關(guān)于熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱節(jié)約能源的策略探討

王本法

（山東菏澤市生態(tài)環(huán)境局成武分局，山東 菏澤 274200）

引言

供暖系統(tǒng)在運行過程中，由于供暖管理措施和燃煤方式等多種因素的影響，會造成巨大的能源損失，無法充分利用能源資源。目前，煤炭和石油等資源正在減少，所以為了有效控制能源消耗，有必要選擇更節(jié)能的供暖技術(shù)，集中供暖和熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)對環(huán)境保護具有重要意義，因而，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的市場前景非常廣闊。

1 集中供熱現(xiàn)狀及熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的優(yōu)勢

1.1 集中供熱現(xiàn)狀

由于供電區(qū)域的差異，之間的熱傳遞也存在顯著差異，所以很難滿足目前住戶的供熱需要。當前的供暖方式仍以集中供暖為主。在此模型中，提高管徑及管內(nèi)熱流密度是確保供暖系統(tǒng)高效運行的關(guān)鍵。水流越高，水溫就越高，但也消耗更多的能量。如果水壓過低，供暖溫度會降低，因此無法滿足供暖需求，這將極大地影響用戶體驗；實際加熱電流與設(shè)計要求不符。供熱需求市場包含了居民供熱和工業(yè)企業(yè)供熱兩個方面，也就是說，企業(yè)和個人用戶是供熱公司的主要客戶，占總供熱量的很大一部分。

城市化加快使人們的生活水平大幅度提高，目前對取暖的需求已不能滿足新的需求，相關(guān)部門（特別是北部地區(qū)）應(yīng)積極推動綠色供暖作為新型供暖形式。蒸汽和水供暖是最重要的供暖形式，用于產(chǎn)生熱量和電力的中央鍋爐供暖是主要的熱源。煤炭代表了現(xiàn)有供暖系統(tǒng)消耗的大部分能源，但一些機器用于日常供暖過程中不可避免地老化，這對鍋爐生產(chǎn)效率產(chǎn)生了重大影響，供暖網(wǎng)絡(luò)損失的增加也越來越普遍，嚴重影響了集中供暖公司的正常運營[1]。

1.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的特點及優(yōu)勢

熱電聯(lián)產(chǎn)是一種利用先進內(nèi)燃機技術(shù)的新型供暖方式，實現(xiàn)高效率的制造，可有效地節(jié)約能源、降低成本，并提高產(chǎn)量。當前，我國的熱電廠主要包括兩個方面：一是電力供應(yīng)系統(tǒng)，電力供應(yīng)系統(tǒng)是電力供應(yīng)系統(tǒng)，電力供應(yīng)系統(tǒng)是電力供應(yīng)的基礎(chǔ)。二是模塊式循環(huán)利用系統(tǒng)，對廢熱進行循環(huán)利用。據(jù)有關(guān)資料顯示，該火力發(fā)電廠的開工率可達到85%以上。這種生產(chǎn)方法，能夠從廢物中收集和利用大量的能源可以有效地提高能源效率，滿足當前的節(jié)能要求，節(jié)約能源，原材料的利用率超過80%。供暖對人們有益，其主要優(yōu)點如下[2]。（1）在此基礎(chǔ)上，提出了一種新型的可再生能源技術(shù)。（2）使用熱電聯(lián)供系統(tǒng)，可以有效地改善能量的利用率，同時也可以有效地減少熱量的消耗。（3）對環(huán)保有益。常規(guī)的能源利用方式以燃煤為主，存在較大的污染。熱電聯(lián)供能顯著降低排放，達到節(jié)能環(huán)保的目的。

2 供熱現(xiàn)狀和能耗產(chǎn)生的原因

熱電聯(lián)產(chǎn)是一種相對更有效的能源，主要通過利用發(fā)電廠的低質(zhì)量熱能，使用煤或天然氣，比較熱電聯(lián)產(chǎn)，并解釋一定數(shù)量的電力可以解決供暖問題。目前，使用熱電聯(lián)產(chǎn)可以節(jié)省更多的碳，特別是當使用一個鍋爐加熱。在供暖區(qū)，不均勻的水流狀態(tài)也會導(dǎo)致管道加熱不均勻，導(dǎo)致供暖系統(tǒng)實際運行不平衡。供暖和制冷設(shè)備在能源供應(yīng)的不同組成部分之間的差異如此之大，以至于無法滿足社會目前的供暖需求。集中供暖方式還增加了對管道內(nèi)部熱流及其直徑對管道質(zhì)量的高要求，確保了供暖系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定的工作空間。適用于不同用戶的相對完整的供暖系統(tǒng)之間的水力不平衡也有一些差異，導(dǎo)致用戶之間的不平衡，導(dǎo)致供暖流和恒定流的差異[3]。

供暖需求的主要市場不僅是居民供暖，工業(yè)企業(yè)也是主要消費者之一。隨著城市化進程的加快，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，住宅供暖比例也可能上升，集中供暖也是我國的一種供暖形式，特別是在北部地區(qū)。主要分為蒸汽和熱水，從熱源上看，主要采用熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域鍋爐等多種加熱方式。然而，鍋爐房的生產(chǎn)效率低下，供熱網(wǎng)絡(luò)的許多區(qū)域正在枯竭，這對提高能源效率和保護集中供熱產(chǎn)生了相對不利的影響。

熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)正在中國逐步引進和應(yīng)用。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以提高整體能效，也可以在保護生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮作用。它還可以控制電網(wǎng)中的輸電和配電損耗，以最大限度地降低高負載電壓。隨著各種技術(shù)的進步，熱電聯(lián)產(chǎn)可以用于供暖，或者在一定程度上取代住宅供暖，現(xiàn)有鍋爐設(shè)備的升級可以最大限度地促進熱電聯(lián)產(chǎn)的效率，提高節(jié)能水平，實現(xiàn)中國節(jié)能減排的主要目標。

3 熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱節(jié)約能源的策略

3.1 安裝維持管內(nèi)阻力的平衡裝置

在供熱系統(tǒng)里，管道的內(nèi)阻可以獨立調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)后必須始終保持管道電阻的平衡，旋轉(zhuǎn)泵的負載應(yīng)根據(jù)管道中電阻較大的部分來確定。當管道部分的壓力難以完全釋放時，會導(dǎo)致液壓失衡，導(dǎo)致加熱系統(tǒng)加熱不均勻。當出現(xiàn)這種問題時，員工應(yīng)該通過適當?shù)拇胧┻M行調(diào)整，以達到平衡的最大阻力。然而，在實際調(diào)試中難度也很大，重新調(diào)試可能會消耗太多的人力和物力，因此，目前需要采用水力平衡法來滿足電阻調(diào)節(jié)要求，使電網(wǎng)的各個部分都能保持水力平衡。通過維持均衡閥的控制作用，可以使熱力管網(wǎng)的自動化功能得到最大限度的發(fā)揮，技師們需要能適時地對平衡閥進行控制[4]。

3.2 熱力網(wǎng)節(jié)能技術(shù)

城市建筑集中供暖需要利用節(jié)能技術(shù)提高能效，管理污染情況，充分發(fā)揮其作用和價值。目前，中國一些城市采用熱網(wǎng)模式，將熱電站與消費者和熱能連接起來。鑒于中國城市建筑集中供暖系統(tǒng)的特殊性，使用供暖網(wǎng)絡(luò)可以有效地促進各種系統(tǒng)的設(shè)計。集中供熱系統(tǒng)運行時，應(yīng)注意系統(tǒng)熱損失現(xiàn)象并根據(jù)這些問題，逐一加以剖析，并在此基礎(chǔ)上，制定出降低供暖系統(tǒng)熱量損耗，提升整個供暖系統(tǒng)的能效的切實措施。

當前，我國城鎮(zhèn)住宅中央空調(diào)應(yīng)結(jié)合具體的影響因子與情況加以分析，建立環(huán)保、合理、節(jié)能的供暖網(wǎng)絡(luò)。要證明熱電網(wǎng)的節(jié)能和經(jīng)濟效益，在規(guī)劃過程中必須充分考慮城市整體結(jié)構(gòu)，主要通過選材和全面綜合分析資本投資和總面積等相關(guān)因素。

從供暖網(wǎng)絡(luò)的角度來看，可以分析考慮，如果居住面積小，施工時間短，可以節(jié)省資源和資源。供熱網(wǎng)絡(luò)應(yīng)設(shè)計為主線，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計范圍應(yīng)控制在最小面積內(nèi)，通過多次實驗獲得最佳操作標準。對城市建筑集中供暖系統(tǒng)的分析有助于實現(xiàn)自動化和智能化的目標，改進和實施手動控制方法，提高集中供暖系統(tǒng)運行的準確性，減少集中供暖系統(tǒng)在運行過程中的能量損失，尤其應(yīng)執(zhí)行以下任務(wù)。

3.2.1 外網(wǎng)節(jié)能設(shè)計

城市建筑集中供暖必須滿足城市建筑集中供熱的能源效率。根據(jù)社會的實際情況，網(wǎng)絡(luò)的組織和規(guī)劃是合理的，以確定網(wǎng)絡(luò)的方向。采用最佳網(wǎng)絡(luò)媒體。主供暖類似于高熱負荷地區(qū)的供暖。在審查和確定用戶的實際供暖量時，集中供暖的總負荷必須滿足他們的需求。提供熱指示器的適當參數(shù)以及官方網(wǎng)站的參數(shù)；熱力學(xué)管線的設(shè)計和用戶輸入管線的直徑應(yīng)根據(jù)外部網(wǎng)絡(luò)總壓力平衡的計算結(jié)果確定，循環(huán)能力的計算也應(yīng)加強。

3.2.2 熱網(wǎng)管控

要想使國內(nèi)的住宅集中供熱系統(tǒng)得到更好的運行，就有必要對其進行全面的研究。在此基礎(chǔ)上，可達到節(jié)約能源與供熱資源的高效融合，從而推動熱網(wǎng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。常規(guī)人工調(diào)節(jié)方式已有一定的限制，不能很好地解決目前的集熱和節(jié)能問題。所以，利用自動控制技術(shù)，可以實現(xiàn)對城鎮(zhèn)建筑物的中央空調(diào)的自動控制，確保了整個熱力體系的穩(wěn)定與可靠；從而，提升了企業(yè)的經(jīng)營能力與水準。

3.2.3 熱網(wǎng)設(shè)備及材料的節(jié)能

為了達到供熱系統(tǒng)的節(jié)電和降低能耗的目的，必須使用節(jié)能的材料和裝備。在熱網(wǎng)裝備上，例如，調(diào)節(jié)閘閥，要同時滿足耐壓和耐溫兩個優(yōu)點，其流動特征主要是近似于線性，可以進行后續(xù)的有序調(diào)整。在安裝均衡閥時，需加強閥的阻力，再將殘余的壓力排除掉，使得管道中的壓力滿足使用者的需求；解決了局部加熱過度的問題。熱網(wǎng)的材料必須符合集中供暖系統(tǒng)的要求，必須具有耐腐蝕和絕緣性能，并加強材料的導(dǎo)熱性。目前，聚氨酯保溫材料最常用于中國城市建筑的集中供暖系統(tǒng)，其保溫性能也比較好。

3.3 積極調(diào)整和優(yōu)化供熱結(jié)構(gòu)

目前，大型供暖企業(yè)需要調(diào)整供暖結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)供暖合理使用不同熱源的常用技術(shù)，改進低負荷模式。不斷提高供暖系統(tǒng)的安全性，取得經(jīng)濟效益。同時，熱源供熱公司應(yīng)建立基于負荷溫度和外部負荷變化的自動控制系統(tǒng)，以調(diào)整供熱過程。為提供多種鍋爐驅(qū)動元件，可定制可靠的兼容性，使鍋爐在滿負荷時更加穩(wěn)定和安全。

在微型計算機的合理設(shè)置下，還能將熱源與各加熱裝置的操作參數(shù)進行整合，使輔機的工作狀態(tài)更加直觀。該結(jié)構(gòu)既能保證機組平穩(wěn)運行，又能適應(yīng)各時段供暖管網(wǎng)的需求，通過對非正常工況進行實時監(jiān)測，使機組的熱效率持續(xù)提升。另外，在大規(guī)模供暖企業(yè)中，應(yīng)主動建設(shè)大型管網(wǎng)微機監(jiān)測設(shè)備，對管網(wǎng)進行優(yōu)化與維修，以達到對供暖參數(shù)進行遠程監(jiān)測與在線監(jiān)測的目標；整合資料，并進行及時地、動態(tài)的調(diào)節(jié)。為了增強供熱系統(tǒng)的承受能力，避免了水壓失調(diào)等問題，降低了系統(tǒng)的過熱器損耗；增加了熱量的高效利用[5]。

3.4 加強供熱系統(tǒng)的檢測

加強供暖系統(tǒng)監(jiān)控也是提高城市集中供暖加強對集中供暖系統(tǒng)的監(jiān)測和測試，可以規(guī)范工人的行為，提高工作效率，確保供暖系統(tǒng)的效率。工作人員可以在操作過程中自定義設(shè)備存儲系統(tǒng)中的不同信息，以便在系統(tǒng)故障后，可以快速確定故障原因，減少熱量損失，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。適當?shù)募夹g(shù)分析也可以有效地分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，總結(jié)實際系統(tǒng)中存在的問題，使供暖公司能夠采取適當?shù)拇胧﹣硖岣吖┡芰?，降低系統(tǒng)中的能耗。

供暖公司還應(yīng)加強對員工和管理層的監(jiān)督，使之自覺地執(zhí)行測試任務(wù)，避免因供暖系統(tǒng)問題而跳過員工的檢查。檢查集中供暖系統(tǒng)是保證系統(tǒng)正常運行的重要保證。因此，適當?shù)膯挝粦?yīng)注意對供暖系統(tǒng)進行測試，以有效降低供暖企業(yè)的成本，實現(xiàn)節(jié)能、降低能耗的目標。

3.5 用戶端的節(jié)能技術(shù)

用戶端作為集中供熱系統(tǒng)的終端設(shè)備，在集中供熱系統(tǒng)中同樣占有舉足輕重的地位。通過對城市建筑中央空調(diào)系統(tǒng)進行了研究，結(jié)果顯示：用戶對采暖系統(tǒng)能效的影響很大，且與熱量交換速率有很大的關(guān)系。因此，在對用戶進行設(shè)計與管理時，應(yīng)充分考慮用戶建筑的本質(zhì)特性，盡量減少室內(nèi)熱量的散失，從而達到中央供暖系統(tǒng)的節(jié)能目的。根據(jù)各區(qū)域氣候狀況的差異，如在某些城市，可采用圍護結(jié)構(gòu)的方法對建筑進行保溫。目前，集中供熱系統(tǒng)維修層的設(shè)計方法復(fù)雜多樣，其基礎(chǔ)隔熱和密封性都很好。

此外，完善城市建筑集中供暖系統(tǒng)的計量系統(tǒng)，以及供暖系統(tǒng)的運行，為公眾提供高質(zhì)量的供暖服務(wù)。在供熱過程中，有必要優(yōu)先考慮用戶的供暖需求，并協(xié)調(diào)他們的實際熱耗計算。為了降低集中供暖系統(tǒng)的熱耗，提高換熱器的換熱效率，有必要在網(wǎng)絡(luò)換熱的一級和二級選擇合理的通信方式。交互式自動化設(shè)備的引入將有助于提高中央供暖系統(tǒng)的供暖能力，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

4 結(jié)語

綜上所述，與傳統(tǒng)的分散式采暖方式比較，這種采暖方式不但能量利用效率較高，而且在節(jié)能方面也有突出的優(yōu)勢。高環(huán)境容量的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運行調(diào)控方式，有助于較大限度地發(fā)揮能源資源的利用率，大幅降低電網(wǎng)分配損耗，大幅降低高負荷用電量；還能對脆弱的生態(tài)環(huán)境進行保護。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的進步，通過對原有鍋爐設(shè)備進行升級或淘汰，努力為節(jié)能減排工作做出貢獻。