浅谈供热管网的节能技术

殷啸云

摘 要：供热系统与人们的生活质量有关，供热系统的主要组织包括供热管网络。目前，中国的供热网络传输效率低，在管网将热媒从热源输送到用户的过程中，将有一个漫长的过程，在这个过程中，会造成能量损失，包括管道的热损失，由于长时间的管网设备年久失修和配件损坏（包括渗漏水的损失）由网络调整失误造成的热能损失等。在能源紧缺的今天，研究供热管网的节能技术和方法，对节约能源、减轻污染、保护环境有重大的意义，也会对我国的能源战略起到重大作用。

关键词：暖通；供热；换热站；节能

近年来，随着中国变频技术不断发展壮大，其在各个领域中都得到了广泛应用，如水泵风机等设备中都选用变频控制技术，其可靠性不断提升的同时应用成本也不断下降。当前所使用的最简易且经济的供热管网自动化系统就是由变频器结合计算机共同构成的。这种控制管理模式是基于原有管理模式的一种应用，原有监控仪表无需更换均可继续使用，只需利用原有变频设备，通过专用通讯线路将其与专门的控制计算机进行相连即可。这种模式不仅可以使管理工作更加简单便捷，对逻辑功能的保护也可以很好地实现。同时若对变频器远程与就地操作同步进行设置，还可以简便地实现对管网即时操作。除此之外，在上述基础上，还可添加专用数据收集与控制模块，对整个供热管网进行实时监测，实现对相关供热数据信息的搜集与故障预防工作。

1 供热管网节能改造的必要性

目前，能源消耗的增长和能源的严重短缺已成为制约中国经济发展的重要因素，而加热的方向和冷却的能源消费占全国能源消费总量的很大一部分。随着居民对生活水平的要求越来越高，在供热上的消耗也越来越高，成为节能工作中的一大难点。

供热管网是集中供热的组成部分之一。目前，中国的中央供暖系统已逐步取代分散供热，因为它没有燃烧，加热质量好、加热设备，运行稳定，能耗低，已成为城市供暖的主要方式。因此，供热管网进行节能改造，可以大大降低能源消耗，节能工作有很大的效益。

集中供热系统由三大部分组成：热源、热网和热用户。其目的在于维持室内气温适合，使建筑物始终处于得热与失热的平衡状态。其中热网承担着将热源的热量及时地输送、分配给各个热用户的任务，起到连接二者的桥梁作用，是供热系统的重要组成部分。近年来，随着我国城市集中供热事业迅速发展，集中供热系统供热面积逐渐增大，管网的结构越来越复杂，相应地在供热管网上面的投资也越来越大，热网越来越显示其重要性。供热管网越来越多地走向人们的生活，热电厂集中供热和区域集中供热急剧增加。我国城市供热管网的特点是热用户分布区域广、分支多，有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，却存在热水力工况和控制复杂，网格状管网投资非常高的问题。因此，我国城市 供热管网仍然多为多条枝状管网放射型布置。在现阶段，部分城市集中供热管网存在管道老化、腐蚀严重、技术落后、热能浪费、安全事故时有发生等问题，造成了不应有的浪费，影响了城市生产和生活秩序。因此，为了减少能源消耗、降低運行费用、提高运行安全性和经济性，供热管网的优化运行迫在眉睫。保证供热质量能否把生产的热能，按热网用户需要进行合理分配，这就要求热网在设计中选择最优方案、进而搞好城市的供热问题。

2 现阶段我国供热管网存在的问题

我国很多地区的供热管网运行方式都还是传统的间歇性，由于其与大规模的集中供热不大适合，对供热质量有所降低。供热管网的水力平衡失调是供热不合格和供热能耗过高的原因之一。水力平衡失调除了会造成供热不均，部分用户室温过热而另一部分用户室温不足，还会在补充供热不足用户的供热时，只能采取加大供热管网循环流量的方式，这样也会造成比需求量高很多的能耗。我国部分地区仍采用汽暖供热，比起水暖供热，汽暖供热的温度高，热量损失也较高，同时对于设备的要求也比水碾高。

另外，供热管网的热媒和热源选择不够恰当、管理不够细致周全、供热管网设备老化等问题也会对供热管网节能效果产生影响。

3 加强供热官网节能的具体措施

3.1 分时供热与连续供热结合起来

首先可以考虑将分时供热和连续供热合理的结合起来，在供热的时候，要根据相关的温度情况，将一天分成几个供热时段，根据时段进行供热，连续供热则是在供暖期内保持温度的恒定，一直到供热结束，当前，我国大部分地域采用的都是连续供热的方式，从以往的对比可以看出，分时供热的耗煤量高，且燃料燃烧的充分，温度比较平稳，且烟也少，但是，如果有明确的使用阶段，那么就应该采用分时供热的方式，要想保证供热的质量，比较理想的方法就是平时采用低温连续供热的方式，供热温度要求高的时候采用分散供热，从而达到节能的目的，同时，还应该解决水力工况失调的问题，那就应该在系统中加入相关的控制设备，供水温度与控制问题接近，也能够提高热能的传输效率，减少损耗，当前，还有很多地方采用汽暖供热的方式，跟水暖供热相比，汽暖供热的浪费率高，因此，应该讲汽暖供热改成水暖供热，这样能够有效的推进节能工作，在进行改造的时候，应该注意在改造的时候，管道的坡度会发生变化，应该合理的进行调整，在管道中要设置放气阀，以保证良好的循环，为了使高层用户能够用上高质量的热能，应该使用增压泵。

3.2 提升热网运行参数的精确性

热网运行参数的精确性不够是用户冷热不均和系统流量增大的主要原因，而冷热不均和系统流量增大则会造成能源的消耗和器材的过度损耗。要解决这一问题，就必须先解决水力工况失调的问题，也就是在供热系统中增加控制设备。同时，将供水温度与设计温度尽量接近，也能够对供热系统的输送效率有效提高。此外，还可通过调节混水比，来增加循环水的流量，实现对楼内供水温度的控制，这样可以有效改善不同楼层间供热效果不同的现象，在避免底层温度过低的同时，也不会使顶层过热。

3.3 将汽暖供热改为水暖供热

比起水暖供热，汽暖供热的效率较低，热量损失也比较大，因此，将汽暖供热改造为水暖供热，对于供热管网节能有重大意义。在进行改造时，应注意以下几点：由于设计的不同，在进行改造时，管道坡度会有一定程度的调节；汽暖管道要保持严格的密闭性，绝对不可漏气放气，但在改造为水暖管道时，则应设立放气阀，将管道中的气排放出来，以保证管道中水的顺畅循环；水暖管道需要增设加压泵，以保证高层用户的供热质量；在改造完成后，应对水暖供热管网进行试水，以保证管道设备的安全性；应将暖气片更换为适合水暖供热的类型。

4 提高供热管道的工作效率

4.1 加强对供热管道的管理

加强对供热管道的管理，改变以往的粗放管理模式，是提高供热管道工作效率的有效方法。想要供热管道在工作中做到高效节能，就必须对管理方式进行改革。首先，应对设备进行彻底检车修理，对老化、缺乏维护甚至处于损坏状态的设备进行维修和更换；其次，应对设备中所有仪表进行校准，以确保在供热管道工作过程中，它们所提供数据的正确性。

4.2 加强对用户端的管理

确保热媒不散失，是供热管道节能工作的关键之一，因此，在对用户端的管理上，首先要注意的就是对供热管道失水的管理。目前，我国供热管道失水主要是由管道漏水和用户自行防水造成的，失水量已超过总水量的10%。减少失水量，应从管道和用户端两方面入手。在管道方面，应加强对管道的维修保养，特别是在供热期停止的时候，应将管道进行彻底检修，之后在管内注入软化水至管体被充满，这样既可以减轻管道内部的锈蚀问题，也方便在供暖期再次来临时充入热媒。在用户方面，应加强对用户的服务，在供暖期开始前，应对管网用户进行统一试水，并在试水期间对供暖设施进行检修，以免出现漏水现象，同时应对用户展开宣传教育，避免其自行开闸放水。

5 对供热管网进行优化设计

5.1 在规划城市供热管网分步时应注意合理性

城市供热管网的规划设计要与城市整体建设规划相协调，尽量使管线的走向做到节约、合理，同时与其他城市建设项目不冲突。在规划时应考虑以下几点：其一，热力站址的位置和分步合理；其二，管道材质选择合理，散热较低；其三，对管道周围环境影响较小。

5.3 选择合适的管体，并对供热管网进行合理敷设

供热管道是热媒经过实践最长的一个部分，因此如果能做好这一部分的保温，就能有效实现供热节能。经过计算和实验，若供热管道采取了有效的保溫措施，那么热损失可降低90%以上。因此，选择保温性能良好的管道材料和确定经济合理的管道厚度，不仅对供热管道的保温效能至关重要，也和供热系统的能耗有着密切关系。

采用合理的敷设方式不仅能够降低供热能耗，同时还能大大延长供热管道的使用寿命，减少故障的发生。目前，我国多采用直埋敷设，在管道的维修护理和供热系统的节能上都有较好的表现。

5.3 对水力进行合理计算

在计算时，应使用合理的经济比摩阻理论公式，运用动态分析法，得出不同供热体系、供热规模下的经济比摩阻值，并对其进行严格控制，减小远端用户的管道阻力，降低能源消耗。

5.4 注重工作效率的提升

在管道方面，要加强对相关管道的维护，尤其是在供热间歇的时候，应该组织相关工作人员对管路进行彻底的大检修，并在管内充入软化水，这样可以有效的减轻锈蚀，在用户方面，应该对用户提供优质服务，在刚开始供暖的时候，应该对用户进行统一试水，及时发现问题并解决，当前，供热管网的规模在不断的扩大，传统的单一热源已无法满足需求，因此应该采用多热源联合供热的方式，在设计的时候要进行严格的论证，保证供热的稳定性。

6 结语

总之，目前供热管网的运行和管理中也还仍然存在着诸多问题，供热节能增效的改进空间还很大。技术工作者应把握这一机遇，在加强自身技术能力和经验水平的基础上，不断将各种新技术应用于实践，为我国的节能减排工作贡献力量。

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