節(jié)能技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用

楊亮

（蘭州西熱東輸經(jīng)營有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

由于我國資源情勢嚴(yán)峻， 能源的利用受到制約，而熱力系統(tǒng)是能源消耗大戶，因此對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其能夠節(jié)能環(huán)保，是目前供熱系統(tǒng)最需解決的問題。 大部分供熱企業(yè)都在探尋和改造供熱設(shè)計(jì)和工藝，想研發(fā)出能夠節(jié)能高效的供熱方式，這樣不僅對(duì)我國資源方面具有一定的好處，還會(huì)提高熱量利用率，促進(jìn)社會(huì)和人民生活水平的發(fā)展[1]。

1 目前供熱系統(tǒng)存在的問題分析

1.1 設(shè)備老化工藝落后

以前敷設(shè)的管網(wǎng)和工藝受到技術(shù)的制約，采用的管材質(zhì)量較差，且保溫性不好，建設(shè)單位在初期投資不夠，為了能夠降低資金的投入，選擇質(zhì)量差的產(chǎn)品，在后續(xù)的使用中出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，保溫層脫落、地溝進(jìn)水、保溫失效等，這種情況下不但會(huì)導(dǎo)致檢修工作的難度提高， 同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量資源浪費(fèi)的問題。

1.2 供熱系統(tǒng)管理不到位

大部分供熱都有獨(dú)立的企業(yè)承包， 逐漸變成社會(huì)化和企業(yè)化， 但是整體的管理模式較為粗放，且對(duì)于供熱設(shè)備的維護(hù)不到位，很多企業(yè)缺乏精細(xì)化管理，隨著運(yùn)行時(shí)間的提升，特別容易出現(xiàn)安全事故，并且這些事故與管道、管件老化結(jié)合在一起，會(huì)對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)造成不良影響。

有些企業(yè)的供熱系統(tǒng)存在管件老化陳舊的現(xiàn)象，導(dǎo)致補(bǔ)水量增加，并且管理不到位也會(huì)對(duì)補(bǔ)水和用水造成一定的影響，給管網(wǎng)造成結(jié)垢、氧化腐蝕等問題，使得供熱效果降低。

1.3 缺乏高效的調(diào)節(jié)手段

根據(jù)調(diào)查， 很多10 年前建設(shè)的供熱系統(tǒng)并沒有安裝調(diào)節(jié)閥和水力平衡閥，管網(wǎng)水力調(diào)節(jié)工作非常困難，造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)水力失調(diào)，冷熱不均，導(dǎo)致熱能損耗較大。而很多企業(yè)的供熱系統(tǒng)由于調(diào)節(jié)工作沒有到位，導(dǎo)致電能的消耗較大，不僅會(huì)浪費(fèi)還無法滿足節(jié)能的需求[2]。

2 在集中供熱系統(tǒng)改造工程中采用節(jié)能技術(shù)的有效策略探究

2.1 水泵節(jié)能控制原理

對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行管理和控制時(shí)，通常情況下要保證與流量轉(zhuǎn)功軸功率等各方面因素條件展開綜合分析，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的管理和控制。 水泵轉(zhuǎn)速以及軸功率直接存在正相關(guān)系，如果無法保證隨風(fēng)速度得到有效控制，那么功率也會(huì)有變化，所以，要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)水泵的整個(gè)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)和控制，這樣才能夠達(dá)到效果[3]。 對(duì)于用戶而言，其自身供應(yīng)量呈現(xiàn)出變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致各種不同類型問題的發(fā)生，各方面因素條件也會(huì)呈現(xiàn)出明顯的變化。 在循環(huán)泵出口位置處，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的安裝和利用，以壓力儀表方式，可以直接將壓力信號(hào)在整個(gè)傳輸過程中逐漸轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)，詳細(xì)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)器當(dāng)中[4]。 除此之外，將分析結(jié)果作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)與目前實(shí)際值的對(duì)比分析，將最終結(jié)果直接傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的變頻器當(dāng)中，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器自身輸出頻率的有效管理和控制。

2.2 循環(huán)泵變頻控制方案

功能系統(tǒng)在構(gòu)建和具體應(yīng)用時(shí)，每臺(tái)熱力站循環(huán)水泵基本上都是直接由唯一變頻器來展開與針對(duì)性的管理和控制，這樣才能夠達(dá)到預(yù)想性的控制效果。 建立良好的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻機(jī)的共同控制，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有針對(duì)性的調(diào)節(jié)和處理， 而且能夠達(dá)到智能化管理和控制的效果。為了從根本上滿足目前中控室遙控與各方面的基本需求，需要對(duì)水泵在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行正確有效的監(jiān)測和分析，直接將監(jiān)測結(jié)果嘗試到對(duì)應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)中，以此來達(dá)到良好的使用效果。

2.3 補(bǔ)水泵變頻控制方案

在整個(gè)集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中，基本上都會(huì)以衡量方式進(jìn)行管理和控制，同時(shí)在各環(huán)節(jié)中普遍都會(huì)利用單一壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的管理和控制，這樣的根本目的是為了保證入口壓力信號(hào)得到及時(shí)有效的收集和利用。 除此之外，要結(jié)合目前實(shí)際情況，將補(bǔ)水泵內(nèi)在以及變頻裝置狀態(tài)等及時(shí)有效傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的自控系統(tǒng)當(dāng)中，這樣做的根本目的是為了保證集中供熱系統(tǒng)可以在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的流程監(jiān)督和管理。

2.4 集中供熱系統(tǒng)熱力站的變頻調(diào)速技術(shù)

對(duì)于電廠首站一級(jí)網(wǎng)而言，可以直接將供熱參數(shù)控制在120~63 ℃的熱量范圍內(nèi)，進(jìn)行針對(duì)性的傳輸。在整個(gè)傳輸中，可以進(jìn)行針對(duì)性的變換處理，一旦達(dá)到二級(jí)網(wǎng)上時(shí)， 其供熱參數(shù)普遍有所下降。在實(shí)踐中， 通?？梢愿鶕?jù)變頻調(diào)速控制方式為主，這樣能夠從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)熱力站供熱量的管理和控制，結(jié)合實(shí)際要求，同時(shí)可以對(duì)比拼調(diào)速控制方式進(jìn)行合理利用， 以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的管理和控制，這樣才能夠滿足目前集中供熱工程項(xiàng)目提出的基本要求[5]。 在整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，通常都會(huì)以變頻器為基礎(chǔ)，盡可能滿足轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等各方面提出的基本要求，結(jié)合目前實(shí)際需求，讓一次網(wǎng)流量得到有效轉(zhuǎn)變。 結(jié)合實(shí)際情況展開深入分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)二次網(wǎng)中不同的凈化水量與設(shè)計(jì)值相比要高一些。如果在基本范圍內(nèi)只是單純對(duì)二次網(wǎng)供水溫度展開有針對(duì)性的管理和控制，那么很難實(shí)現(xiàn)對(duì)工程量的有效控制，此時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況，直接將二級(jí)泵供回水的平均溫度作為基礎(chǔ)，保證相關(guān)信息參數(shù)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和有效性。通過這種方式在其中的合理應(yīng)用，能夠盡可能滿足目前用戶在功能方面提出的個(gè)性化要求。

2.5 重視應(yīng)對(duì)供熱管網(wǎng)的布局進(jìn)行合理改進(jìn)

在供熱管網(wǎng)的布局進(jìn)行合理改進(jìn)的過程中，應(yīng)依據(jù)城鎮(zhèn)的具體布局和實(shí)際情況來進(jìn)行相應(yīng)的改造與調(diào)整，從而提高供熱管網(wǎng)布局的經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)的可靠性，以此來確保各地居民的供熱需求。 為實(shí)現(xiàn)各地區(qū)居民的供暖需求，減少供熱不均與資源浪費(fèi)情況， 需要對(duì)各地的供熱管網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)，在改進(jìn)過程中，管網(wǎng)的主線應(yīng)努力鋪設(shè)在熱負(fù)荷相對(duì)集中的地區(qū)， 且管線的敷設(shè)距離應(yīng)盡最大可能的縮短，來實(shí)現(xiàn)管道鋪設(shè)與材料成本的降低。

2.6 重視優(yōu)化選擇管網(wǎng)設(shè)備

首先，在老舊建筑和新建筑所鋪設(shè)的供熱管網(wǎng)中， 需要對(duì)所鋪設(shè)的管網(wǎng)和管道進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，加強(qiáng)建筑管道的保溫，需做好管道保溫材料的敷設(shè)和改進(jìn)工作，以此來提高建筑物的房內(nèi)溫度。 在對(duì)供熱管網(wǎng)和管道的進(jìn)一步優(yōu)化時(shí)，也需對(duì)相應(yīng)的配套設(shè)備進(jìn)行維修與更新， 以便減少熱能的損耗，增加管網(wǎng)的保溫水準(zhǔn)。 另外，為了減少系統(tǒng)失水等相關(guān)狀況出現(xiàn)，專業(yè)技術(shù)人員可以在熱網(wǎng)管道內(nèi)適當(dāng)?shù)姆胖梅纴G水劑， 并且在對(duì)管網(wǎng)的審查過程中，需要做到嚴(yán)格審查，利用防丟水劑及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道中所存的滲漏點(diǎn)，對(duì)滲漏管段加以維修，來減少管網(wǎng)熱能的損耗率。 其次，為了進(jìn)一步增加供熱管網(wǎng)與管段的使用年限，專業(yè)技術(shù)人員需要與供熱設(shè)備的發(fā)展需求相結(jié)合，依據(jù)實(shí)際情況來挑選出最適宜管網(wǎng)的材料和規(guī)格， 從而減少管網(wǎng)的腐蝕性和氧化速度，提高管網(wǎng)的銜接性，增加其使用年限，確保其質(zhì)量。 最后則需要從管網(wǎng)的監(jiān)控設(shè)備入手，做好管網(wǎng)的監(jiān)控工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)失水狀況，所以應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)管網(wǎng)的巡查工作，對(duì)管道進(jìn)行適時(shí)排污與更換，從而為城鎮(zhèn)居民提供更好的集中供暖。

（1）管道補(bǔ)償器

在二十世紀(jì)六七十年代，普遍采用鋼制套筒式補(bǔ)償器，由于套筒補(bǔ)償器密封填料不嚴(yán)，普遍存在熱水泄漏現(xiàn)象，后來應(yīng)運(yùn)而生了不銹鋼波紋管補(bǔ)償器。 到目前為止，波紋管補(bǔ)償器的應(yīng)用在我國供熱管網(wǎng)占有較大的份額， 無論地溝敷設(shè)還是直埋敷設(shè)，都普遍采用這種補(bǔ)償器，因?yàn)椴y管補(bǔ)償器本身與套筒補(bǔ)償器相比，具有無泄漏的優(yōu)點(diǎn)，但是根據(jù)多年來運(yùn)行情況來看，很多管網(wǎng)采用波紋管補(bǔ)償器也出現(xiàn)了一些問題，甚至是安全事故。 近年來很多供熱管理和設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)又相繼開發(fā)并開始應(yīng)用了新型具有防泄漏功能的套筒補(bǔ)償器。 然而，需要采用哪種適合熱網(wǎng)長期安全運(yùn)行的補(bǔ)償設(shè)備，還需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、實(shí)際運(yùn)行過程中，不斷總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，推廣使用最合理的補(bǔ)償設(shè)備。

（2）管線閥門

目前，我國部分城鎮(zhèn)一級(jí)管網(wǎng)和大部分二級(jí)管網(wǎng)仍使用閘閥和截止閥，這兩種閥門一般都存在開關(guān)無效、 泄漏嚴(yán)重的問題， 使用閘閥和截止閥時(shí)，DN300 閥門用管鉗才能關(guān)閉， 如果直徑較大，如DN600 以上的閘閥，則需要幾個(gè)人一起操作。 而同樣口徑的進(jìn)口蝶閥和國產(chǎn)蝶閥，只需一個(gè)人就可以靈活操作。這兩種閥門具有啟閉靈活、無泄漏、免維護(hù)等特點(diǎn)。 蝶閥根據(jù)密封材料的不同，分為硬密封和軟密封；硬密封蝶閥由于溫度較高，主要應(yīng)用于一次管網(wǎng)。軟密封蝶閥在小區(qū)二網(wǎng)系統(tǒng)中使用效果良好，根據(jù)資金投入要求，也可酌情使用球閥。

2.7 重視采用管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)技術(shù)

引用管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)技術(shù)，在設(shè)計(jì)中采用調(diào)節(jié)閥、平衡閥和自力式流量控制閥等產(chǎn)品，使熱能損失率減少10%左右，耗電量減少30%左右[6]。一般情況下，在手動(dòng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，供熱系統(tǒng)的節(jié)能量可達(dá)10%~30%。 在二網(wǎng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式選擇使用手動(dòng)平衡閥和自力式調(diào)節(jié)閥。

2.8 分層給煤裝置和混煤器運(yùn)用的節(jié)能效果

工程中采用分層給煤裝置和混煤器，減少漏煤，爐排通風(fēng)良好，燃燒充分，爐渣含碳量降低，機(jī)械不完全燃燒損失（q4）大大減小，使鍋爐排煙損失降低，讓鍋爐效率進(jìn)一步提高；爐排表面燃燒平衡，避免了司爐工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了鍋爐運(yùn)行自動(dòng)化程度；由于分層燃燒，通風(fēng)良好，降低了通風(fēng)阻力，降低了風(fēng)機(jī)的電耗，節(jié)約了電能；煤在爐排面上的充分燃燒和穩(wěn)定運(yùn)行，降低了鍋爐原有煙氣濃度，防止了大量氮氧化物的產(chǎn)生，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

3 結(jié)語

當(dāng)前， 因?yàn)閲疫M(jìn)一步推行節(jié)能減排政策，環(huán)境保護(hù)的觀念日益深入人心，文章就我國現(xiàn)行的城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)主要存在的缺陷進(jìn)行了分析，對(duì)于當(dāng)前城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)的主要途徑進(jìn)行主要討論與分析，希望可以給集中供熱系統(tǒng)改造工程的發(fā)展起到促進(jìn)的作用。集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能改造對(duì)于保證供熱質(zhì)量、降低能耗、提高管網(wǎng)效率等有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 為此，必須要結(jié)合集中供熱系統(tǒng)的實(shí)際情況， 采取科學(xué)合理的措施，對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，進(jìn)而為供熱企業(yè)的長久發(fā)展提供有力的保障。