供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)分析

摘 要：節(jié)能是供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)必須重視的課題，文章從管網(wǎng)的管網(wǎng)能耗減少技術(shù)、保溫技術(shù)、溫控計(jì)量技術(shù)及水力平衡技術(shù)四個(gè)方面對(duì)供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析和討論，并對(duì)如何對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能改造提出了具體措施和方法，為供熱管網(wǎng)的實(shí)際建設(shè)提供了技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng)；節(jié)能；技術(shù)

中圖分類號(hào)：S210.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）6-0007-02

供熱系統(tǒng)關(guān)系到人民的生活質(zhì)量，而供熱系統(tǒng)的主要組織部分包括供熱管網(wǎng)。目前，我國(guó)供熱管網(wǎng)的輸能效率較低，在管網(wǎng)將熱媒從熱源輸送到用戶的過(guò)程中，會(huì)有很長(zhǎng)的一段過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)造成各種能源損失，其中包括管網(wǎng)管道向外界散失的熱量、管網(wǎng)設(shè)備和附件由于年久失修造成的損壞（包括漏水和失水）造成的熱水流失、由網(wǎng)絡(luò)調(diào)整失誤造成的熱能損失等。在能源短缺的今天，研究供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)和方法，對(duì)節(jié)約能源、減輕污染、保護(hù)環(huán)境有重大的意義，也會(huì)對(duì)我國(guó)的能源戰(zhàn)略起到重大作用。

1 供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究狀況

供熱管網(wǎng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，其節(jié)能技術(shù)的發(fā)展與科技發(fā)展進(jìn)步有著密切的聯(lián)系。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)的研究工作都非常重視，通常在以下四個(gè)方面入手進(jìn)行節(jié)能處理：①提高保溫技術(shù)，減少輸熱過(guò)程中的熱能損耗；②提高官網(wǎng)的水力平衡技術(shù)；③提高熱計(jì)量技術(shù)和溫控技術(shù)，提高供熱效率；④減低輸送耗電，節(jié)約供熱用電。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)還將繼續(xù)進(jìn)步。

2 進(jìn)行供熱管網(wǎng)節(jié)能改造的必要性與可行性

目前，能源消耗量的增長(zhǎng)和能源的嚴(yán)重短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，而供熱和制冷等方向的能源消耗又占到全國(guó)能源總消耗量的很大一部分。隨著居民對(duì)生活水平的要求越來(lái)越高，在供熱上的消耗也越來(lái)越高，成為節(jié)能工作中的巨大困難。

供熱管網(wǎng)是集中供熱的組成部分之一。目前，我國(guó)集中供熱已逐步取代了分散供熱，因其無(wú)燃燒、供熱質(zhì)量好、供熱設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低等優(yōu)點(diǎn)成為了城市供熱的主要方式。因此，對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能改造，能夠大大減少耗能量，對(duì)節(jié)能工作有很大的裨益。

3 當(dāng)前供熱管網(wǎng)存在的主要問(wèn)題

①我國(guó)很多地區(qū)的供熱管網(wǎng)運(yùn)行方式都還是傳統(tǒng)的間歇性，由于其與大規(guī)模的集中供熱不大適合，對(duì)供熱質(zhì)量有所降低。②供熱管網(wǎng)的水力平衡失調(diào)是供熱不合格和供熱能耗過(guò)高的原因之一。水力平衡失調(diào)除了會(huì)造成供熱不均，部分用戶室溫過(guò)熱而另一部分用戶室溫不足，還會(huì)在補(bǔ)充供熱不足用戶的供熱時(shí)，只能采取加大供熱管網(wǎng)循環(huán)流量的方式，這樣也會(huì)造成比需求量高很多的能耗。③我國(guó)部分地區(qū)仍采用汽暖供熱，比起水暖供熱，汽暖供熱的溫度高，熱量損失也較高，同時(shí)對(duì)于設(shè)備的要求也比水碾高。

另外，供熱管網(wǎng)的熱媒和熱源選擇不夠恰當(dāng)、管理不夠細(xì)致周全、供熱管網(wǎng)設(shè)備老化等問(wèn)題也會(huì)對(duì)供熱管網(wǎng)節(jié)能效果產(chǎn)生影響。

4 對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能改造的具體措施和方法

4.1 對(duì)供熱管網(wǎng)運(yùn)行方式的改造

4.1.1 將分時(shí)供熱與連續(xù)供熱結(jié)合起來(lái)

分時(shí)供熱是指在供熱期間，根據(jù)室內(nèi)外的氣溫變化，將一天分成三到四個(gè)不同時(shí)段，進(jìn)行階段性的供熱；而連續(xù)供熱則是在供暖期內(nèi)一同樣的溫度進(jìn)行持續(xù)的供熱，直至供熱期結(jié)束。我國(guó)很多地區(qū)采取連續(xù)供熱方式，但是比起24小時(shí)連續(xù)供熱，在供熱效果相同，提供室溫相同的情況下，分時(shí)供熱的耗煤量要高出20%左右。從另一個(gè)方面看，連續(xù)供熱的室溫較為平穩(wěn)，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)燃燒也很適于爐膛內(nèi)燃料的充分燃燒，可以有效避免由于燃燒產(chǎn)生的煙塵污染。但是若是房屋有明確的使用間隔時(shí)間，或是對(duì)溫度的高低有不同的需求，則分時(shí)供熱較為適宜。

因此，既保證供熱效果，節(jié)能效果又較好的方案是平時(shí)采用較低溫度的連續(xù)供熱，而在對(duì)供熱溫度要求較高的時(shí)候采用分時(shí)供熱，以達(dá)到節(jié)能目的。

4.1.2 提升熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的精確性

熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的精確性不夠是用戶冷熱不均和系統(tǒng)流量增大的主要原因，而冷熱不均和系統(tǒng)流量增大則會(huì)造成能源的消耗和器材的過(guò)度損耗。要解決這一問(wèn)題，就必須先解決水力工況失調(diào)的問(wèn)題，也就是在供熱系統(tǒng)中增加控制設(shè)備。同時(shí)，將供水溫度與設(shè)計(jì)溫度盡量接近，也能夠?qū)嵯到y(tǒng)的輸送效率有效提高。此外，還可通過(guò)調(diào)節(jié)混水比，來(lái)增加循環(huán)水的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓內(nèi)供水溫度的控制，這樣可以有效改善不同樓層間供熱效果不同的現(xiàn)象，在避免底層溫度過(guò)低的同時(shí)，也不會(huì)使頂層過(guò)熱。

4.1.3 將汽暖供熱改為水暖供熱

比起水暖供熱，汽暖供熱的效率較低，熱量損失也比較大，因此，將汽暖供熱改造為水暖供熱，對(duì)于供熱管網(wǎng)節(jié)能有重大意義。在進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①由于設(shè)計(jì)的不同，在進(jìn)行改造時(shí)，管道坡度會(huì)有一定程度的調(diào)節(jié)；②汽暖管道要保持嚴(yán)格的密閉性，絕對(duì)不可漏氣放氣，但在改造為水暖管道時(shí)，則應(yīng)設(shè)立放氣閥，將管道中的氣排放出來(lái)，以保證管道中水的順暢循環(huán)；③水暖管道需要增設(shè)加壓泵，以保證高層用戶的供熱質(zhì)量；④在改造完成后，應(yīng)對(duì)水暖供熱管網(wǎng)進(jìn)行試水，以保證管道設(shè)備的安全性；⑤應(yīng)將暖氣片更換為適合水暖供熱的類型。

4.2 提高供熱管道的工作效率

4.2.1 加強(qiáng)對(duì)供熱管道的管理

加強(qiáng)對(duì)供熱管道的管理，改變以往的粗放管理模式，是提高供熱管道工作效率的有效方法。想要供熱管道在工作中做到高效節(jié)能，就必須對(duì)管理方式進(jìn)行改革。首先，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行徹底檢車修理，對(duì)老化、缺乏維護(hù)甚至處于損壞狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)行維修和更換；其次，應(yīng)對(duì)設(shè)備中所有儀表進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保在供熱管道工作過(guò)程中，它們所提供數(shù)據(jù)的正確性。

4.2.2 加強(qiáng)對(duì)用戶端的管理

確保熱媒不散失，是供熱管道節(jié)能工作的關(guān)鍵之一，因此，在對(duì)用戶端的管理上，首先要注意的就是對(duì)供熱管道失水的管理。目前，我國(guó)供熱管道失水主要是由管道漏水和用戶自行防水造成的，失水量已超過(guò)總水量的10%。減少失水量，應(yīng)從管道和用戶端兩方面入手。在管道方面，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)管道的維修保養(yǎng)，特別是在供熱期停止的時(shí)候，應(yīng)將管道進(jìn)行徹底檢修，之后在管內(nèi)注入軟化水至管體被充滿，這樣既可以減輕管道內(nèi)部的銹蝕問(wèn)題，也方便在供暖期再次來(lái)臨時(shí)充入熱媒。在用戶方面，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)用戶的服務(wù)，在供暖期開(kāi)始前，應(yīng)對(duì)管網(wǎng)用戶進(jìn)行統(tǒng)一試水，并在試水期間對(duì)供暖設(shè)施進(jìn)行檢修，以免出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)對(duì)用戶展開(kāi)宣傳教育，避免其自行開(kāi)閘放水。

若供熱系統(tǒng)規(guī)模較大，也可將其分為一次網(wǎng)系統(tǒng)和二次網(wǎng)系統(tǒng)兩個(gè)不直接連接的系統(tǒng)，以方便在供暖系統(tǒng)失水時(shí)進(jìn)行排查和檢修。

4.2.3 增加熱媒種類，推廣多熱源聯(lián)產(chǎn)模式

隨著生產(chǎn)生活對(duì)供熱規(guī)模的要求越來(lái)越高，供熱管網(wǎng)的規(guī)模也逐漸變大，單一熱源已不能完全滿足需要，因此，以兩個(gè)或多個(gè)熱源組成的多熱源聯(lián)產(chǎn)供熱被人們所接受重視。因不同熱源的燃燒效率和所需設(shè)備不完全相同，因此需要進(jìn)行詳盡的設(shè)計(jì)才可實(shí)現(xiàn)多熱源聯(lián)產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，多采用能耗小的熱源作為主要供熱手段，在供熱期間滿負(fù)荷運(yùn)行，而能耗較高的熱源則作為輔助手段，起到調(diào)節(jié)、補(bǔ)充的作用。近年來(lái)，地能、水能、太陽(yáng)能等能源技術(shù)的發(fā)展，使人們認(rèn)識(shí)到清潔能源的潛力和優(yōu)勢(shì)，如今，人們已開(kāi)始逐漸嘗試接受并使用它們。

4.3 進(jìn)行技術(shù)革新，采用新的節(jié)能設(shè)計(jì)和技術(shù)

4.3.1 對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

①在規(guī)劃城市供熱管網(wǎng)分步時(shí)應(yīng)注意合理性。城市供熱管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要與城市整體建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，盡量使管線的走向做到節(jié)約、合理，同時(shí)與其他城市建設(shè)項(xiàng)目不沖突。在規(guī)劃時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：其一，熱力站址的位置和分步合理；其二，管道材質(zhì)選擇合理，散熱較低；其三，對(duì)管道周圍環(huán)境影響較小。

②選擇合適的管體，并對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行合理敷設(shè)。供熱管道是熱媒經(jīng)過(guò)實(shí)踐最長(zhǎng)的一個(gè)部分，因此如果能做好這一部分的保溫，就能有效實(shí)現(xiàn)供熱節(jié)能。經(jīng)過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，若供熱管道采取了有效的保溫措施，那么熱損失可降低90%以上。因此，選擇保溫性能良好的管道材料和確定經(jīng)濟(jì)合理的管道厚度，不僅對(duì)供熱管道的保溫效能至關(guān)重要，也和供熱系統(tǒng)的能耗有著密切關(guān)系。

采用合理的敷設(shè)方式不僅能夠降低供熱能耗，同時(shí)還能大大延長(zhǎng)供熱管道的使用壽命，減少故障的發(fā)生。目前，我國(guó)多采用直埋敷設(shè)，在管道的維修護(hù)理和供熱系統(tǒng)的節(jié)能上都有較好的表現(xiàn)。

③對(duì)水力進(jìn)行合理計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)使用合理的經(jīng)濟(jì)比摩阻理論公式，運(yùn)用動(dòng)態(tài)分析法，得出不同供熱體系、供熱規(guī)模下的經(jīng)濟(jì)比摩阻值，并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制，減小遠(yuǎn)端用戶的管道阻力，降低能源消耗。

4.3.2 選擇合適的單體設(shè)備管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)

①為使管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，應(yīng)選擇變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水泵定壓。②優(yōu)質(zhì)的、搞笑的板式換熱器，對(duì)節(jié)約能源、提高供熱效率有很重要的作用，另外，安裝流量調(diào)節(jié)器、溫度調(diào)節(jié)器、壓差調(diào)節(jié)器等也能夠穩(wěn)定水力工況。③在每組散熱器上安裝熱量分配表和溫控閥、在用戶入口出安裝壓差調(diào)節(jié)器和熱量表，都有很好的節(jié)能效果。④氣候補(bǔ)償器可以根據(jù)熱媒溫度和室外溫度，隨時(shí)對(duì)供熱溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免過(guò)熱情況，從而節(jié)約能源。

4.3.3 對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行合理的保溫處理

很多供熱管網(wǎng)之所以出現(xiàn)供熱效率低下、能耗過(guò)高的狀況，是因?yàn)樵趯?duì)建筑進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，忽略了其表面的保溫處理。在相同的氣候條件下，不注意保溫隔熱性能的建筑物的供熱能耗是注意保溫隔熱性能建筑物的三倍。因此，在修建建筑物時(shí)，就應(yīng)對(duì)其墻體進(jìn)行相應(yīng)的保溫處理，在外墻安裝保溫材料，這樣可以有效降低散熱，降低建筑物的整體能耗，從而實(shí)現(xiàn)供熱的節(jié)能高效。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文從供熱管網(wǎng)節(jié)能的意義、目前存在問(wèn)題和實(shí)施供熱管網(wǎng)節(jié)能的具體措施和方法幾方面進(jìn)行了論述。但供熱管網(wǎng)的節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的工作，需要多方面的配合和協(xié)調(diào)。在實(shí)際工作中，要實(shí)現(xiàn)供熱的高效節(jié)能，還需要廣大工作人員的進(jìn)一步努力。

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