試析供熱管網(wǎng)節(jié)能改造及輸熱能效

郝晨陽

（山東省泰安市城區(qū)熱力有限公司,山東 泰安 271000）

引言

目前，我國的城市在不斷地快速發(fā)展，居民在城市生產(chǎn)生活的過程中需要消耗越來越多的資源和能源，而供暖是其中相對來說比較重要的一個環(huán)節(jié)。與發(fā)達國家相比，我國集中供暖的實施位置比較有限，同時在實際的供暖過程中沒有一個理想的供暖系統(tǒng)設計來保證集中供暖技術(shù)的安全性，所以我國的集中供暖系統(tǒng)的發(fā)展還處于比較低端的水平。雖然國家在近些年來已經(jīng)逐漸開始關(guān)注集中供熱系統(tǒng)的研究，但由于環(huán)境影響、設備以及各種因素的有效參與，導致我國在供熱系統(tǒng)的建設上仍然滯后，造成了很多資源的浪費。對此，在公司技術(shù)總監(jiān)孫剛教授的牽頭下，與當?shù)厣綎|科大中天合作，在二次管網(wǎng)系統(tǒng)的單元分支上，加裝無線智能平衡閥，根據(jù)每個單元用戶的面積、周邊環(huán)境等特點下，遠程調(diào)控流量，實現(xiàn)均衡供熱，滿足大部分用戶的用熱需求；對于更加復雜的用戶，則使用更加先進的戶用平衡閥，大大節(jié)約了能源，提高了能源利用率。本文目前的重點分析是研究區(qū)域供熱的節(jié)能改造問題，重新設計和改進區(qū)域供熱系統(tǒng)，優(yōu)化供熱系統(tǒng)的管網(wǎng)設計。

一、當前我國供熱系統(tǒng)的影響因素

在采暖系統(tǒng)的日常運行中，傳熱效率是一項重要的衡量標準，具有很大的影響因素[1]。當傳熱效率下降時，就要注意可能是供熱系統(tǒng)的運行出現(xiàn)了問題，可能是在運行中產(chǎn)生了一些擁堵、中斷等現(xiàn)象，影響了正常的傳熱系統(tǒng)的運行。對這些問題進行處理的傳統(tǒng)的手段，只是在表面上進行處理，這是不夠的。為了提高傳熱效率，必須對供熱系統(tǒng)中影響傳熱的因素進行全面分析。第一，熱力管道系統(tǒng)的失衡問題，在現(xiàn)在很多的供熱系統(tǒng)中，熱力用戶的實際消耗量與供熱系統(tǒng)的計算消耗量之間存在著嚴重的差異。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，很多熱力管網(wǎng)可能無法滿足用戶的流量需求，在實際的供熱過程中對各戶實施一致的壓力差，在進行實際的供熱中就可能導致系統(tǒng)中的熱量失衡，浪費熱量的現(xiàn)象嚴重。第二，是由于目前在我國有很多地區(qū)，管網(wǎng)供熱和系統(tǒng)沒有進行升級、優(yōu)化，仍然持續(xù)的使用之前傳統(tǒng)模式的供熱管網(wǎng)模式，供熱管網(wǎng)的失水問題是導致傳統(tǒng)系統(tǒng)中傳熱效率降低的主要原因。研究表明，選擇管理得當?shù)南到y(tǒng)，就可以保證供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的有效運行。

二、供熱管網(wǎng)節(jié)能改造及輸熱能效的對策

（一）供熱管網(wǎng)失水現(xiàn)象的解決對策

在加強對供熱系統(tǒng)施工人員技術(shù)水平的同時，還要對供熱管網(wǎng)的施工現(xiàn)場，建立嚴格的責任制度，專人負責，落實到個人；在施工過程中，還要嚴格監(jiān)督施工材料和設備的質(zhì)量，防止因材料質(zhì)量問題，使供熱管網(wǎng)的施工處于異常狀態(tài)。利用計算機監(jiān)控，在熱網(wǎng)內(nèi)部設計過程中采用計算機輔助管理的信息化手段，對供熱管網(wǎng)發(fā)生的失水現(xiàn)象，給予快速的反應，然后對失水點進行及時的維修和保養(yǎng)，防止發(fā)生失水問題，給熱網(wǎng)帶來不可挽回的損失。供熱管道的埋設也要符合相應的標準，地面的最小深度也要符合國家標準，同時，為了保證管道的有效運行，必須要使用符合標準的保護性支撐結(jié)構(gòu)，以防止失水的情況發(fā)生。

（二）供熱管網(wǎng)熱力用戶水暖不足的解決辦法

對這一現(xiàn)象的解決需要在供熱管網(wǎng)中設置一個差壓調(diào)節(jié)器，由控制閥來調(diào)節(jié)管網(wǎng)的阻力，這樣就有效地消除了管網(wǎng)水力不平衡的現(xiàn)象[2]。還可以在熱力用戶的熱網(wǎng)入口處安裝一個合適的自平衡壓差閥和控制閥，然后熱力用戶就可以實時的自己進行熱力平衡的調(diào)節(jié)。同時，還可以在供熱管網(wǎng)中直接采用管網(wǎng)流量控制技術(shù)，選用標準的循環(huán)水泵，然后根據(jù)用戶流量的變化，控制管網(wǎng)中的流量，可以有效地減少閥門和流量中的許多損失，降低能耗。最后，在管網(wǎng)供熱的過程中，適當?shù)膽糜嬎銠C技術(shù)，對操作人員進行全網(wǎng)系統(tǒng)的建設，應用計算機技術(shù)方便工作人員在各種操作狀態(tài)下的工作，并對工作效率進行實時監(jiān)控，然后能夠及時地調(diào)整壓差和流量等指標。

（三）提高供熱管網(wǎng)的節(jié)能效果對策

供暖系統(tǒng)在加大節(jié)能力度也要注重以往的熱損失，才能做出切實的優(yōu)化，能夠更好地保障供暖系統(tǒng)，在整體運行中具有較大的節(jié)能優(yōu)勢，所以也有必要對供暖系統(tǒng)的保溫層進行高效處理。建筑區(qū)域供熱保溫主要服務于供熱管網(wǎng)，需要保證各自的供熱管道不僅能夠為其提供更合適的保溫層厚度，還需要選擇更合適的保溫材料來優(yōu)化和提高整體的熱工性能。目前集中供熱管道施工的主要材料是HDPE 和聚氨酯，這兩種材料具有較好的保溫性能，也能體現(xiàn)出較強的經(jīng)濟優(yōu)化性，有助于實現(xiàn)供熱管道傳熱效率目標。

（四）改變熱源對供熱官網(wǎng)的改造對策

對供熱管道的節(jié)能改造以及提高熱交換效率，與熱源設備的配備是緊密相連的。雖然一些城市在優(yōu)化供熱管網(wǎng)方面下了較大功夫，但傳熱效率仍然不高。通過具體分析可以得知，是由于熱源設備與供熱需求之間的差距依然較大，整個供熱系統(tǒng)從源頭就開始缺熱，因此即使管網(wǎng)系統(tǒng)鋪設得再好，也會造成很大的熱能缺口。解決辦法就是要選擇高性能的熱源設備，高質(zhì)量的熱源設備可以完全覆蓋整個城市的供暖需求，其優(yōu)異的節(jié)能效果與不同類型的管網(wǎng)建設有很大的兼容性。高性能的熱源設備可以在很多方面提供高效的熱傳導，與傳統(tǒng)的熱源設備相比，它具有更好的安全防護特性，發(fā)生事故的概率更低，可以長期保持穩(wěn)定運行。需要注意的是，在購買高性能熱源設備時，應根據(jù)設施的實際需求來決定，還需要考慮能否進一步改造管道供熱管網(wǎng)，這是一項勞動密集型的工作。