城镇集中供热节能改造技术分析

城镇集中供热节能改造技术分析

高亮勤

上海市政工程设计研究总院集团第十市政设计院有限公司 甘肃兰州 730030

摘要：随着社会的发展，当前国内城镇供热方式相对统一，主要以热电厂或区域锅炉房为热源，将热能通过管网输送到用户热力站。针对热力站水泵流量、扬程展开设计时，将其预留系统控制在1.2-1.5区间内，引发电机功率提升问题，在高耗能运行状况下明显加大供暖成本。

关键词：城镇集中；供热节能；节能改造技术

引言

目前大多数热力站采用大流量小温差的运行方式，该运行方式使电量及热量无故的浪费，而集中供热中主要成本是热力站运行时的电费，热费及水费，因此节电、节热及节水便成为集中供热中节能运行的根本。节电主要是通过节约热力站内的电量消耗，而热力站的电量消耗主要来源于循环水泵运行时的耗电量，因此选择合理的水泵并使水泵运行在高效点，对热力站节电起着至关重要的作用。节热主要是通过节约热力站运行时管网及用户侧的热量损失起到节热的目的。节水主要是通过控制运行时管网上的跑冒滴漏，及用户的频繁放气放水节约热力站的耗水量。国内的学者及供热一线的供热人对这方面做了很多研究。冉春雨等对集中供热系统节能环保运行技术进行优化，并对电厂节能环保运行关键性的技术进行了分析。针对某市集中供热的热力站是以供给侧调节为主的运行调节方式，对热力站内的运行调节情况、水泵变频改造及阀门选择的问题、热力站二次管网侧采用的调节手段进行分析研究，并通过采用平衡阀在解决供热建筑物水平失调现象、建筑物楼前设置混水系统解决高层建筑垂直失调问题的方案实践，得到了解决工程实际问题的方法。通过对长春市热力公司典型集中供热管网系统的实测，讨论供热管网系统节能评价方法和指标的确定，针对一次网、二次网和热力站系统设定系统星级评定的具体方法。通过合理的了解集中供热系统热耗情况，根据热用户用热需求调节热力站的供热温度曲线，才能找出经济科学的节能供热模式。

1热电供热系统智能控制节能改造的必要性

近些年来，随着科学技术的发展，虽然我国城市供暖系统已经有了很大改善，但能耗高、效率低的问题依然存在。热电供电企业在循环水热能的利用方面还需要进行努力，否则，每年供暖季节会有大量废热资源被白白浪费。据统计，我国供热能耗要比同温度下的发达国家高出两倍，能源浪费情况相当严重。因此，我们要采用有效的热电供热系统集成节能技术，保证我国城市供暖节能、有效地进行。在热电供热系统集成节能技术的应用过程中，我们发现热电供热系统的智能控制改造能够帮助实现按需供热，降低供热能耗，减少对环境的污染，保证取得更好的经济效益和环境效益。

2城镇集中供热节能改造技术分析

2.1智能温控平衡技术

在集中供热系统中，由于供热规模较大，管网的水力工况变得十分复杂，其水力失调问题变得十分突出，从而使其供热质量下降，出现不能满足用户要求的情况。对于一个设计合理的系统，一般可以通过初调节，使各用户的流量达到设计值。但对于一个规模大管网复杂的系统，使用目前常用的方法(如阻力系数法、正常流量法、回水温度法和经验试凑法)，由于受到各种条件的制约，存在准确度不高，需反复调试，工作量过大等问题，其效果不是很理想。智能温控平衡技术可利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。

2.2变频技术

集体供热系统中，消耗能源最多的设备是风机与水泵，本文做重点说明。传统的水泵电机，在转速上已经不能满足数目众多和随机调节热量变化需求，热量调节的办法比较简单和直观，延续节流阀控制等基本调节手段，但这方法只是简单地改变水流量，水泵的转速未发生任何改变，起到的调节作用很不理想，无形中增加了能源的浪费。据有关数据显示，风机和水泵浪费的能量在供热系统屮占据25%,具备一定的现实研究意义。因此，可以发现这两者有一定的节能潜力。变频技术用于供热系统，促使其流量得到控制，可以根据环境温度和具体的用热状况，控制对应的水泵流量参数，达到基本的电能节约目的。还有供电系统由于受材料、温度等因素的影响，容易出现漏水事故，一旦出现漏水现象，需要及时地给管道补水和采取维修措施。为了有效地解决这一问题，保证供热管道良好旳运行状况，需要对其设置一种补水装置，从而维持水压力的稳定。补水装置主要采用定压方式，一般分为两种技术，膨胀水箱与补水泵变频。首先说明一下现今研究中补水泵变频使用效果更好一些，可以促使供热系统压力稳定，并且在这一基础上实现能源节约。补水泵变频安置在循环水泵的入口处，通过压力传感器释放出压力信号，反馈给对应的接受设备，与事先设定的压力对比，调节其旋转的速度，然后改变原本的水流量，从而达到补水目的。促使水泵管理更加便捷，也实现了供热系统的自动化，节约了电能的投入使用。

2.3传感技术

这种技术的应用能够为智能变频和进行能效分析奠定基础，保证数据的传输工作顺利进行，实现资源共享。远传式智能控制器可以进行输入形式的选择，已达到不同的调节目的。如果搭配室外型温度传感器使用，就可以根据室外温度变化自动调节水温，具有很强的灵活性。同时，我们可以根据控制的具体需要，组成智能化的网络控制系统，进行实时的远程监控，及时调节，达到节能的目的。

2.4调节参数

由于供热系统设备和建筑物有很大的热惰性，室外气温、日照和供水温度、流量等参数的变化对用户室温的影响并不是立刻发生，而是滞后一段时间。因此，为保证用户室温的设计要求，热源当天的供热量，不但与当天的室外气温、供回水温度、流量、日照、风速有关，而且和几天前的上述参数都有关。比如以某天为例，若前几天一直阴天，热源供热情况又不好，与几天前阳光明媚，热源供热良好相比较，为满足同一用户室温要求，则当天热源供热量将是不同的，相应的系统供水温度、循环流量也应不同。为了更好地实现按需供热，必须用动态方法分析热力工况，并用预测参数的方法对供热系统进行动态调节。为了对这种动态工况进行动态调节，必须首先对供热系统的热惰性加以识别，了解供热系统热惰性的大小，延滞的快慢，进而搞清以往参数影响当天供热的天数。对一个具体的供热系统进行上述特性的识别，是经过大量实际参数的测试和数据的统计得到的。然后根据已知条件，对供热系统的识别模型进行计算，得到要求的预测参数，进而实现系统的自动调节或系统运行指导。由于大量数据的实测，手工操作是难以完成的。因此，供热系统的动态识别和动态调节，必须配置计算机的自动监控系统。

2.5气候补偿器

现今使用的散热器和换热设备都是根据供热系统的不安定状况设定的，但是在实际供热中，设计制定的温度比室外温度偏低，如果不能进行换热调节，供热系统提供的能量是大于用户热量需求的，这样就造成了一定的资源浪费。然而气候补偿器能够解决这一问题，气候补偿器可以根据室外的环境温度变化，调节热力站供水旳温度，对供水温度随时调节，实现热力站的动态调节能力。把气候补偿器设置在热力站换热器口，随时调节水管运行温度，有效地避免了热量浪费等现象。

结语

供热系统是个系统工程，供热节能要从全盘进行考虑，不能单独只做某一方面的节能，从源头到末端相互匹配，对热力站耗电量、耗热量及耗水量严格把控，做到精打细算，使热力站的能耗减少。

参考文献

[1]冉春雨，王杨洋.集中供热系统的环保节能控制与关键技术分析[J].节能与环保，2019，2：70-71.

[2]张博.集中供热系统运行调节的实践研究[D].北京：北京建筑大学.

[3]李妍昕，冯哲愚，徐凯，等.长春市集中供热管网系统节能评价研究[J].供热制冷，2017，2：21-23.