淺談供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)

殷嘯云

摘 要：供熱系統(tǒng)與人們的生活質(zhì)量有關(guān)，供熱系統(tǒng)的主要組織包括供熱管網(wǎng)絡(luò)。目前，中國的供熱網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低，在管網(wǎng)將熱媒從熱源輸送到用戶的過程中，將有一個漫長的過程，在這個過程中，會造成能量損失，包括管道的熱損失，由于長時間的管網(wǎng)設(shè)備年久失修和配件損壞（包括滲漏水的損失）由網(wǎng)絡(luò)調(diào)整失誤造成的熱能損失等。在能源緊缺的今天，研究供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)和方法，對節(jié)約能源、減輕污染、保護環(huán)境有重大的意義，也會對我國的能源戰(zhàn)略起到重大作用。

關(guān)鍵詞：暖通；供熱；換熱站；節(jié)能

近年來，隨著中國變頻技術(shù)不斷發(fā)展壯大，其在各個領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，如水泵風機等設(shè)備中都選用變頻控制技術(shù)，其可靠性不斷提升的同時應(yīng)用成本也不斷下降。當前所使用的最簡易且經(jīng)濟的供熱管網(wǎng)自動化系統(tǒng)就是由變頻器結(jié)合計算機共同構(gòu)成的。這種控制管理模式是基于原有管理模式的一種應(yīng)用，原有監(jiān)控儀表無需更換均可繼續(xù)使用，只需利用原有變頻設(shè)備，通過專用通訊線路將其與專門的控制計算機進行相連即可。這種模式不僅可以使管理工作更加簡單便捷，對邏輯功能的保護也可以很好地實現(xiàn)。同時若對變頻器遠程與就地操作同步進行設(shè)置，還可以簡便地實現(xiàn)對管網(wǎng)即時操作。除此之外，在上述基礎(chǔ)上，還可添加專用數(shù)據(jù)收集與控制模塊，對整個供熱管網(wǎng)進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對相關(guān)供熱數(shù)據(jù)信息的搜集與故障預防工作。

1 供熱管網(wǎng)節(jié)能改造的必要性

目前，能源消耗的增長和能源的嚴重短缺已成為制約中國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，而加熱的方向和冷卻的能源消費占全國能源消費總量的很大一部分。隨著居民對生活水平的要求越來越高，在供熱上的消耗也越來越高，成為節(jié)能工作中的一大難點。

供熱管網(wǎng)是集中供熱的組成部分之一。目前，中國的中央供暖系統(tǒng)已逐步取代分散供熱，因為它沒有燃燒，加熱質(zhì)量好、加熱設(shè)備，運行穩(wěn)定，能耗低，已成為城市供暖的主要方式。因此，供熱管網(wǎng)進行節(jié)能改造，可以大大降低能源消耗，節(jié)能工作有很大的效益。

集中供熱系統(tǒng)由三大部分組成：熱源、熱網(wǎng)和熱用戶。其目的在于維持室內(nèi)氣溫適合，使建筑物始終處于得熱與失熱的平衡狀態(tài)。其中熱網(wǎng)承擔著將熱源的熱量及時地輸送、分配給各個熱用戶的任務(wù)，起到連接二者的橋梁作用，是供熱系統(tǒng)的重要組成部分。近年來，隨著我國城市集中供熱事業(yè)迅速發(fā)展，集中供熱系統(tǒng)供熱面積逐漸增大，管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來越復雜，相應(yīng)地在供熱管網(wǎng)上面的投資也越來越大，熱網(wǎng)越來越顯示其重要性。供熱管網(wǎng)越來越多地走向人們的生活，熱電廠集中供熱和區(qū)域集中供熱急劇增加。我國城市供熱管網(wǎng)的特點是熱用戶分布區(qū)域廣、分支多，有些熱網(wǎng)為提高供熱可靠性和應(yīng)付供熱發(fā)展的不確定性，在規(guī)劃設(shè)計時就將熱網(wǎng)像市政給水管網(wǎng)一樣成網(wǎng)格狀布置，卻存在熱水力工況和控制復雜，網(wǎng)格狀管網(wǎng)投資非常高的問題。因此，我國城市 供熱管網(wǎng)仍然多為多條枝狀管網(wǎng)放射型布置。在現(xiàn)階段，部分城市集中供熱管網(wǎng)存在管道老化、腐蝕嚴重、技術(shù)落后、熱能浪費、安全事故時有發(fā)生等問題，造成了不應(yīng)有的浪費，影響了城市生產(chǎn)和生活秩序。因此，為了減少能源消耗、降低運行費用、提高運行安全性和經(jīng)濟性，供熱管網(wǎng)的優(yōu)化運行迫在眉睫。保證供熱質(zhì)量能否把生產(chǎn)的熱能，按熱網(wǎng)用戶需要進行合理分配，這就要求熱網(wǎng)在設(shè)計中選擇最優(yōu)方案、進而搞好城市的供熱問題。

2 現(xiàn)階段我國供熱管網(wǎng)存在的問題

我國很多地區(qū)的供熱管網(wǎng)運行方式都還是傳統(tǒng)的間歇性，由于其與大規(guī)模的集中供熱不大適合，對供熱質(zhì)量有所降低。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高的原因之一。水力平衡失調(diào)除了會造成供熱不均，部分用戶室溫過熱而另一部分用戶室溫不足，還會在補充供熱不足用戶的供熱時，只能采取加大供熱管網(wǎng)循環(huán)流量的方式，這樣也會造成比需求量高很多的能耗。我國部分地區(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，同時對于設(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、管理不夠細致周全、供熱管網(wǎng)設(shè)備老化等問題也會對供熱管網(wǎng)節(jié)能效果產(chǎn)生影響。

3 加強供熱官網(wǎng)節(jié)能的具體措施

3.1 分時供熱與連續(xù)供熱結(jié)合起來

首先可以考慮將分時供熱和連續(xù)供熱合理的結(jié)合起來，在供熱的時候，要根據(jù)相關(guān)的溫度情況，將一天分成幾個供熱時段，根據(jù)時段進行供熱，連續(xù)供熱則是在供暖期內(nèi)保持溫度的恒定，一直到供熱結(jié)束，當前，我國大部分地域采用的都是連續(xù)供熱的方式，從以往的對比可以看出，分時供熱的耗煤量高，且燃料燃燒的充分，溫度比較平穩(wěn)，且煙也少，但是，如果有明確的使用階段，那么就應(yīng)該采用分時供熱的方式，要想保證供熱的質(zhì)量，比較理想的方法就是平時采用低溫連續(xù)供熱的方式，供熱溫度要求高的時候采用分散供熱，從而達到節(jié)能的目的，同時，還應(yīng)該解決水力工況失調(diào)的問題，那就應(yīng)該在系統(tǒng)中加入相關(guān)的控制設(shè)備，供水溫度與控制問題接近，也能夠提高熱能的傳輸效率，減少損耗，當前，還有很多地方采用汽暖供熱的方式，跟水暖供熱相比，汽暖供熱的浪費率高，因此，應(yīng)該講汽暖供熱改成水暖供熱，這樣能夠有效的推進節(jié)能工作，在進行改造的時候，應(yīng)該注意在改造的時候，管道的坡度會發(fā)生變化，應(yīng)該合理的進行調(diào)整，在管道中要設(shè)置放氣閥，以保證良好的循環(huán)，為了使高層用戶能夠用上高質(zhì)量的熱能，應(yīng)該使用增壓泵。

3.2 提升熱網(wǎng)運行參數(shù)的精確性

熱網(wǎng)運行參數(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)流量增大則會造成能源的消耗和器材的過度損耗。要解決這一問題，就必須先解決水力工況失調(diào)的問題，也就是在供熱系統(tǒng)中增加控制設(shè)備。同時，將供水溫度與設(shè)計溫度盡量接近，也能夠?qū)嵯到y(tǒng)的輸送效率有效提高。此外，還可通過調(diào)節(jié)混水比，來增加循環(huán)水的流量，實現(xiàn)對樓內(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，在避免底層溫度過低的同時，也不會使頂層過熱。

3.3 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，對于供熱管網(wǎng)節(jié)能有重大意義。在進行改造時，應(yīng)注意以下幾點：由于設(shè)計的不同，在進行改造時，管道坡度會有一定程度的調(diào)節(jié)；汽暖管道要保持嚴格的密閉性，絕對不可漏氣放氣，但在改造為水暖管道時，則應(yīng)設(shè)立放氣閥，將管道中的氣排放出來，以保證管道中水的順暢循環(huán)；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；在改造完成后，應(yīng)對水暖供熱管網(wǎng)進行試水，以保證管道設(shè)備的安全性；應(yīng)將暖氣片更換為適合水暖供熱的類型。

4 提高供熱管道的工作效率

4.1 加強對供熱管道的管理

加強對供熱管道的管理，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，就必須對管理方式進行改革。首先，應(yīng)對設(shè)備進行徹底檢車修理，對老化、缺乏維護甚至處于損壞狀態(tài)的設(shè)備進行維修和更換；其次，應(yīng)對設(shè)備中所有儀表進行校準，以確保在供熱管道工作過程中，它們所提供數(shù)據(jù)的正確性。

4.2 加強對用戶端的管理

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，在對用戶端的管理上，首先要注意的就是對供熱管道失水的管理。目前，我國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)加強對管道的維修保養(yǎng)，特別是在供熱期停止的時候，應(yīng)將管道進行徹底檢修，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)部的銹蝕問題，也方便在供暖期再次來臨時充入熱媒。在用戶方面，應(yīng)加強對用戶的服務(wù)，在供暖期開始前，應(yīng)對管網(wǎng)用戶進行統(tǒng)一試水，并在試水期間對供暖設(shè)施進行檢修，以免出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，同時應(yīng)對用戶展開宣傳教育，避免其自行開閘放水。

5 對供熱管網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計

5.1 在規(guī)劃城市供熱管網(wǎng)分步時應(yīng)注意合理性

城市供熱管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計要與城市整體建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，盡量使管線的走向做到節(jié)約、合理，同時與其他城市建設(shè)項目不沖突。在規(guī)劃時應(yīng)考慮以下幾點：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，對管道周圍環(huán)境影響較小。

5.3 選擇合適的管體，并對供熱管網(wǎng)進行合理敷設(shè)

供熱管道是熱媒經(jīng)過實踐最長的一個部分，因此如果能做好這一部分的保溫，就能有效實現(xiàn)供熱節(jié)能。經(jīng)過計算和實驗，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)濟合理的管道厚度，不僅對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，同時還能大大延長供熱管道的使用壽命，減少故障的發(fā)生。目前，我國多采用直埋敷設(shè)，在管道的維修護理和供熱系統(tǒng)的節(jié)能上都有較好的表現(xiàn)。

5.3 對水力進行合理計算

在計算時，應(yīng)使用合理的經(jīng)濟比摩阻理論公式，運用動態(tài)分析法，得出不同供熱體系、供熱規(guī)模下的經(jīng)濟比摩阻值，并對其進行嚴格控制，減小遠端用戶的管道阻力，降低能源消耗。

5.4 注重工作效率的提升

在管道方面，要加強對相關(guān)管道的維護，尤其是在供熱間歇的時候，應(yīng)該組織相關(guān)工作人員對管路進行徹底的大檢修，并在管內(nèi)充入軟化水，這樣可以有效的減輕銹蝕，在用戶方面，應(yīng)該對用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，在剛開始供暖的時候，應(yīng)該對用戶進行統(tǒng)一試水，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，當前，供熱管網(wǎng)的規(guī)模在不斷的擴大，傳統(tǒng)的單一熱源已無法滿足需求，因此應(yīng)該采用多熱源聯(lián)合供熱的方式，在設(shè)計的時候要進行嚴格的論證，保證供熱的穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

總之，目前供熱管網(wǎng)的運行和管理中也還仍然存在著諸多問題，供熱節(jié)能增效的改進空間還很大。技術(shù)工作者應(yīng)把握這一機遇，在加強自身技術(shù)能力和經(jīng)驗水平的基礎(chǔ)上，不斷將各種新技術(shù)應(yīng)用于實踐，為我國的節(jié)能減排工作貢獻力量。

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