試論城市集中供熱運行管理的節(jié)能降耗措施

摘要：我國的能源資源豐富多樣，但由于人口基數(shù)大，目前人均能源資源仍相對不足，因此對于資源節(jié)約的問題愈發(fā)迫切。城市集中供熱工程是一項消耗大量能源的民生工程，在城市集中供熱的運行管理中，應樹立節(jié)能降耗的理念，使城市集中工作系統(tǒng)的穩(wěn)定運行得到保障。本文對城市集中供熱的現(xiàn)狀展開討論，總結城市集中供熱的運行管理以及節(jié)能降耗措施。

關鍵詞：城市；集中供熱；運行管理；節(jié)能降耗

文章編號：2095-4085（2024）01-0131-03

0引言

城市集中供熱系統(tǒng)在運行的過程中存在大量的能源消耗問題，不僅造成了資源的浪費，而且還在一定程度上對環(huán)境造成了污染。在城市集中供熱的運行管理中，應采取有效的措施，加強對節(jié)能降耗理念的落實，運用節(jié)能降耗技術，提高集中供熱水平，以取得理想的環(huán)保效果，滿足民眾需求。

在城市化建設進程逐步推進的背景下，城市規(guī)劃建設正向著可持續(xù)、綠色化發(fā)展的方向探究，以確保城市健康運轉(zhuǎn)的長遠發(fā)展，從而提高居民生活質(zhì)量，為城市居民創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的生活服務環(huán)境。在城市集中供熱系統(tǒng)中，涵蓋了多種不同的類型，而在城市客觀環(huán)境下，存在節(jié)能降耗的迫切性需求。這就需要在城市集中供熱系統(tǒng)中引進節(jié)能降耗的措施，加強對熱能的利用，提高熱能生產(chǎn)水平、利用效率。如在生產(chǎn)環(huán)節(jié)、輸送環(huán)節(jié)、供應環(huán)節(jié)，都要做好把關工作，以達到節(jié)約能耗的目的，提高資源的利用效率，為城市建設和發(fā)展奠定基礎，真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)目標。

眾多的供熱工作者從不同方面對集中供熱“節(jié)能降耗”問題進行了研究。冉春雨等［1］對集中供熱系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保運行技術進行優(yōu)化，并對電廠節(jié)能環(huán)保運行關鍵性的技術進行了分析。段邵陽等［2］對熱力站內(nèi)的運行調(diào)節(jié)情況、水泵變頻改造及閥門選擇的問題、熱力站二次管網(wǎng)側(cè)采用的調(diào)節(jié)手段進行了分析研究。

下面從城市集中供熱的現(xiàn)狀展開討論，從整體上總結城市集中供熱運行管理的節(jié)能降耗措施。

1城市集中供熱的現(xiàn)狀

1.1供熱質(zhì)量現(xiàn)狀

目前在城市供熱系統(tǒng)的運行和高速發(fā)展中，供熱質(zhì)量的問題始終存在，難以全面提高供熱的綜合質(zhì)量。之所以會發(fā)生供熱質(zhì)量短板的問題，主要是因為在城市供熱系統(tǒng)的運行過程中，設備的調(diào)控存在問題。由于設備質(zhì)量問題，運行中難以發(fā)揮出其功能。例如，老舊小區(qū)普遍采用整體串聯(lián)的供熱管路模式，導致高層用戶和底層用戶的供熱需求難以達到均衡。部分用戶會出現(xiàn)室溫偏高的問題，也有部分用戶的室溫不達標，出現(xiàn)溫度偏低的情況，這導致了室溫偏高的用戶需要開窗散熱，而室溫偏低的用戶需要采取輔助類的取暖措施，更是加大了熱能浪費、資源消耗，這與我國城市建設和發(fā)展中可持續(xù)發(fā)展的理念相違背。

1.2供熱運行管理問題

在目前的集中供熱運行管理過程中，由于缺少高效率的調(diào)節(jié)設備，管網(wǎng)水力失調(diào)仍是很多供熱企業(yè)所面臨的問題，進而難以達到理想的用戶室溫控制目標，也就導致了資源浪費。隨著城市化進程的不斷深入和建筑行業(yè)的發(fā)展，越來越多的復雜建筑結構出現(xiàn)在人們的視野，比如超高層建筑，這些建筑物的供熱運行管理工作尚不完善，有待改進。要探尋有效的路徑和方法，對集中供熱系統(tǒng)運行中存在的問題進行處理。同時，在城市集中供熱系統(tǒng)的運行和管理工作中，現(xiàn)階段還仍然缺乏暖通、熱動等專業(yè)的技術人才。專業(yè)技術人才儲備是確保城市集中供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵環(huán)節(jié)，專業(yè)人員的缺乏不利于供熱運行的管理。

1.3供熱收費問題

在供熱企業(yè)開展的各項工作中，收費問題始終是一大難題。隨著人民生活水平日益提高，不同用戶對供熱室溫有不同的要求。但目前各地供熱企業(yè)仍主要是按建筑面積收取熱費，這種方式由于無法對實際用熱量進行精確計算，已經(jīng)逐漸不能與社會發(fā)展相適應，用戶也會對此產(chǎn)生不滿和負面情緒。例如絕大多數(shù)老舊小區(qū)均為整體串聯(lián)的供熱管路設置，即使其中某些用戶未繳納熱費，但為了滿足多數(shù)人的供熱需求，供熱企業(yè)仍需對該樓棟進行正常供熱。欠繳用戶所欠的供熱費用追回難度較大，在供熱收費問題中面臨著重重困境［3］。

2城市集中供熱運行管理的節(jié)能降耗措施

2.1優(yōu)化集中供熱系統(tǒng)

在城市集中供熱系統(tǒng)的運行和發(fā)展中，須滲透節(jié)能降耗的思想和可持續(xù)發(fā)展的理念，要求管理人員從多方面將節(jié)能降耗的方法技術措施運用其中，以提高城市集中供熱系統(tǒng)的運行管理水平。遵循科學性、合理性的原則，以提高能源的應用效率作為重要切入點，加強對供熱系統(tǒng)的優(yōu)化，提高集中供熱系統(tǒng)的運行質(zhì)量及運行效率。結合實際情況，設計集中供熱系統(tǒng)，綜合考量多項要素，從統(tǒng)籌規(guī)劃的角度對集中供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化。例如，城市的規(guī)劃情況、當?shù)貧夂驐l件情況、各類建筑物類型、建筑物的供暖熱負荷情況、室內(nèi)采暖系統(tǒng)的運行情況等，須對各個環(huán)節(jié)的功能效益現(xiàn)狀進行分析。要發(fā)揮最大化的功能效益，結合供熱管網(wǎng)情況、供熱系統(tǒng)的運行情況、建筑規(guī)模、熱源情況等，做好調(diào)研工作，要對供熱企業(yè)的管理能力和技術能力進行分析，統(tǒng)籌規(guī)劃各項因素，制定科學的城市及總供暖系統(tǒng)的運行和管理方案。

2.2引進智能化設備與技術

加強先進技術引進與運用，在信息技術的時代，智慧供熱的理念已逐漸深化，借助信息技術構建起自動化的系統(tǒng)，對熱源數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、管道數(shù)據(jù)信息進行采集和分析，制定決策計劃，作出有關判斷。借助自動控制系統(tǒng)，傳輸命令，實現(xiàn)智能化的控制和聯(lián)動控制的目標，構建起智慧供熱系統(tǒng)，確保供熱系統(tǒng)運行的高效性和經(jīng)濟性。在數(shù)據(jù)的采集和分析中，對供熱系統(tǒng)失水情況要進行實時監(jiān)測，保證集中供熱系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，利用恒溫控制器、散熱器、平衡閥等設備，提高城市集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能管理水平以及自動化控制效果，從而合理調(diào)控室內(nèi)溫度，達到平衡狀態(tài)，降低用戶在室溫調(diào)控中投入的能源成本，達到節(jié)約能源的目的。具備條件的供熱企業(yè)還可嘗試多熱源聯(lián)網(wǎng)技術，確保城市集中供熱系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，節(jié)約能源資源的投入，為城市的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎，在供熱系統(tǒng)運行中，要利用先進的智能手段、數(shù)據(jù)信息，對消耗大、費用較高的能源進行調(diào)整，平衡經(jīng)濟和能源消耗之間的關系。

例如，負責太原市西山地區(qū)供熱運行工作的第七供熱分公司，在2019年與同方節(jié)能工程技術有限公司采用國際通行合同能源管理服務模式，對所轄約380萬m2的供熱范圍內(nèi)管網(wǎng)、熱力站進行全方面的升級改造，在熱源處增加用于校核的熱量表；在熱力站增加電動調(diào)節(jié)閥及遠傳熱量表等設備。并研發(fā)全網(wǎng)平衡軟件對管網(wǎng)、熱力站進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)了熱力站自動控制，從而解決了從熱源到各個熱力站的一次管網(wǎng)水力失調(diào)。同時每日根據(jù)天氣情況對熱源參數(shù)進行合理調(diào)度，實現(xiàn)精準調(diào)節(jié)。經(jīng)過3個采暖季的合作，該區(qū)域內(nèi)的熱耗已由合作前2018～2019年采暖季的0.51GJ/m2，逐年下降，目前已經(jīng)穩(wěn)定至0.37GJ/m2/采暖季。雙方的合作也達到“共贏”的局面。

2.3借助“三供一業(yè)”供熱改造，增設二次管網(wǎng)平衡調(diào)控設備

隨著城市集中供熱自動化技術的應用與發(fā)展，大多數(shù)供熱企業(yè)已經(jīng)在一次管網(wǎng)上面實現(xiàn)了利用熱力站電動調(diào)節(jié)閥和回水加壓泵等設備進行自動調(diào)節(jié)，基本消除了一次管網(wǎng)水力失調(diào)的情況。但受困于二次管網(wǎng)產(chǎn)權歸屬等歷史遺留問題，目前二次管網(wǎng)水力失調(diào)情況仍有大面積存在，為確保不利用戶的供熱質(zhì)量，熱力站不得不使用“大流量、小溫差”的方式進行粗放式供熱，無疑造成了能源的浪費。為從根本上解決二次管網(wǎng)失調(diào)問題，應該以二次管網(wǎng)平衡為前提，實現(xiàn)單元之間、用戶之間的均勻供熱，以實際供熱效果為依據(jù)，對熱力站進行“按需供熱”整體調(diào)控［4］。

近幾年，國有企業(yè)家屬區(qū)“三供一業(yè)”供熱分離移交維修改造工程施工正在有條不紊的進行，該項工程施工主要是對二次管網(wǎng)、樓棟立管和戶內(nèi)采暖系統(tǒng)進行改造。在改造中，建議對各樓棟所需要的流量精確計算并選擇合適管徑，并在各單元立管處安裝遠傳智能水力平衡閥，入戶管安裝戶用智能調(diào)節(jié)閥，后續(xù)在運行當中還應當以超聲波流量及和測溫槍當做輔助調(diào)節(jié)方式，確保二次管網(wǎng)盡快達到水力平衡。待處于水力平衡狀態(tài)后，可避免再使用常規(guī)的“大流量、小溫差”運行模式，降低了循環(huán)泵頻率，拉大供回水溫差，進而節(jié)約循環(huán)泵用電量，同時減少不必要的熱量浪費。

2.4循環(huán)水泵的合理選取

對于熱力站運行而言，循環(huán)水泵是輸送熱量到用戶家中的“核心”，也是消耗能源的主要設備。部分供熱系統(tǒng)在設計之初，由于缺乏詳細的小區(qū)二次管網(wǎng)和對建筑物用熱情況的摸底信息以及周邊未來規(guī)劃情況信息，設計人員通常按照“選大不選小”原則進行“盲選”，時常出現(xiàn)循環(huán)水泵選型較大，在運行時循環(huán)水泵無法工作在高效點，間接導致了能源的浪費。因此，循環(huán)水泵的合理選型起著至關重要的作用。同時循環(huán)水泵還應當搭配變頻技術，進行系統(tǒng)管理，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。在供熱系統(tǒng)中利用變頻技術來控制流量，可以結合用熱狀況、環(huán)境溫度，對水泵流量參數(shù)進行控制和調(diào)整，節(jié)約電能資源。在變頻技術的支持下，工作便捷性大大增強，自動化、節(jié)能化水平顯著提高。

例如，位于太原市萬柏林區(qū)的龍灣佳園小區(qū)熱力站，既有的循環(huán)泵由于設計時較為保守，導致選型預留過大（Q＝173m/h、H＝33m、N＝22kW），2020～2021年采暖季用電量為112179kWh、電耗1.18kWh/m2；2021年夏季，更換參數(shù)與供熱面積、半徑更為匹配的循環(huán)泵（Q＝86m3/h、H＝24m、N＝11kW），2021～2022年采暖季該熱力站用電量為96866kWh，電耗1.019kWh/m2，較前一采暖季節(jié)省用電量13.7%，節(jié)省電費10566元。

2.5控制系統(tǒng)的失水量

集中供熱系統(tǒng)絕大多數(shù)均為閉式系統(tǒng)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)失水的情況，則需要啟動補水泵為系統(tǒng)進行補水，但如果失水量較大、補水量較多，則會拉低回水溫度，導致供回水溫差拉大，增加供熱系統(tǒng)的熱負荷。針對失水問題應當加強管控、有效防治，對失水量較大的供熱系統(tǒng)定期添加防失水劑并利用超聲波檢漏儀進行巡檢，確保供熱系統(tǒng)失水現(xiàn)象得到有效的治理。由于部分老舊小區(qū)供熱用戶的庭院管網(wǎng)存在不同程度的損壞，或是由于閥門閉合嚴密程度不足，也增加了失水風險。失水的問題間接也會導致供熱到戶之前出現(xiàn)溫度不均衡的現(xiàn)象，大量熱量散失，降低了供熱質(zhì)量。供熱企業(yè)相關技術人員應定期組織和實施檢查活動，對熱用戶暖氣管道的閥門等易失水管件進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)問題及時進行維修處理，降低失水風險，避免出現(xiàn)失水情況，對熱量流失的現(xiàn)象進行改善，以確保供熱質(zhì)量和供熱效率達到理想的目標。

2.6完善熱計量系統(tǒng)

現(xiàn)階段集中供熱收費主要還是以傳統(tǒng)模式，即按照熱用戶的建筑面積收繳供暖費，該模式存在著一定的不合理、不科學問題，使得諸多居民對此反映強烈。為此在城市集中供熱的運行和管理中，應當針對現(xiàn)狀進行改進，利用熱計量表建立起完善的熱費收取體系。依據(jù)熱用戶的用熱量來改變收繳供熱費的模式。在滿足分戶控制條件的用戶入口位置，應當加裝熱量表，從而計算用熱量。針對不滿足分戶控制條件的用戶，也可嘗試在散熱器上安裝熱量表、調(diào)節(jié)閥，并輔助以旁通管，探索熱計量收費的可行性。使用熱計量收費，不但可以解決供熱收費中存在的不合理問題，還可以激發(fā)用戶的節(jié)能意識，用戶可以在城市集中供熱的運行和管理中與供熱企業(yè)相互配合，共同節(jié)約能源消耗，在滿足自身供熱需求的基礎之上，節(jié)約能耗，防范不必要的資源浪費。也使居民可以形成較強的能源節(jié)約意識，主動參與到節(jié)能環(huán)保的實踐中，切實解決費用和供熱質(zhì)量之間的矛盾問題。

2.7加強供熱檢測和監(jiān)控

為了切實增強集中供熱系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，提升供熱的質(zhì)量和效率，要在計量檢測和運行監(jiān)控方面加強力度，按照有關儀器的應用情況記錄并分析參數(shù)，找到發(fā)生偏差問題的原因，并在此基礎之上糾正問題，借助統(tǒng)計數(shù)據(jù)的形式，對實際的能耗情況進行分析，以此為依據(jù)，綜合分析系統(tǒng)的供熱效率和供熱質(zhì)量［5］。同時加大監(jiān)測和維護力度，配備專門的崗位人員，加強系統(tǒng)組織的建設，設置職能部門，要由專職的監(jiān)測人員和維護人員，對能耗隱患安全隱患問題進行排查，定期實施檢查計劃。

3結語

綜上所述，在城市集中供熱系統(tǒng)的運行和研究中，要從全盤進行考慮，加強對供熱系統(tǒng)的管理，將節(jié)能環(huán)保的理念、優(yōu)質(zhì)發(fā)展的思想觀念滲透其中，革新落后的技術，全方面提高集中供熱系統(tǒng)的運行效率，最大程度減少對能源的消耗，踐行可持續(xù)發(fā)展的理念。

參考文獻：

［1］冉春雨，王楊洋.集中供熱系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能控制與關鍵技術分析［J］.節(jié)能與環(huán)保，2019（2）：70-71.

［2］段邵陽，王飛，王國偉.城鎮(zhèn)集中供熱節(jié)能改造技術分析［J］.施工技術，2020（1）：18-19.

［3］宋小玲.城市集中供熱運行管理的節(jié)能降耗措施分析［J］.建材發(fā)展導向（上），2020，18（11）：49.

［4］高利瓊，梁丹丹，白凱.“三供一業(yè)”供熱分離改造中的二次網(wǎng)調(diào)控策略［J］.區(qū)域供熱，2022（5）：16-22.

［5］陶五洲，王戰(zhàn)勝.試論城市集中供熱運行管理的節(jié)能降耗措施［J］.建筑工程技術與設計，2020（30）：3563.