城市集中供热系统节能问题研究荣士强

城市集中供热系统节能问题研究荣士强

(天津市河东区房管供热服务中心天津市300011)

摘要:随着国民经济的不断发展以及城市化建设进程的不断推进,我国城镇人口飞速增长,我国北方城镇冬季取暖普遍采用的是集中供热的方式,因此集中供热系统作为城镇的重要基础设施工程,其节能性、高效性对城市的发展有着重要意义。

关键词:集中供热;节能问题;对策

引言

在城市集中供热系统中,主要由热源、热网以及热用户这三部分组成,三者相关却又相互制约着。节能环保是全世界关注的重要问题,城市集中供热的关注度也越来越高,为此因地制宜、合理的利用资源是促进国民经济快速发展的重要环节,从而不断推动科技的进步,降低环境污染。

1城市集中供热常用方法

1.1热电联产

采用热电联产是目前大型热电厂最佳的生产方式,只有采用这种方式是经过大量的生产实践所检验的。热电联产的原理是采用燃烧燃烧的蒸汽来产生源源不断地机械能,以此作为发电的动力,同时采用流水对蒸汽进行降温,将大量的热能转换到流水中,众所周知,水的比热容是最大的,无疑是热能的最佳传导介质。从热电联产的运行原理分析中不难看出,可谓做到一炉两用,即生产了电力,又满足了供热需求,将能源的额利用做到了极致。

1.2区域供热

区域供热是指以蒸汽或热水为载热介质,由集中热源通过供热管网向整个城镇或其中某一地区的用户供应生产和生活用热,又称集中供热。区域供热的主要热能来源是借助锅炉房燃烧来提供热水,无疑这种方式必须经过燃烧煤炭才能实现,区域供热的优势在于能够对某一地区的供热进行精确的控制,能够实现自由的供热操作,但是其高污染性也是最大的弊端,虽然满足了供热需求,却造成了很大的环境问题,目前燃煤锅炉房这种供热方式已经逐渐被淘汰。该种方式的存在原因在于对区域供热合理控制的需求,类似城市大面积供热的控制难度不小,这也给现代集中供热系统建设提出了新的要求,不仅要满足供热需求,更需要对各个区域的供热进行精确的控制,既要满足安全生产,又要迎合绿色环保发展理念。

2城市集中供热系统节能问题

2.1集中供热系统中的锅炉运行热效率偏低

目前,我国的民用建筑锅炉的热运行效率以68%为最低标准,而国际上的最低标准为80%以上。而在我国的城市集中供热系统中,锅炉的热运行效率平均仅有63%,可以看出不但远低于国际标准,距离国家标准也还有很大差距。锅炉运行效率低主要是由于我国锅炉燃料多采用的是质量较差的原煤,原煤中包含大量的杂质、水分,燃烧性能差、不能满足锅炉燃烧的条件,不能支撑锅炉的满负荷工作。

2.2供热管网输送效率低

供热管网的输送效率计算方式为:计划由管网输送的热量总和减去在输送过程中损失掉的热量总和,其结果除以真正获得的热量总和后得到的数值为该供热管网的热输送效率。我国关于集中供热系统供热管网输送效率的标准为不低于90%,而在我国实际的供热系统中,输送效率仅为65%。我国现在建成使用的供热管网存在严重的保温热损失、水力失调、热泄漏等问题。

2.3冷热不均,浪费能源

单向顺流是城市集中供热系统采取的最基本的方式,即热量从热源开始沿一个方向贯通所有居民家庭。这种方式造成了严重的供热冷热不均。一部分家庭距离热源近,室内温度非常高,冬季还需要开窗降温,极大的浪费了能源。另一部分家庭由于距离热源远,热量传输过来时温度已经不够,室内温度过低还需要再开空调、电暖器等设备取暖,造成了二次资源的消耗。城市集中供热系统为了能使每个家庭的温度都达标,只能加大力度供暖,一方面浪费热力资源,另一方面造成部分家庭温度过高。

3城市集中供热系统节能问题对策

3.1不断提升自动化控制的水平

在当代科技的不断发展下,随着供热规模的扩大,应用自动化控制是有效提高供热系统节能不可或缺的举措之一,应用其不但能够节省人力资源,而且能够有效降低成本。虽然我国的一部分公司已经安装了相应的计算机系统,然而若想实现真正意义上的自动化控制,还是不够的。为此供热企业应该建立相应的热网热站的监测点,用以采集数据信号,并将采集到的信号进行整理分析,便于管理人员及时了解热网的供热量以及电耗等,并逐步完善其故障诊断以及报警系统等,逐步实现完全的自动化控制。

3.2运行调节分析

分阶段调节、质调节、量调节这三种方式是传统的集中供热系统运行调节的方式。质调节的方式是指在供暖季循环水泵在额定工况下工作,供热管网中的流量恒定不变。这种调节方式简单、便于工作,但由于泵站全程处于满负荷工作,因此运行的费用最高。量调节方式是指根据外界温度的改变调整供热量,当室外温度达到一定高度时,迅速减少供热系统中的热循环量、调低回水速度。量调节方式工作较复杂,一旦出现水力失调就会影响部分用户的用热需求。但因为采用了变频泵站可以节省电能。分阶段调节的方式能够根据室外温度的改变,调整供热管网的流量和回水速度,同时在泵站设置变频调速装置和其他动态测量装置,从而大大提高对末端用户的温度调节能力。通过优化运行调节方案,可以实现科学的执行调度指令,通过绘制供热曲线,科学的调整供回水的温度。我们以某地供热期内的室外温度和供回水情况为例绘制供热曲线如图1。

图1供热曲线

3.3水耗分析及节能措施

在集中供热系统中水资源消耗的不但会造成大量失水,还会损失很多的热量。因此,一般以补水率作为供热系统的失水指标。目前,我国集中供暖系统中的补水率一般在0.5%到10%的范围内变化。这是由于各地建设情况不同,管道泄漏的情况不同。另外用户私下放水的问题也会影响补水率。其中由于管道泄漏、阀门泄漏等所造成的补水属于正常补水;而由人为泄水造成的补水是社会公德问题。下面我们给出了某地2008和2009年两个供热期回水率的对比图,具体见图2。供热管理部门通过加强巡检力度、更换老旧设备、加大管网平衡调节,以及在供热水中加药等措施,提升回水率。但由图2我们可以看出,此举对整体管网的水耗问题改进不大,回水率低的管网仍然回水率较低。因此,针对提升回水率的问题,需要针对不同管网的特殊情况进行有针对性的处理。

图2两个供热期回水率对比

3.4水力失调问题对策

人工进行测温调节的方式是传统的解决水力失调方式,测温发现低温点后就人工调节阀门。这种办法一个问题是人工工作量太大,有时可能不能够及时发现问题、准确定位。另一个问题是由于整个供热系统是联通的,调节一个阀门就会引起其他阀门的流量变化,从而引起其他用户室内温度降低。为了解决这个问题,提出了机械式自动调节的方法,通过使用机械调节阀并对其设定一定数值,保证在一定压差范围内,流经此阀门的流量是固定在这个数值的。当管道内压差过大,超出阀门阈值,则需要人工进行干预。除此之外,还可以通过新建热传站、重新布置管网,以及使用现代化的计算机监控系统等方式实现对管道的实时监控。总之,必须实现科学的管道运行调度,实现按需供热的方式,才能提高供热性能,避免水力失调的问题。

结束语

总之,解决城市集中供热系统的节能问题,顺利我国节能发展的需求。我国要加强对相关节能措施的研究与推广,加强对城市供热系统的监督和改造,提升城市集中供热系统的效率,在满足城市居民用热需求的前提下实现资源的有效利用。

参考文献

[1]陈善堂.城市集中供热系统节能环节分析及改进措施[J].建筑工程技术与设计,2014(2):2.

[2]朱春英.某集中供热系统节能技术研究及改进措施分析[D].天津大学,2015.

[3]孟令帅.城市集中供热系统节能问题及对策分析[J].工程技术:文摘版,2016(11):00160.

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