供热管网系统一次网节能运行分析

供热管网系统一次网节能运行分析

吴志豪

（新疆诚合苇业投资有限责任公司新疆乌鲁木齐830017）

摘要：社会进步和经济增长有效地提高了人们的生活质量，使人们对生活环境提出了更高的要求。供暖作为人类生活环境中的一个重要因素，不仅关系到人们的生活质量，而且直接影响着环境。在此基础上，本文以供热管网系统一次节能运行为主要研究对象进行深入研究。

关键词：供热管网系统；一次节能；运行

一、城市供热管网优化的意义

1.节能降耗。城市供热管网优化是城市化发展的必然趋势，因传统的供热方式热损耗较大，在经济高速发展阶段会造成较大的浪费，同时城市分户改造和集中供热的调整，也促进了供热方式的转变，因此优化供热管网结构和布局，提高供热质量和减少能耗成为了城市供热改造的主要方向。而供热管网的优化能够起到节能降耗的作用，同时也能够满足用户的采暖需求。

2.降低污染。冬季供热材料一般以煤炭为主，通过锅炉加热来实现热能的传导，相对于热源较为集中的地区利用率较高，而随着供热方式的创新，集中供热的作用更为突出，并且通过管网的优化，能够保障供热资源的有效利用，避免了煤炭燃烧产生的大量污染，减少了废物与废气的排放，提升了城市冬季的环境质量。

3.智能化。城市管网优化也体现在智能化和自动化上，新时期城市网管运行的自动化程度较高，在温度调节、热量传导、热能补偿、时时监控等内容都实现了自动化管理，这极大的减少了供热人员的工作量，同时系统也可以根据热量损耗和需求来调整供热系数，实现了智能化管理，为全天候供热提供了必要条件，如果发生供热事故也可以做到及时发现与补救，减少了事故的响应时间。

二、城市供热管网的现状分析

1.管网规划滞后。城市供热管网存在规划滞后的现象，主要表现在：新城区供热管网无规划、企业供热不足、区域性供热温度难达标、供热损耗较大、供热管理模式落后等，这些问题都是因为供热管网规划不当引发的，我国在提出节能减排时要求减少小锅炉，提高供热质量和效益，但因管网规划不当很难做到节能减排，并且受管网改造的影响，一些地区的供热温度不达标，也引发了热费的拖欠问题。

2.用户分散。在城市化发展中，城市的建筑逐年增多，建筑间的跨度逐年增大，这给冬季供热造成了极大的影响。同时，在计划经济时期，我国城市供热的管线是以单管串连的方式进行供热，而新建筑在进行并网时也采用这种方式，造成高低层供热不均，并且各供热点较为分散，造成供热温度难以达标。另外，供热管线质量差、没有监控热表、散热器各异等原因，也是影响供热效果的主要因素之一。

3.管网布局混乱。管网布局混乱主要体现在老成区供热系统中，因供热历史遗留问题、建筑功能改变问题、供热管径大小问题等，造成供热管网布局混乱，并且在管网改造中出现了盲目补管、供热站无规划、供热距离较长的现象，这严重的制约了管网布局的科学化发展。另外，区域采暖企业的私改现象也使得管网布局造成混乱。

4.凝水与保温问题。供热管网设计时没有考虑凝水回收问题，造成供热过程中产生了大量的凝结水，如：设备管件不牢、材质导热性强、供热温度变化等都可以产生凝结水，并且在管网运行中凝结水也会腐蚀管道，造成管道寿命缩短，引发供热质量的下降。供热管网的保温效果不好也会造成大量的热损耗，当保温材料腐烂或开裂时，管体在高温和低温的影响下会出现开裂，缝隙中空气与管壁发生对流换热，造成供热管网散热加大。

三、一次网节能运行调节

1.“大温差小流量”运行方式为减少供热管网系统一次能源的使用，实现节能运行，可采用“大温差小流量”运行方式。采用这种运行方式，不仅可以直接降低一次管网的能源消耗，还可以提高一次管网的输送水平，使整个管网系统的运行能力更强，传热速度更快。同时快速传播,管壁的抗流将被削弱,从而有效地优化可用的压头在年底热站一期管网最不利环路,并最终提高管网的监管能力。为了验证该方法的有效性，本文选取了我市某供热管网系统进行研究。供热管网系统在2016年10月之前一直采用传统的主网运行方式，2016年10月以后，优化为“大温差、小流量”的运行方式。因此，对2016年和2017年的运行情况进行了研究，如表1所示。从表中可以看出，在一定的加热面积条件下，温差越大，流量越小，单位面积能耗越低。2017年，能源消耗比2016年下降27.62%，有效节约了电能。

2.供热指标的合理调整在供热管网系统运行的整个过程中，热负荷是最重要的因素，这通常涉及到供热方案的编制等诸多内容。因此，在供热管网系统的设计和运行中，应及时计算供热负荷参数。在传统的供热管网系统热负荷计算中，通常采用估算指标的方法，但在实际应用中，该算法经常受到自然天气、温度等因素的干扰，使最终结果与实际相差较大。为了进一步优化热负荷计算结果，在估算指标法的基础上，还应利用天气条件相关数据对结果进行修正。经过这样的计算，不仅可以有效地控制一次网络运行的变化，而且可以减少相关工作的数量。计算公式如下:

表1某供热管网系统运行优化前后

式中，N为采暖综合热指数；问是热的；C为一次网水比热；S表示加热面积；Ts表示室外温度；Tw表示室外温度；Ts1为区域室外温度；61、62、63分别为光、风、气候的修正系数。

另外，这样调节加热指数可以防止对热源的影响，保证热源运行的稳定性。在我国北方的冬季,昼夜温差较大,一般在15℃以上,导致该地区建筑物内,高温要求变化,通常在50%左右。但随着城市化进程的加快,加热面积也不断上升,对管网系统提出了更高的要求,在北方一个城市2017年1月,一天,例如,通过气象部门调查,晚上最低温度为-22℃,白天最高气温8℃,平均气温14℃,根据供热面积900万平方米,相应的温度的热负荷525兆瓦,295兆瓦,435兆瓦,可以确定负荷变化为43.81%，热稳定性差。

研究表明，室内温度通常比室外温度晚10个小时。因此，在调节热时，可以应用建筑物的热惯性。针对本研究结果，本文对我市某住宅小区室内外温度进行了检测，并制作了相应的温度示意图，如图1所示。从图可以发现,室外温度的变化范围较大,达到11℃,室内温度的变化范围很小,只有2℃,符合加热的要求。因此，该方法的热指数计算可以为用户提供足够的热能。

图1小区室内外温度示意图

结束语

综上所述,在社会快速发展的背景下,中国供热管网系统的规模逐渐扩大,系统更为复杂,这加剧了电力消耗能源的整个系统和不符合我国可持续发展战略的要求。因此,在供热管网系统的施工过程,主要的经营模式要不断优化网络根据社会各界的需求,和整个系统的能源消耗应该逐渐减少通过初级网络的优化,从而达到节能的目的。

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