谈供热系统节能增效的措施

彭 辉

(山西六建集团通风空调分公司，山西 太原 030024)



·绿色环保·建筑节能·

谈供热系统节能增效的措施

彭 辉

(山西六建集团通风空调分公司，山西 太原 030024)

根据管道水流理论知识，并结合工程实践经验，从一次网热源节能、采用变频系统、改变二次网流量、住户分户计量等方面，分析研究了供热系统节能增效的措施，从而提高冬季供热管网换热站的供热效率，起到节能减排的作用。

供热系统，节能，热力站，锅炉

如何使采暖热用户最经济、适用的享用热能，成为当前热用户乃至社会环保要求最突出的问题。分户供热、计量系统已成为当前供热系统的主导系统，供热用户要想根据自己的需求通过温控阀来控制室温必须使整个室内温度达到适宜的温度。但是人们往往忽视了换热站或供热站热源，同样存在很多环节可以通过优化管路设计及热源重复利用等；用户不仅可以通过调节户内调节阀调节户内温度，同时可以调节站内设备的作用；从而起到节能减排的作用。

1 背景

我单位施工的兴县观澜国际B/C区换热站工程，位于山西省吕梁地区兴县县城，采暖面积24万m2，采用节能天燃气冷凝锅炉供热，一网二网通过换热器置换；同时根据国家节能减排的政策，兴县居民采用燃煤小锅炉对大气污染严重，我方对本工程潜心研究，对居民的供热系统进行改造应用，改善居民的供热环境，减轻因燃煤小锅炉而产生的环境污染。

2 节能分析

由于热量的大小与锅炉热源节约能源，热水流量、供回水温差、散热持续时间成正比。故可以通过利用热源的二次使用，工频泵变变频泵及用户流量的调节从而控制水温、热水量、放热时间来调其散热量即质调节、量调节、间歇调节。调节方法总结有以下几种：从燃煤锅炉更换为天然气锅炉，再采用超级冷凝器充分利用二次能量；通过变频泵及均压器及住户流量调节，改变一、二次网的流量、调节二次网供热温度、控制二次网供水压力。

2.1 一次网热源节能

本工程一层网热源采用天然气锅炉，同比燃煤锅炉从环境方面已经减少了对大气污染物排放，如CO2气体排放、硫化氢等有害气体的排放；在基础上在天然气排烟管道上增加超级冷凝器，冷凝器的作用就是通过冷凝器内部管路内的软化水，把烟气中的热量置换出来，同时提高进入锅炉中软水的温度，相比冷软化水而言，提高炉内温度减少天然气使用量；再而降低了烟气的温度，可以从300 ℃降低到160 ℃左右，对减少大气的温室效应起到积极的作用。

2.2 改变一次网的流量

锅炉房供热系统中使用率最高的是通过改变供水温度的方法调节供热量。当在一次网供水温度不变时改变其供热量，需通过改变其流量来进行调节。通常情况下，当室外温度逐渐增高时，室内温度也逐渐增高，此时供热系统可相对降低供水流量，从而保持室内温度与室外温度增高前一致，提高住户的热舒适度；相反，当室外温度降低时，可提高供热系统的供水流量。此种供热系统可减少能源的消耗，同时也提高了住户的热舒适度，可产生明显的社会效益和经济效益。调节供热系统中的供水流量，可在供热管网中的回水系统中设置电动调节阀进行控制，也可进行人工调节。但由于兴县山区地理位置及地理环境的限制，昼夜温差较大，频繁的对回流调节阀进行调整，可引起供热系统中的水力失调，从而影响住户的正常使用。因此本项目中在供热系统中使用旁通和电动调节阀共同控制，最终调节高温水的流量，且不影响一次网的总流量，使得改变了供热系统中的供热量但不影响室外总管网。

2.3 采用变频系统

变频技术是近年来在我国推广普及应用的一种新型节能技术，该技术目前在暖通空调工程中应用较为广泛。使用变频空调可降低电能的消耗，同时还能提高空调的稳定性。而在供热系统中使用变频技术是在当供水管网内的水流量发生变化时，回流口处的流量不发生改变的方式。供热公司需使用附加设施才可实现该技术，如增设高位水箱、气压罐等方式进行实现。正常情况下，采暖设备内的水流量不会一成不变的工作，水流量会根据水压的变化而产生相应的变化。当外界环境较好，且供热系统内的负荷较低时，若未采用变频系统则供热系统会一直处于工频的状态运行，此时即产生能源和资源的浪费。而采用了变频系统后，供热系统内的水流量会随着外界环境的变化而逐渐发生改变，从而产生自我调节，达到节能的现实效果。

2.4 改变二次网的流量

改变二次网流量的方法通常是在二次网的回水管上安装电动调节阀，二次网流量的大小并不会对管式换热器内的平均温差产生较大影响，但会对板式换热器的换热系数产生影响。增大二次网的流量可改变换热器内的流态，提高换热器内的湍流强度。当供热管道内的热水呈湍流状态时，其换热系数与流态成正比，此时在室内所产生的传热效果也非常明显。但是当二次网内的流量发生较大变化时，极易引起管网内的水力失调，因此在调节二次网内的流量时仅能在确保管网内最低流量的基础上进行流量调节。同时还可在二次网的供回水间附加旁通管，以降低回流管内的水流量，从而降低换热系数，提高室内供热量。采用这种方法调节二次网的流量，由于这种方法并未改变供热系统内总水流量的大小，因此不会产生水力失调的现象。

2.5 采用均压罐及改变换热器的换热面积

采用均压罐比传统的集分水器节省了供热站或换热站内的空间，而且对于二网内的水的压力流量调节起到积极作用，同时对于管路的钢材特性不会有太大影响，均压罐的作用就是对于不同区域供热的供回水有效混合，可起到水力平衡的效果。考虑住户的热环境舒适度及降低能量的消耗，使用均压灌水力调节装置极为必要。除采用上述方法外，还可使用电动动态平衡调节阀进行调节，以确保设计环路的水力平衡。一般情况下，当换热器的换热系数恒定，且一、二次网的供回水温差变化较小时，改变换热器的大小或增加换热器的数量均可改变其散热的效果，但采用这种方法进行调节后效果不理想，不能产生连续性调节，仅为间歇性调节。未来换热器的更新发展中，若能研究出一种可连续改变换热面积的板式换热器，则进行调节时将更加方便、快捷、有效。

2.6 调节二次网的供水温度

二次网的供水温度变化影响因素较多，如在换热器面积不变的情况下，某一用户将供回水流量调节后，二次网内的总供水流量随机发生变化，但一次网内的供回水流量和供水温度却未发生变化。当二次网内的供水流量发生变化后，未调节供水流量的用户室内温度也随之发生变化。因此在对二次网内的供水温度进行调节时，可通过改变一次网内的供水流量进行控制，而调节一次网内的供水流量又可通过电动调节阀中的温度补偿器进行调节。当温度补偿器内水温调节曲线与室外温度变化相对应时，补偿器会反馈出一个供水温度的最佳值。若一次网内的供水温度低于或高于供水温度的最佳值时，供水系统会通过自动控制调节阀调节供水流量，从而调节二次网的供水温度。

3 热力站的节能措施

目前多数热力站所使用的介质为水，因此城市供热系统中所使用的换热器也多数为结构紧凑、传热系数高的板式换热器。当一、二次网供水的温差较大时，为保证用户室内的热舒适度，一般通过调节一、二次网供水的流量来弥补供水温差的影响，此时宜使用不等流道截面的板式换热器。

山区城市由于地理位置的限制和减少热力站的占地面积，一般可使用组合式供热机组进行制暖。组合式机组包括板式换热器、循环水泵、补水装置、监控仪器和相应的制热设备。组合式供热机组具有占地面积小、热损失小、安装快捷及结构紧凑的优点，被多数大中型城市和山区城市所采用。

目前我国多数热力站内出现的供热系统失水现象严重，产生这种现象的主要原因是由于用户私自放水或因小区内供热管网陈旧锈蚀而大量漏水，供热系统内失水严重，造成大量热量损失，影响住户的采暖效果。因此相关政府部门应配合热力站进行相应宣传、加强管理，采取相应的政策法规正确引导住户，降低供热系统的失水率，将失水率降低至正常运行水平。

4 结语

从以上方面我方提出方案并积极与设计单位沟通，与设计燃料指标相比节约天燃气8 500 m3；不仅满足了居民的生活所需温度，达到设计条件，而且响应了国家的号召，起到节能减排的作用，还兴县人们碧水蓝天。总之，实现供热系统供热量的方法有许多，在实践中应灵活加以应用，不断的探索研究，把智能控制技术、超级冷凝技术综合运用，确保供热系统与热用户按需供热做到有机统一。

[1] 梁懋军.供热系统动力设备节能浅析[J].中国科技信息,2009(4):31-32.

[2] 车德福,刘银河.供热锅炉及其系统节能[M].北京：机械工业出版社,2008.

[3] 秦 冰,秦绪忠.分布式变频泵供热系统的运行调节方式[J].煤气与热力,2007(2):73-75.

[4] 韩 啸.关于给排水及暖通工程施工质量控制的探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(1): 344-345.

[5] GB 50736—2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

[6] 江 亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J].暖通空调,2005(5):30-40.

Discussion on the energy saving efficiency improvement measures for heating system

Peng Hui

(VentilationandAirConditioningBranch,ShanxiSixthConstructionGroup,Taiyuan030024,China)

According to the pipe flow theory knowledge, and combining with the engineering practice experience, from primary network heating source energy saving, frequency conversion system use, secondary network traffic changing, household metering and other aspects, analyzed the energy saving efficiency improvement measures for heating system, so as to improve the heating efficiency of winter heating heat exchanger station, to the effect of energy-saving emission reduction.

heating system, energy saving, thermal power station, boiler

1009-6825(2017)14-0192-02

2017-03-04

彭 辉(1976- )，男，工程师

TU833

A