集中供热系统管网的节能改造研究

王明明

摘 要：集中供热系统是一个复杂的综合工程，它是由一个热源、管网和热用户将整个系统有机地联系起来，它们之间是相互依存的。通常，供热管网是一个动态的系统，要保持一个动态的平衡，需要控制操作时间和制造工艺和其他因素的影响。因此，该怎样提高管网水力平衡，提高网络运行安全高效性，是供热行业所面临的一个重要问题问题，本文针对这个问题，提出了一些有效方案。

关键词：集中供热系统；管网；节能改造

1 供热管网系统的现状

随着人类社会的不断进步和人民生活水平的日益提高，城市现代化建设速度不断加快。在中国北方的许多城市，集中供暖系统也得到了很大的发展。虽然中国的疆域很辽阔，具有大量的能源资源，但现在我们使用的大部分能量是不可再生的，而且它们的燃烧产物具有一定的污染程度。显然，如何使有限的能源达到最佳的利用效率，既要满足我们当代人的需要，还要造福我们的子孙后代，这已经成为人类面临的一个重大问题。

供暖行业在中国北方的大部分地方。但是，在我国北方由于建筑围护结构的保温效果比较差，一些早期的建筑根本就没有任何保温措施，这样给集中供暖带来了很大的麻烦。还有一些供热系统的供热设备、换热器、传热管、散热器、阀门和其他设备出现严重老化的现象，导致热能的利用率很低，还经常会出现严重泄漏现象。供热管网的热损失比较大，导致高层建筑采暖能耗就会很大。同时，管不是调节水力条件很好的手段，导致实际热网近端用户太大，温度太高，只能通过打开窗户来冷却，远程用户的热量有比较缺乏，甚至需要其他辅助加热设备来满足室内热量的需要。

2 集中供热系统的发展意义

集中供热是一项系统工程，应该由一个整体来统一规划。集中供热是指热量通过多个管道将被集中所产生的热采用传输模式传送到一个城市或区域，满足各个地区的热量要求。作为一个整体的集中供暖系统，它是由一个热的生产设备，热传输渠道和热的物体三个部分共同组成的。很明显，集中供热系统的能耗需要燃料热源产生的热量，但是由于各种原因，水渗漏比较严重，水分补给量很大，所以还要包括能源消耗，水耗。能源消费的比例高于热电水能源消费总量的百分之九十左右，在这个热量消耗里面热能和电能的比例已达到98%以上。

热网是供热采暖系统的热传输信道，负责将热能传到各个用户的家里，它们需要以最快的速度和最高的效率输送到热用户家中，保障用户的热舒适性。网络是一个由复杂的液压系统构成的。如果任何管道的流量发生变化，将影响所有的管道流动的整体情况，即所有管道的流量按每一行的阻力系数需要进行了重新分布。在一个复杂的网络系统，主要由管道热介质和循环水泵的热介质的组合物提供动力，为用户提供热量。这样集中供热，给居民提供了很大的方便，还能提供资源的利用效率，促进社会的可持续发展。

3 集中供暖系统的节能改造方案

在正常情况下，集中供暖系统是一个封闭的管道系统，水力条件合理的分配制度及各点的网络流量的压力，但在整个网络上，管流之间有一定的关系，它们可以用一个公式来表示如下：

ΔP=SG2

ΔP-压差或阻力损失；S-管系统阻力系数；G-管或系统的流量。

从上面的方程中可以看出，流量和压力存在相互作用，相互依存的关系，它们之间能够系统量化。进行相互调整的方法有：为了调节流量，管道的压力可适当调大。例如，当需要降低管道压力，可能是通过降低上游管道中水的流动；当管道流量有所减小时，必然会引起管道压力出现下降。显然，流量变化将引起S值发生变化，在同一系统中，压差的变化也必然会引起流量的变化。针对改造的理论进行有效分析，提出了如下的组合方案：

（1）变频泵和静态平衡阀一起使用：循环水泵根据供水温度对室外温度和供热网络检测控制器的同时，内部的变频控制器的计算程序就会发送一个相应的控制信号，有效地控制循环水泵。静态平衡阀可以实现用户数量、每个用户的流量以及相关的网络电阻管比随总流量的增加，都会进行相应的增加，随着总流量的减少而进行减少。

（2）固定频率泵和动态流量控制阀组合在一起：循环泵会在不同的时期控制水泵的流量。这种转变的方式可以在供热网的热交换站内的80%的用户安装使用，更远端的无法使用此阀，不能够太远的用户使用。

（3）固定频率泵、动态压差控制阀和热表组合在一起：水的循环泵会在不同运行采暖期提供不同的流量。动态压差控制阀可根据用户的需要来控制每个用户的热入口的流量。热量表不仅按照国家分户热计量规章进行，主要是如果网络只安装动态压差控制阀而不安装热量表，就会造成严重的水力失调。

4 改造后产生的社会效益

在这个改造的过程中，需要会有专业人员进行现场指导，保证施工的质量。同时，在改造完成后，需要做一个每个阀门的调试工作，才能投入正常运行。随后在两年的运行过程中，对各个轨道进行检测，记录各种参数，研究其进行改造的实际作用，为以后的其他改造提供强有力的经验。在系统中的热源流量变动中，当整体的流量降到原来的70%，理想的效果就是每个用户的热流量也会变为原来的70%。但如果安装了自力式流量控制阀，近端用户自力式流量控制就是为了确保用户的流量，所以必须采取有效的行动，增加阀门的开度，如果不这么做，这将导致一个远端用户的流量严重短缺，远程用户的热量缺失也会更严重。然而，随着集中供热系统体制改革，对室内热舒适性的要求提不断高，促进家庭控制和分户计量技术的使用，在未来的监管模式将成为集中供暖系统的热流量转化完全取决于用户自己对热舒适的要求，用户能够自己进行控制，在短时间内网络将根据用户调整来进行相应支流的变化，这被称为用户主动改变。在这种模式下主动变化变流量，通过安装所需的流量调节阀来控制每个用户所需的流量。当用户所需的流量比较小时，流量控制阀的开口也会减小，这样就能有效减少流量；当用户所需的流量增加时，自力式流量控制阀来进行相应的控制，满足各个用户的需求。从而达到节能的效果。

通过进行相应的改造后，集中供热系统能够有效发挥它的作用。但是集中供热系统会带来的运行成本比较高，也会给每个用户收取比较高的采暖费。同时，水力严重失调或者暖气管道局部过热可能还会在一些用户单元面积引起的，还有一些地方室内的热量不足，这些现象都有可能导致人们的不满引起拒绝支付热费，影响供热质量进一步提高。我们还需要进行进一步的改进，降低运营成本，可以适当根据实际情况降低用户的供热成本，它不仅能够提高用户交纳供暖费的积极性，减少用户数量拒绝支付费用，还可以提高供热服务的满意度，为随后强劲的发展奠定一个坚实的基础。

5 结束语

在集中供热系统管网的节能改造过程中，我们需要引起足够的重视，保障各个环节都能够做到安全可靠，有效防止能源的浪费，提高能源的利用效率。这样不仅能满足各个用户的要求，还能提高人们的节能意识，为社会的可持续发展作出一定的贡献。

参考文献

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