作。尤其是在停止供熱期間，要按規(guī)定進(jìn)行大檢修。大檢修的時(shí)候，為了減輕銹蝕，必須在管內(nèi)沖入軟化水。二是為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。開(kāi)始供暖時(shí)，進(jìn)行統(tǒng)一的試水，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要立即整改，確保管網(wǎng)運(yùn)行正常穩(wěn)定。

4.3 實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新

（1）在設(shè)計(jì)和建設(shè)管網(wǎng)的過(guò)程中，要立足城市的發(fā)展實(shí)際，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)建設(shè)和城市建設(shè)同步，太超前或者太落后都是一種資源浪費(fèi)。

（2）注重?zé)崃φ镜倪x址、分布以及管道材料的質(zhì)量。通過(guò)科學(xué)選址、合理布局、確保工程質(zhì)量，在延長(zhǎng)管網(wǎng)壽命的同時(shí)降低能源損耗。

（3）勇于打破傳統(tǒng)的供熱模式。在對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，要充分考慮變頻調(diào)速、補(bǔ)水泵定壓、板式換熱器、溫控表等先進(jìn)設(shè)備，在確保供熱效果的同時(shí)能把能耗降下來(lái)。

（4）積極探索多熱源供熱模式。隨著城市規(guī)模擴(kuò)大，當(dāng)前的熱源供熱模式已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。根據(jù)社會(huì)發(fā)展情況，多熱源供熱已成為該行業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)。建設(shè)管網(wǎng)時(shí)，要多方論證采用多熱源供熱的必要性和可行性，大膽采用多熱源供熱的新模式。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了確保市民平安過(guò)冬，對(duì)供暖方式的節(jié)能技術(shù)研究和創(chuàng)新，是行業(yè)的一項(xiàng)重大課題，是落實(shí)節(jié)能減排的重要舉措和途徑。