我国供热系统存在的问题与节能措施探讨

我国供热系统存在的问题与节能措施探讨

王娅男张中涛

山东万豪华宇工程设计有限公司山东省济南市250000

摘要：城市供暖采用集中供热方式有利于实现能源节约、环境改善、居民生活质量的提高，对于城市基础设施建设改善以及现代化城市的建设都有一定的促进意义，能够为我国的可持续发展目标提供强有力的保障。为有效提供资源及能源的利用率，提高对居民用热需求的满足度，有必要深入研究并推广节能减排措施，有效改造并监督城市供热系统，促进城市供热效率的不断提升。

关键词：供热系统；问题；节能措施

1供热系统节能问题

1.1集中供热系统中的锅炉运行热效率偏低

根据国际规定，锅炉的热运行率需达到80%以上，但截至目前为止，我国仅实现了63%的热运行效率，较国际标准差距较大。根据我国关于民用建筑锅炉热运行效率的规定，我国锅炉热运行率最低标准为68%，但我国锅炉的实际运行效率距该标准仍有一定距离。相关研究结果表明，燃料原材料及燃烧充足率是影响我国锅炉热运行率的关键因素。由于用于集中供热的原煤整体质量较差，含有大量的硫分、灰分和杂质，从而导致锅炉燃烧率达不到标准要求。

1.2供热管网输送效率低

城市集中供热量需要通过供热管网进行传递，为有效保证供热系统运行的正常，必须加强对供热管网输送效率的研究分析。对于供热管网的输送效率，可以通过将计划输送热量与实际获得热量进行对比来获得。根据我国关于供热管网输送效率标准的相关规定，集中供热系统需要实现90%以上的输送效率，然而截止目前为止，我国输送管网仅实现了65%的传输效率，这主要受到当前供热管网热泄露、水力失调、保温热损失等问题影响严重。

1.3供热冷热不均，造成能源浪费

在我国现行城市集中供热系统中，单向顺流系统仍为主系统，且缺乏相应的控制设备，直接影响了城市集中供热的协调性，供热片区冷热不均问题突出，有的居民家庭在供热条件下基本室温得不到保障，只能依靠暖炉、空调等设备进行取暖，从而导致能耗的上升；对于因集中供热导致室温过高的用户，则需要经常开门开窗进行热量的散发，使得热量浪费严重。同时，供热部门在相关监管标准的要求下不断提高供热负荷，导致集中供热整体产能过剩，而用户室内又没有相应的控制调节系统，多余热量只能被白白浪费，这对于能源的有效利用及城市环境的改善都是极为不利的，直接限制了城市的健康发展。

2供热节能建议

2.1充分利用工业余热

根据目前的技术水平，热电厂和钢铁、有色等高能耗企业产生的30℃~100℃的低品位余热可作为供暖热源，通过热交换或热功转换技术及设备实现余热回收，为城镇多源供暖提供基础负荷。电厂、钢铁、化工、有色等企业在我国北方数量多、分布广，大量的低品位热能为供热提供了坚实的保障，实现工业余热供热规模化应用将对我国节能减排产生重大影响。这不仅可以实现工业能源的梯级利用，还可以因减少燃烧化石能源供热而减少对环境的污染。

2.2积极推行节能建筑

城镇新建建筑要全面实施75%居住建筑节能标准，推广绿色建筑与绿色建材，逐步发展被动式低能耗建筑和装配式建筑。积极推进既有居住建筑的节能改造，提高外墙、窗户等围护结构保温性能，促进供热计量及温度调控，实施热源及管网热平衡改造，采用市场化运作与政府补贴的方式，降低供热能耗。以地处北方严寒地区的某高校为例，将学生公寓楼的外墙、屋面、门窗、供热系统等部位进行节能改造后，每平方米可节约22.53千克标准煤。

2.3深入实施供热计量

在集中供热地区深入推进供热计量，提高热计量准确度，建立差异化的收费机制，将供热计量落到实处。通过安装热流量计、温差控制器、通断阀等设备，根据用户需要设定相应的取暖温度区间，当室内温度处于或高于设定温度区间并能维持一定时间时，由温差控制器控制暖气关闭；当室内温度低于设定温度下限时，则打开通断阀实现供暖。然后由供热企业根据各用户使用的热流量、暖气接通时间进行计费，建立差异化收费机制。

2.4热源节能减排

为进一步加强节能减排效果，国家积极鼓励实施热点联产、集中供热。当前在中国的集中供热系统中热能来源途径主要包括了三方面：热电厂、大型锅炉房、小锅炉房，其中小锅炉房由于大都为分散式供热因此目前已逐步被淘汰使用。热源节能具体包括了：a)提高对煤的燃烧效率及锅炉热效率；b)大力开展热电联产，提升能源利用率，改善生态环境。目前在热源节能减排方面最重要的一项内容即为对锅炉实施改造处理以促进其燃烧效率的全面提升。此项改造技术是充分应用现有设施及不改变锅炉本身和承压位置的前提之下，针对烟气排放系统及锅炉燃烧实施局部改造处理，也就是在烟道内新安装超导余热回收器及在炉膛中装设炉芯板。在实施了改造处理后能促使锅炉在燃烧时产生出磁场效应，通过对混合气体的吸附来实现对排放物的有效控制，促使燃料能得以充分燃烧，并由此产生出馈压式涡流循环燃烧，更加方便于对硫化物的固结，减小飞尘排放量。经实践验证表明，通过实施锅炉改造处理后可节约能源20%左右，在原有基础上降低50%的SO2排放量，并可确保粉煤灰烧失量下降至不足8%，能充分达到节能减排的效果。

2.5热网节能减排

在热网节能减排中必须要关注以下几方面：a)注重对管线的保温节能；b)开展热网设计时应合理控制好供热半径，这不但能促进对水力失衡的有效解决，且还可有效避免因管线过长而造成的热能浪费；c)大力推广热水管道直埋技术以实现对基础投资和运行费用的有效降低。经实际测量结果表明，DN800mm地沟管道温度下降约为0.75℃/km，而DN500mm地沟管道温度下降仅为0.34℃/km，依据同种类型进行敷设的管道，会随着管径的增大相应的温度下降也将会越小，因此采用DN800mm直埋管道其温度下降将会更小。此外针对二级管网的水力失调问题，应在设计时先开展水力平衡测算，而后利用平衡阀、流量控制阀等开展平衡调控，同时加强管理，尽可能减少泄漏点数量，避免出现不必要的放水点，也可有效应对热网失水问题。

2.6水力失调问题对策

为有效提高集中供热的热能利用率，使得居民取暖效果最佳，就需要重点对供热系统水利失调问题进行关注：首先要准确计算水力。供热部门在设计集中供热管网时，需要加强对水力设计的重视力度，对各支网的阻力进行有效协调；其次要加强供热管网试运行阶段的调试工作，调试标准必须是提前设定好的压差和流量标准；第三是通过温度调节控制阀的设置和安装实现用户对室内热量的有效调节；第四要加强对集中供热管网的实时监控，及时处理供热管网异常情况。

2.7运行调节分析

传统集中供热系统对热量的调节方式主要有质调节、量调节以及分阶段调节三种方式。其中，质调节的原理在于保持供热管网流量不变的前提下实现循环水泵的持续工作。该调节方式具有易于操作的特点。然而，由于整个泵站的运行负荷是额定的，始终保持满负荷工作状态，需要较高的运行费用；量调节方式的工作原理在于热量随外界温度而改变，供热系统中的热循环及回水速度随着外界温度的上升而降低。该方式较质调节对水力平衡有着更高的要求，极易受到水力失衡的影响；通过对泵站的变频控制可以运用分阶段调节方式有效调节供热管网的回水速度及流量，从而实现对供热量的调节。此外，通过相关变频调速装置的设置为末端用户自行调节温度提供便利。不断优化调节方案，提高对调度指令的执行力度，根据所绘制的供热曲线及时分析并调节回水温度。

结论

在城市集中供热系统中所涉及到的节能减排工作存在于多个方面，主要就包括了提高热源热效率、降低热网输送热损失、加强二级管网节能建设、提升用户节能意识等。另外，还需依据在供热过程中的实际情况来开展更加针对性的研究工作，逐步发展城市集中供热，同时增强管理的科学化，促成城市集中供热系统的节能减排工作能得以顺利开展，真正达到节能减排目的。

参考文献：

［1］徐中堂.我国城市集中供热在创新中发展［J］.区域供热，2014，（02）:1-8+23

［2］江亿.我国供热节能中的问题和解决途径［J］.暖通空调，2016，03:37-41