淺析集中供熱節(jié)能減排的策略

湯亞龍

(渭源縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，甘肅 渭源 748200)

從當(dāng)前發(fā)展形式來看，我國尚處于能源需求量大、儲(chǔ)備不足的狀態(tài)，原料價(jià)格也是水漲船高，集中供熱相較于其他供熱方式對(duì)于能源的節(jié)約與環(huán)境的保護(hù)有著積極的作用。在當(dāng)前的城市化建設(shè)過程中，集中供熱的節(jié)能減排方案也應(yīng)該得到足夠的重視，要建立健全合理高效的節(jié)能減排方案，積極嘗試應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，提高資源的利用率，讓供熱企業(yè)真正做到可持續(xù)發(fā)展。

1 城市集中供熱

1.1 概念

我國北方地區(qū)冬季氣溫低，為了居民冬季的生活質(zhì)量有所保障，集中供熱設(shè)施是一項(xiàng)基礎(chǔ)的民生設(shè)施。冬季供暖需要使用大量的燃料，如何減少燃料的消耗，做到節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境是一項(xiàng)重要的課題。這就需要落實(shí)科學(xué)有效的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，分析當(dāng)前集中供熱的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其中的問題，從而落實(shí)各項(xiàng)節(jié)能減排的工作。在這個(gè)過程中，需要各集中供暖企業(yè)充分發(fā)揮積極的作用，引入先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)。城市化進(jìn)程的發(fā)展也對(duì)集中供熱節(jié)能減排提出了更高的要求，供熱企業(yè)應(yīng)依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來引入技術(shù)、改良設(shè)備、提升管理，進(jìn)而提升供熱的節(jié)能技術(shù)減少資源浪費(fèi)。

1.2 城市集中供熱的環(huán)境效益

結(jié)合城市的基本需求，合理的對(duì)城市集中供熱進(jìn)行研究。實(shí)際的城市服務(wù)中，冬季供暖是確保居民的生活品質(zhì)，為減少因天氣原因?qū)ι町a(chǎn)生的影響。集中供熱產(chǎn)生的環(huán)境效益主要體現(xiàn)在，采暖鍋爐燃料燃燒裝置在燃燒的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，同時(shí)，還有粉煤灰和爐渣，這些材料如果不能得到有效的控制，就會(huì)給環(huán)境帶來影響，造成環(huán)境污染。煤炭在燃燒的過程中，會(huì)產(chǎn)生一部分硫化物和氮化物，是影響環(huán)境安全和生態(tài)穩(wěn)定的重要因素，所以要結(jié)合實(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)硫化物的控制，降低硫化物對(duì)環(huán)境的影響。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)將二氧化硫列為一種主要控制的空氣污染物，同時(shí)，還將二氧化硫的濃度水平作為評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。二氧化硫在實(shí)際的空氣中，容易與水相容，容易造成酸雨，不利于環(huán)境保護(hù)，甚至能給植被和建筑帶來影響。因此加強(qiáng)對(duì)二氧化硫的治理，不僅能提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，還為環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。所以，實(shí)施集中供熱后，有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)二氧化硫排放的控制，從而提升了環(huán)境保護(hù)的能力。

1.3 集中供熱產(chǎn)生的節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)效益

城市集中供熱實(shí)施之后，需要對(duì)鍋爐進(jìn)行拆除和停運(yùn)，如此一來，能夠有效降低減少燃煤的使用，從而達(dá)到環(huán)境保護(hù)的效果。例如，某地區(qū)原有鍋爐240臺(tái)，使用集中供熱后，對(duì)所有的鍋爐進(jìn)行拆除，實(shí)際燃燒的燃燒量為0.656，其中采暖期按照180d進(jìn)行計(jì)算，可以得到240臺(tái)鍋爐一年的燃煤量=0.656×240×180×16。其中，16是每日供熱16h，按照這個(gè)公式，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)鍋爐一年產(chǎn)熱量的計(jì)算。而該區(qū)域，使用集中供熱后，一年的燃煤數(shù)量明顯減少，有效的實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約。集中供熱的基本情況如圖1所示。

圖1 集中供熱的基本情況圖

2 新時(shí)期城市集中供熱的現(xiàn)狀及其發(fā)展的重要意義

集中供熱的概念是將熱能通過熱網(wǎng)管路進(jìn)行傳輸，由熱源分送到用戶室內(nèi)的系統(tǒng)。相比于分散供熱，集中供熱的優(yōu)勢十分明顯，在燃料的使用量方面，集中供熱比分散供熱需要的燃料少，這樣就能提高燃料的利用率、降低成本。在對(duì)環(huán)境的保護(hù)方面，集中供熱能夠減少排放污染氣體，鍋爐的體量更大、更集中，這樣就方便我們安裝相應(yīng)的凈化裝置，從而減少廢氣的排放量，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。相較于分散供暖，集中供暖維護(hù)更簡單、供熱效率高、便于維護(hù)管理，這些優(yōu)勢使集中供暖成為城市供暖的首選。新時(shí)期的集中供暖也暴露出了一些弊端，這些弊端造成了資源的浪費(fèi)與對(duì)環(huán)境的破壞，因此，升級(jí)技術(shù)也須提上日程。

3 集中供熱系統(tǒng)存在的問題分析

3.1 鍋爐運(yùn)行效率低，污染物排放量大

鍋爐作為供熱系統(tǒng)的核心，若其在設(shè)計(jì)之初就存在不合理的狀況，亦或是在運(yùn)行過程中難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，就會(huì)在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加快能源的消耗并排放出大量廢棄物，直接導(dǎo)致了資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，此問題就是目前集中供熱企業(yè)亟待解決的。當(dāng)前大多數(shù)供熱企業(yè)的原料是以煤為主，而以煤作為燃料的鍋爐大多技術(shù)較為落后，煤燃燒后產(chǎn)生的廢物廢氣較多。而煤本身的燃燒效率不高，直接導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前燃煤鍋爐逐漸被淘汰，以燃?xì)饣蛘唠娏ψ鳛槿剂系腻仩t逐步替代了其位置，但是這兩者也有著一定的弊端，燃電鍋爐雖然更加的清潔，熱效率也相對(duì)較高，但電能作為一種二次能源，依舊存在大量污染源。在利用率的方面也需要根據(jù)具體環(huán)境來具體分析，不能一概而論。燃?xì)忮仩t利用天然氣作為燃料，相較于煤炭而言，天燃?xì)馊紵臒嵝室?，但從?shí)踐運(yùn)行來看，我國目前大多數(shù)供熱廠的鍋爐在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有達(dá)到最佳狀態(tài)，也沒有發(fā)揮出燃料本身的使用價(jià)值，原因大概如下：(1)客觀環(huán)境的影響，諸如地域、溫度、濕度等客觀環(huán)境，是造成鍋爐效率不高的成因；(2)設(shè)計(jì)不合理，鍋爐在設(shè)計(jì)過程中沒有考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致燃料無法完全燃燒，造成浪費(fèi)并且產(chǎn)生大量有害氣體。(3)循環(huán)不合理，廢氣溫度過高，燃燒后產(chǎn)生的廢氣溫度高，這部分熱量沒有合理的利用，造成資源的浪費(fèi)，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低[1]。

3.2 自動(dòng)化節(jié)能效果相對(duì)較差

自動(dòng)化控制設(shè)施是集中供熱的重要組成部分，需要大量的資金來進(jìn)行引進(jìn)和維護(hù)。自動(dòng)化控制設(shè)施的正常運(yùn)作能夠?qū)⒅噶顐鬟_(dá)到設(shè)備的每一處，通過遠(yuǎn)程控制的方式來對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理與調(diào)節(jié)，進(jìn)而來正確的分配資源，做到物盡其用。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，目前我國集中供熱的自動(dòng)化控制設(shè)施存在著大量問題，主要體現(xiàn)在以下三方面：第一，自動(dòng)化控制設(shè)施未能將換熱站與熱源廠兩者的數(shù)據(jù)相對(duì)接，二者信息傳輸存在阻隔；第二，當(dāng)熱能傳輸過程中熱力控制系統(tǒng)工作時(shí)，不能對(duì)用戶以及建筑物做出有效的反應(yīng)；第三，水力控制方面不達(dá)標(biāo)是供熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障的常見問題，而供水管路的質(zhì)量也影響著水力是否失調(diào)，因此在解決這一問題時(shí)需要考慮多方的因素，從而增加了難度，而且供熱系統(tǒng)內(nèi)部各調(diào)節(jié)器之間的協(xié)調(diào)性欠佳，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正確識(shí)別用戶與建筑物的溫度，致使大量的熱力資源浪費(fèi)[2]。

4 推進(jìn)集中供熱節(jié)能減排的策略

4.1 更新集中供熱設(shè)備

老舊的供暖設(shè)備已經(jīng)無法滿足我國當(dāng)前對(duì)于節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展的需要，其燃燒效率低下，對(duì)環(huán)境質(zhì)量造成的嚴(yán)重壓力已經(jīng)與當(dāng)前的發(fā)展需要不相匹配。因此，我們需要更新設(shè)備，使用更加智能，具備新型技術(shù)的新型鍋爐，或者對(duì)老舊鍋爐進(jìn)行升級(jí)技術(shù)改造，旨在增加燃燒效率、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。在升級(jí)改造的過程中，也要考慮到供熱區(qū)域與負(fù)荷等問題，對(duì)鍋爐房其他設(shè)備一并進(jìn)行升級(jí)，讓爐排、排風(fēng)、燃料和水循環(huán)系統(tǒng)更加有效的進(jìn)行合理運(yùn)作。不斷的降低能耗、提高熱效率、控制有害氣體的排放。對(duì)于供熱管道與供熱管網(wǎng)也要進(jìn)行更新?lián)Q代，平時(shí)要注重維護(hù)與管理管網(wǎng)內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，對(duì)管道的易損易耗備件要及時(shí)更換，保證管道的性能，防止因?yàn)楣艿栏g泄露造成電能與熱能的額外消耗，加強(qiáng)管道的外保溫，防止因?yàn)橥獗夭缓细裨斐蔁崮軗p失。對(duì)循環(huán)水進(jìn)行處理，在不破壞水質(zhì)的情況下，降低水內(nèi)的礦物質(zhì)含量，防止因水質(zhì)過硬產(chǎn)生大量的水垢堵塞、腐蝕管道，或者因管道內(nèi)的水循環(huán)不流暢導(dǎo)致熱效率降低，從基礎(chǔ)上保障集中供熱系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

4.2 積極調(diào)整和優(yōu)化供熱結(jié)構(gòu)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給集中供熱企業(yè)帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型也是必然發(fā)展趨勢，供熱企業(yè)在面對(duì)效益的同時(shí)必須要居安思危，不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對(duì)供熱資源進(jìn)行整合、提高合作、技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)、改善運(yùn)行狀態(tài)，提高供熱系統(tǒng)的效率與安全性。自動(dòng)控制系統(tǒng)也是現(xiàn)今各供熱廠必須要考慮的，這套系統(tǒng)可以結(jié)合室內(nèi)外溫度變化，自動(dòng)對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)循化泵，使鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠更加穩(wěn)定安全。通過電腦來配置各個(gè)熱源，顯示出各個(gè)熱源的運(yùn)行情況，保障鍋爐安全有效的運(yùn)行。同時(shí)，可以一目了然的發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期不同地區(qū)對(duì)于熱量的需要，以此來進(jìn)行合理的配置，提高鍋爐的效率[4]。

4.3 提高鍋爐熱效率，加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行調(diào)節(jié)的力度

鍋爐是集中供熱的重要組成部分之一，要想達(dá)到節(jié)能減排這一目標(biāo)，對(duì)于鍋爐進(jìn)行調(diào)節(jié)是重中之重。通過控制其分熱效率，來降低燃料的需求，提高燃燒效率，有效的控制鍋爐的運(yùn)行效率達(dá)到或者接近其設(shè)計(jì)效率，一般來說，鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效率不能達(dá)到或者超過其設(shè)計(jì)效率。因此，在保證其安全運(yùn)行的條件下，選擇高效率的燃料，調(diào)整其運(yùn)行參數(shù)能夠使其效率最大化。同時(shí)，也要對(duì)鍋爐房進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)，對(duì)鍋爐進(jìn)行有效的配置，充分分析所在區(qū)域的供熱需求，合理的選擇鍋爐容量，盡量避免能耗超標(biāo)，以實(shí)際需求作為出發(fā)點(diǎn)，合理安排鍋爐設(shè)備，保證集中供熱有效進(jìn)行，減少熱能消耗，做到節(jié)能減排[5]。

4.4 智能化技術(shù)的引進(jìn)

信息技術(shù)的發(fā)展使智能化技術(shù)深入到了各個(gè)行業(yè)，“智慧供熱”這一理念也伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展而被提出，所謂智慧供熱也是就是利用信息技術(shù)，采用自動(dòng)化系統(tǒng)來采集熱源、管道、用戶的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析后做出判斷，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)下達(dá)命令進(jìn)行控制聯(lián)動(dòng)。智慧供熱能夠使供熱系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，通過數(shù)據(jù)分析來保持熱力與水力的平衡穩(wěn)定，以最低的能耗來滿足用戶對(duì)于供熱的需求。既滿足用戶對(duì)于舒適度的要求，也能滿足供熱企業(yè)對(duì)于低消耗的需求，使雙方受益。信息化使供熱系統(tǒng)能夠更加高效，其自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠從大數(shù)據(jù)上對(duì)供熱狀況進(jìn)行分析并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)鍋爐房、供熱網(wǎng)、用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)熱量進(jìn)行合理的配置，無論是實(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性或者是對(duì)環(huán)境的保護(hù)都有良好的促進(jìn)作用[6]。

5 結(jié) 語

綜上所述，集中供熱系統(tǒng)在我國北方地區(qū)應(yīng)用廣泛，能夠?yàn)槿藗冊(cè)诙镜纳钯|(zhì)量提供保障，現(xiàn)如今可持續(xù)發(fā)展政策與環(huán)境保護(hù)的理念深入人心，其廢氣的排放量大、能耗較高等弊端都暴露出來，這是集中供暖企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。因此，集中供暖企業(yè)需要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整，進(jìn)行設(shè)備換代升級(jí)，引入信息技術(shù)，通過這樣一系列措施不但能夠降低能耗、提高產(chǎn)能、經(jīng)濟(jì)效益，也能為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的供暖服務(wù)，真正的做到節(jié)能減排，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。