城市集中供暖中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用措施分析

朱劍麗

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司小店第二供熱分公司，山西 太原 030000)

新時(shí)期下我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化進(jìn)程持續(xù)加速，人們的物質(zhì)生活水平顯著改善，對(duì)生活品質(zhì)提出了更高、更多的要求，這使城市供暖成為了一個(gè)社會(huì)性問題。對(duì)于特別寒冷的城市，集中供暖過程中能耗很高，為了實(shí)現(xiàn)全區(qū)域供暖達(dá)標(biāo)及平衡，并將能耗量降到最低，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)一定要加大節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用力度[1]。供暖節(jié)能技術(shù)措施實(shí)施過程中不同單位之間要加強(qiáng)配合，最大限度地調(diào)動(dòng)供暖有關(guān)單位參與的積極性，極大先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的引進(jìn)力度，有針對(duì)性地改造集中供暖系統(tǒng)的材料，進(jìn)而取得最為理想的節(jié)能減排效果，為城市的健康、持久發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。

1 城市集中供暖系統(tǒng)的概述

城市集中供暖主要是對(duì)于北方地區(qū)城市，因?yàn)槎練夂蚝浔仨氃谧≌ㄖ?nèi)安裝供暖設(shè)備，推行城市集中供暖策略，進(jìn)而更好地滿足人們正常開展生產(chǎn)生活活動(dòng)的需求，促進(jìn)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。和普通的大型汽輪發(fā)電組相比較，集中供熱供暖使用的供熱機(jī)組效率處于更高的水平，這就預(yù)示著在資源量相等的工況下，集中供暖的效率更高，相同的道理，集中供暖還能節(jié)省下很多燃料，增加能源的利用率。但是客觀上講，城市集中供暖系統(tǒng)不管是建設(shè)還是運(yùn)行過程中均會(huì)耗用大量的資源能源，那么這就要求相關(guān)部門在開發(fā)與利用城市集中供暖系統(tǒng)時(shí)，不僅要考慮到用戶的經(jīng)濟(jì)利益，也要著重分析建筑的節(jié)能技術(shù)，進(jìn)而使集中供暖系統(tǒng)運(yùn)行過程中節(jié)約下更多的能源資源，更好地落實(shí)國(guó)家綠色環(huán)保政策，在城市集中供暖領(lǐng)域充分體現(xiàn)出節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效能。

2 城市集中供暖現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 節(jié)能技術(shù)還有很大的優(yōu)化空間

盡管在國(guó)家政策的引導(dǎo)下，近些年城市集中供暖系統(tǒng)在各地已經(jīng)全面普及，但是在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面體現(xiàn)出了明顯的滯后性，傳統(tǒng)落后的節(jié)能理念及技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成為影響集中供暖綜合效果的主要因素。其原因主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：1)關(guān)于節(jié)能裝置的配備問題上，各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方案還有很大的改進(jìn)、優(yōu)化空間。建立及運(yùn)行城市集中供暖系統(tǒng)的宗旨是使城市每一名住戶均能正常使用熱能，為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，相關(guān)部門應(yīng)持續(xù)加大供暖管道、水循環(huán)技術(shù)等的改造力度。但是現(xiàn)實(shí)中很少能做到這一點(diǎn)，部分供暖管道因?yàn)槌Ｄ晔薏粌H造成熱水循環(huán)供暖效率顯著降低，也降低了廣大用戶的使用效率及安全性；2)關(guān)于節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用問題上，很多城市集中供暖技術(shù)長(zhǎng)期沒有更新，使供暖系統(tǒng)在節(jié)能化發(fā)展進(jìn)程中可謂是步履艱難，甚至部分供暖公司對(duì)集中供暖節(jié)能理念還沒有形成正確認(rèn)識(shí)，錯(cuò)誤地把節(jié)能工作的重點(diǎn)放置在產(chǎn)熱能的資源優(yōu)化方面，而沒有重視本體熱能產(chǎn)量的提升，以上均會(huì)使城市集中供暖在發(fā)展過程中體現(xiàn)出明顯的滯后性[2]。

2.2 供熱系統(tǒng)水力失調(diào)

供熱系統(tǒng)水力失調(diào)是各地城市集中供暖過程中普遍存在的一大現(xiàn)實(shí)問題，主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：1)城市集中供暖的水源由總線路至支線路雙向流通的過程中出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，最后造成供熱用戶取得的供熱溫度有一定偏差，供熱不均的現(xiàn)象隨之出現(xiàn)，如果不能及時(shí)處理這一現(xiàn)實(shí)問題，那么勢(shì)必就不能較好地滿足廣大用戶的供熱需求，影響其正常開展生活、工作活動(dòng)等，降低用戶的供暖體驗(yàn)，甚至?xí)退鶎俟┡井a(chǎn)生矛盾、糾紛等；2)城市集中供暖系統(tǒng)在持續(xù)循環(huán)的過程中水源量容易出現(xiàn)減少的情況，這主要是因?yàn)榇蟛糠殖鞘屑泄┡艿冷佒诘叵?，維修作業(yè)量龐大并且執(zhí)行難度較高，不利于定期組織專業(yè)維修活動(dòng)；除此之外，為了規(guī)避部分居民直接截用供暖管道內(nèi)循環(huán)的熱水，一些供暖公司會(huì)將部分化學(xué)溶劑添加至管道水內(nèi)，不利于水資源的再利用，就會(huì)造成每年由于供暖而浪費(fèi)掉大量的水資源。以上均是供熱系統(tǒng)水力失調(diào)問題的根源?，F(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中，由于供暖問題產(chǎn)生的糾紛事件比比皆是，供暖公司應(yīng)快速編制問題的處理方案，只有這樣才能及時(shí)解除企業(yè)和用戶之間的矛盾，建立良好關(guān)系，促進(jìn)城市集中供暖系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 管理體系尚不完善

管理體系不完善是城市集中供暖運(yùn)行過程中暴露出的一個(gè)重大問題。1)節(jié)能各個(gè)環(huán)節(jié)操作管理體系不完善，城市集中供暖的企業(yè)運(yùn)營(yíng)規(guī)模大小不一，特別是對(duì)于部分中等規(guī)模的供暖公司而言，因?yàn)楦鹿?jié)能裝置的成本較高，并且受用戶數(shù)量等客觀因素的制約，他們?cè)诠?jié)能技術(shù)設(shè)備投入與產(chǎn)出方面不能成正比，以致長(zhǎng)期以來(lái)集中供暖節(jié)能只是紙上談兵，沒有實(shí)際行動(dòng)，節(jié)能管理工作更是沒有頭緒，對(duì)供暖公司全面落實(shí)節(jié)能技術(shù)措施會(huì)產(chǎn)生明顯的制約作用；2)迄今為止很多供暖公司沒有建立一個(gè)完善的監(jiān)督管理體系，在整個(gè)供暖季，很多供暖技術(shù)人員在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面不能根據(jù)嚴(yán)格的操作標(biāo)準(zhǔn)及要求去執(zhí)行，基本上是結(jié)合主觀想法及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等去操作，必然無(wú)法取得理想的節(jié)能效果[3]。城市供暖公司應(yīng)高度重視既有管理體系不完善這一現(xiàn)實(shí)問題，立足于實(shí)際及時(shí)改善，以持續(xù)增加節(jié)能技術(shù)操作行為的規(guī)范性、有效性，引領(lǐng)供暖公司真正踐行可持續(xù)發(fā)展路線，創(chuàng)造出最為理想的綜合效益。

3 城市集中供暖中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用措施

3.1 基于智能化節(jié)能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)供暖

新時(shí)期下，越來(lái)越多的供暖公司認(rèn)識(shí)到節(jié)能技術(shù)用于集中供暖領(lǐng)域的重大意義，為了徹底解決供暖實(shí)踐中節(jié)能技術(shù)優(yōu)化相關(guān)問題，供暖公司陸續(xù)加大了節(jié)能設(shè)備建設(shè)投資力度，逐漸更新了供暖技術(shù)，在節(jié)能方面循序漸進(jìn)地提升管理的智能化水平。對(duì)于供暖公司而言，節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的智能化水平是達(dá)到可持續(xù)化供暖目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。在整個(gè)供暖季，持續(xù)且有效地優(yōu)化節(jié)能設(shè)備，進(jìn)而大幅度提升節(jié)能供暖效率與效果。為了達(dá)成以上目標(biāo)，很多供暖公司在鍋爐房?jī)?nèi)引進(jìn)了智能化操作系統(tǒng)，在溫度控制、煤炭投放等諸多環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)了智能化，一方面減少了勞動(dòng)力投入，使工作效率及質(zhì)量得到更大保障，使廣大用戶獲得更良好的供暖供熱體驗(yàn)。節(jié)能化節(jié)能不應(yīng)只是體現(xiàn)在供暖重要環(huán)節(jié)使用相關(guān)技術(shù)方面，也要涉及管理范圍，以輔助全面提升管理效率。近些年，國(guó)內(nèi)很多大型供暖公司更新了全套節(jié)能裝置，對(duì)于中小型的供暖公司而言，短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)，后續(xù)應(yīng)持續(xù)加大節(jié)能設(shè)備的建設(shè)力度，逐漸提升集中供暖系統(tǒng)的節(jié)能水平。

當(dāng)前，煤炭依然是城市集中供暖所消耗能源資源的主要類型，即煤炭是集中供暖的主要熱源。供暖公司為了提升集中供暖的節(jié)能水平，合理應(yīng)用智能化熱源技術(shù)是有效途徑之一。智能分層給煤燃燒技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)均屬于熱源節(jié)能技術(shù)的范圍。智能分層給煤燃燒技術(shù)就是在供暖期間，結(jié)合燃煤爐的燃燒狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化給煤，實(shí)現(xiàn)分層燃燒，分層燃燒不僅能促使煤炭充分燃燒，且燃燒過程中的排煙量明顯減少，增加煤炭的利用率，節(jié)省不可再生資源。分層給煤燃燒技術(shù)應(yīng)用過程中配合使用適宜的鍋爐與配風(fēng)量有助于降低設(shè)備故障問題的發(fā)生率，以進(jìn)一步提升燃煤鍋爐的供熱效率[4]。對(duì)于變頻調(diào)速技術(shù)而言，該技術(shù)運(yùn)用的是參數(shù)控制形式，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)備與信息化系統(tǒng)協(xié)同收集有關(guān)參數(shù)信息，處理信息并運(yùn)算出最適宜的溫度及負(fù)荷量參數(shù)，隨后再用有關(guān)軟件去調(diào)控變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，以取得最理想的運(yùn)行效率。合理應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)能精準(zhǔn)有效地調(diào)控鍋爐運(yùn)行流量、溫度及壓力等指標(biāo)，進(jìn)而使供熱、供暖效率得到更大的保障，利用最少的資源能源拓展供熱范圍，取得最理想的效益。

3.2 調(diào)整供熱系統(tǒng)水力平衡

對(duì)于供熱系統(tǒng)水利平衡的控制，要從如下幾方面加強(qiáng)控制：1)持續(xù)提升供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)水平，即具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中要精準(zhǔn)運(yùn)算出水力平衡，選用最適宜的管徑及水泵，減少或規(guī)避后續(xù)運(yùn)行期間出現(xiàn)水力失調(diào)的情況；2)加大施工監(jiān)管力度，推行工程質(zhì)量終身責(zé)任制，嚴(yán)格監(jiān)督管理現(xiàn)場(chǎng)施工過程，督導(dǎo)所有工人嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工作業(yè)，針對(duì)那些因施工條件制約而不能依照?qǐng)D紙施工的情況，需要獲得工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)變更以后，根據(jù)變更內(nèi)容合理組織后續(xù)施工活動(dòng)；3)及時(shí)維護(hù)更新供熱管網(wǎng)破損、腐爛銹蝕的管道以及管道中失靈或者損毀的閥門附件，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)卻不集中供暖水力平衡，促進(jìn)系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過程。

關(guān)于供熱系統(tǒng)水力平衡的調(diào)控方法，主要包括如下幾種[5]：1)模擬分析法(CCR法)：基于流體網(wǎng)絡(luò)理論，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上模擬供熱過程，快速、精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)供熱管網(wǎng)各段參數(shù)的相互影響及制約情況，以此為據(jù)編制最為合理的初調(diào)節(jié)方案，隨后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；2)溫度調(diào)節(jié)法：實(shí)質(zhì)上就是調(diào)控各供暖用戶的流量大小，通過這種方式使各熱用戶的供、回水平均溫度實(shí)現(xiàn)一致，進(jìn)而確保供暖區(qū)域內(nèi)熱用戶室內(nèi)溫度相同。站在理論層面上分析，建筑物室內(nèi)溫度與供回水平均溫度兩者之間存在著較為簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)處于平衡工況下時(shí)，如果供回水平均溫度等同，那么建筑物室內(nèi)溫度固然一致。現(xiàn)實(shí)中，供暖管路的長(zhǎng)短幾保溫效果影響著溫度高低。在整個(gè)供暖期間，要始終維持流量及供水溫度固定不變，當(dāng)回水溫度不再有波動(dòng)時(shí)，此時(shí)就可以認(rèn)定整個(gè)集中供暖系統(tǒng)已經(jīng)處于熱力穩(wěn)定狀態(tài)；3)自力式調(diào)節(jié)法：自力式流量控制閥的作用對(duì)象為流量，現(xiàn)實(shí)中可以通過人工手動(dòng)的方式設(shè)置流量大小。如果管網(wǎng)壓力改變?cè)斐赏ㄟ^閥門的流量明顯增大時(shí)，閥門的張開度會(huì)自動(dòng)減小，此時(shí)通過閥門的流量也隨之減少，相反的，閥門張開度自動(dòng)加大，能較好地維持流量大小的恒定性，這就預(yù)示著運(yùn)用自力式流量控制閥的重點(diǎn)是設(shè)定好流量，可以嘗試依照供熱系統(tǒng)總循環(huán)量和各建筑的熱負(fù)荷分別運(yùn)算出各建筑的相應(yīng)流量，這種方法有實(shí)施簡(jiǎn)單。適用于定流量系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 建立健全供暖管理體系

3.3.1 提升保溫以及管網(wǎng)輸送效率

理論上講，應(yīng)將室外管網(wǎng)輸送熱效率維持在90%以上，為了達(dá)成以上目標(biāo)，在建設(shè)城市集中供暖系統(tǒng)時(shí)要選用哪些較優(yōu)質(zhì)的保溫節(jié)能材料，并推行相配套的維護(hù)管理方案，規(guī)避其后續(xù)使用期間局部出現(xiàn)破壞、水浸等問題，延長(zhǎng)使用壽命，創(chuàng)造良好的效益。而怎樣提升保溫、管網(wǎng)輸送效率，這是城市集中供暖運(yùn)行中的一大難點(diǎn)，可以嘗試從如下幾方面著手：1)在鋪筑室外網(wǎng)管環(huán)節(jié)中，如果發(fā)現(xiàn)被地下水淹沒的熱網(wǎng)主、支干線小室，則要第一時(shí)間采用堵漏措施，考慮到成本因素，可以選擇膨脹橡膠作為密封材料進(jìn)行封堵，通過這種方式能在后期有序規(guī)避地下水通過穿墻套管滲入小室中浸泡局部管道的情況。針對(duì)熱網(wǎng)內(nèi)所有裸露在空氣內(nèi)的補(bǔ)償器芯，技術(shù)人員還要對(duì)其采取保溫措施；2)參照國(guó)標(biāo)《設(shè)備及管道保溫設(shè)計(jì)導(dǎo)則》當(dāng)中的經(jīng)濟(jì)厚度計(jì)算公式合理確定管道保溫層的厚度，通過這種方式使保溫、管網(wǎng)輸送效率得到更大的保障。

3.3.2 加大先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)力度

城市集中供暖節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)充分應(yīng)用各類先進(jìn)技術(shù)，這就對(duì)工程設(shè)計(jì)師的專業(yè)能力及設(shè)計(jì)理念等提出更高的要求。在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)思維要靈活，立足于城市現(xiàn)實(shí)情況設(shè)計(jì)采暖、加熱及傳輸系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)因地制宜，優(yōu)化設(shè)計(jì)。引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)人員加強(qiáng)學(xué)習(xí)與交流，供暖公司要積極組織培訓(xùn)活動(dòng)，以持續(xù)提升設(shè)計(jì)師的專業(yè)設(shè)計(jì)能力，掌握更多的先進(jìn)理念與技術(shù)。

太陽(yáng)能輔助加熱是最近幾年發(fā)展起來(lái)的節(jié)能技術(shù)。在環(huán)境污染日益加重的背景下，太陽(yáng)能作為一種節(jié)能、環(huán)保、綠色的可再生能源，在社會(huì)各個(gè)行業(yè)內(nèi)均有廣泛應(yīng)用。太陽(yáng)能技術(shù)即能應(yīng)用太陽(yáng)的能量與光為家庭、商業(yè)或工業(yè)提供熱量、照明、熱水、電機(jī)制冷。太陽(yáng)能作為太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的主要來(lái)源，可以和其他能源配套使用，在運(yùn)行穩(wěn)定性、自動(dòng)化等方面均占據(jù)優(yōu)勢(shì)，用于集中供暖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了無(wú)煙氣排放，減少了熱水成本，節(jié)約大量能源。結(jié)合不同用戶的現(xiàn)實(shí)情況，在方案規(guī)劃設(shè)計(jì)、供熱設(shè)備選型及工程施工等方面提供專業(yè)化一站式服務(wù)[5]。

3.3.3 供暖熱負(fù)荷指標(biāo)

首先，合理評(píng)估供暖建筑物的熱負(fù)荷，基于公式Q=qF×A[Q -負(fù)荷估算值；A -建筑面積；qF-供暖熱負(fù)荷指標(biāo)]準(zhǔn)運(yùn)算出建筑物的熱負(fù)荷。其次，設(shè)計(jì)人員充分結(jié)合現(xiàn)實(shí)狀況選擇最適宜的供暖熱負(fù)荷指標(biāo)。在以上過程中藥綜合分析影響建筑集中供暖效果的各類因素，比如建筑物高度、室外溫度等，工作人員要精準(zhǔn)測(cè)定以上數(shù)據(jù)，確定好各類影響因子，在此基礎(chǔ)上持續(xù)增加設(shè)計(jì)的合理性。

3.3.4 加強(qiáng)操作過程的管理

1)加大供暖系統(tǒng)設(shè)備的操作管理力度，一定要指派專業(yè)的工作人員嚴(yán)格遵循操作細(xì)則規(guī)范要求執(zhí)行，進(jìn)而確保設(shè)備能安全、穩(wěn)定運(yùn)作，增加其工作效率，延長(zhǎng)使用壽命；2)加大設(shè)備的維護(hù)管理力度，落實(shí)好設(shè)備定期檢查、保養(yǎng)制度，以將設(shè)備故障及生產(chǎn)事故發(fā)生率降到最低。日常中要記錄好設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)信息，特別是在突發(fā)故障問題時(shí)一定要做到備案，為后續(xù)處理相同或相似故障提供可靠依據(jù)，提高問題處理效率[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

為了全面提升城市集中供暖的節(jié)能效果，一定要結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況選擇最適宜的節(jié)能技術(shù)，嘗試通過智能化節(jié)能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)供暖，實(shí)時(shí)調(diào)整以確保供熱系統(tǒng)水力平衡，建立健全供暖管理體系等，多管齊下，最大限度地滿足廣大市民的供暖需求，引領(lǐng)區(qū)域供熱產(chǎn)業(yè)壯大發(fā)展，運(yùn)營(yíng)期間創(chuàng)造出最理想的綜合效益。