城市集中供热系统节能问题及对策

胡永德，柴渭川

（古浪县住房和城乡建设局，甘肃 武威 733100）

城市集中供热系统节能问题及对策

胡永德，柴渭川

（古浪县住房和城乡建设局，甘肃 武威 733100）

我国是一个人口大国，随着城市建设的不断发展，城市居民的居住密集程度也不断上升，为改善管理，我国的北方冬季取暖，多采用集中供热的方式。集中供热系统现已经成为城市建设的基础工程，但由于规模较大，会涉及节能减排的诸多问题，因此研究集中供热的节能问题具有重要的现实意义。

集中供热；系统节能；措施分析

我国城市居民居住密集，集中供热能够改善人们居住环境、提高能源利用率，降低环境污染，也是保证我国城市可持续发展的重要举措。当前的集中供热虽然属于清洁技术，但由于系统负责的范围较大，因此能耗非常大。对集中供热的节能技术进行研究，对于降低能耗，节约能源，改善供热水平具有重要作用。本文将会对城市集中供热系统的节能问题做出研究，并给出一定的节能对策。

1 城市集中供热系统节能问题

我国城市集中供热系统的节能问题主要体现在以下三个方面：集中供热系统中的锅炉运行热效率较低、供热管网输送效率低、由于冷热不均造成能源的浪费。

1.1 集中供热系统中的锅炉运行热效率偏低

相对于国际锅炉80%的热运行效率标准，我国的运行热效率只维持在63%左右，效率明显落后。尽管我国在《民用建筑节能设计标准》中明确规定了锅炉的热运行效率需要达到68%以上，但实际中的运行效率依然不达标。通过一定的研究分析发现，造成我国锅炉热运行效率偏低的主要原因在于燃料问题和燃烧不充分，现行的锅炉多采用质量较差的原煤，而原煤的杂质多、灰分多、硫分大、污染较大，因此无法达到锅炉燃烧的基本要求，长此以往，锅炉处于低负荷工作状态，绝大锅炉的燃烧方式与煤质不匹配，最终导致热运行效率的下降。

1.2 供热管网输送效率低

供热管网是进行热传递的重要设备，对供热管网的输送效率进行分析对于保证供热系统的正常运行具有重要意义。管网输送的热量计划值减去输送过程中损失的总热量，得到的差值与实际获得的热量比值就是供热管网的输送效率。我国的相关标准指出，集中供热系统的供热管网输送效率不得低于90%，但实际的传输效率仅为65%，我国现行使用的供热管网问题主要表现在严重的保温热损失、水力失调以及热泄漏等方面。

1.3 冷热不均，浪费能源

单向顺流供热系统是我国城市热用户常用的一种系统，整个系统没有安装有效的控制设备，因此在实际使用中造成严重的供热失调问题，导致供热的某些区域出现冷热不均的现象，有些居民室温过低，不得不使用空调、采暖炉等设备进行二次取暖，就会造成能源热量的浪费。某些城市供热部门为了达到供热标准，采用超负荷的方式进行供热，也会出现供热过剩的问题，加上缺乏控制系统，居民在使用过程中无法根据需要自行调节，导致热能的大量浪费，造成恶性循环，长此以往，加剧了城市的污染。

2 城市集中供热系统节能问题对策

城市集中供热系统节能问题对策需要从现有的问题出发，针对性的解决当前问题。这些措施主要有：提高锅炉的热运行效率、增强供热管网的保温性能、解决水力失调问题以及分析水泵、调节运行和水耗方面的问题。

2.1 提高锅炉的热运行效率

锅炉燃料是决定锅炉运行热效率的重要因素，因此选用高效的清洁能源，是解决当前热运行效率低的重要措施。原煤不仅造成污染，而且燃烧率低。应该使用高效煤粉、天燃气、煤气、电力等清洁能源取而代之。同时有效安装热量表，通过对热量的控制，掌握锅炉的热运行效率，一旦热量表出现异常，及时检修设备。

2.2 增强供热管网的保温性能

供热管网的重要部分就是保温层，确定保温层的厚度不仅要考虑经济性原因，还要严格按照国际技术标准进行确定。当供热管网保温层厚度不符合要求时，应该及时进行更换，保证符合标准要求。近年来，我国大力推行供热管网直埋技术，直埋保温管相比于其他保温材料，可以有效降低热量的损失。预制直埋保温管的保温性能也比较优良，并且工艺简单。我国当前主要使用氢聚塑预制聚氨酯、高密度聚乙烯等制作的保温管和保温材料进行保温，这些材料经济实用、保温性能好、并且环保。

2.3 水力失调问题对策

单向顺流的供热方式是造成水力失调的重要原因。在实际运行中，单向顺流供热方式在末端的水压线已经丧失了循环动力，水流量很小，此时的供热效果极差。可见采用单向顺流式的供热方式，末端的用户室温根本达不到要求。而前端的用户室温较高，流量较大。采用传统解决水力失调问题的主要方式是人工进行测温调节，但这种方式的效率太差，并且人工检查容易出现疏漏，导致无法及时发现问题，准确定位。另外，供热系统是联通状态，调节其中一个阀门时，会引起其他阀门的流量变化，从而对其他住户的室温造成影响。为彻底解决这一问题，可以采用机械自动式调节的方式，通过预先设置机械调节阀的数值，并保证在一定的压差范围之内，流经阀门的流量就会固定在预设的数值上。如果管道内压差过大，超过阀门阈值，此时需要进行人工调节。另外，通过建立热力站、重新布置管网分布，同时使用现代化的计算机系统对管道进行实时监控也可以起到一定的作用。解决水力失调问题，必须采用科学的方式，通过对实际供热方式的分析，提高供热性能。

2.4 水泵节能分析

水泵在集中供热系统中，主要通过提供动力完成供热介质的传输，因此水泵的性能以及节能性对整个供热系统的运行有重要影响。通过对某一区域的集中供热系统进行研究发现，现有的集中供热系统热负荷高、水泵选型不合理，进而导致泵站的能耗较大。除此之外，造成泵站能耗较大的原因在于泵站使用年限较长、效率较低。为提高节能效果，先对泵站进行改造，泵站运行中应该避免并联运行多台泵，多台泵并联运行效果较差。可以通过变频调节技术自动控制水泵的出口压力和流量，该技术已经比较成熟。通过变频控制可以保证供回水压力的恒定，使用变频调节方式可以有效取代阀门控制，大幅度提高工作效率，减轻人工的工作强度。另外，为了进一步提高泵站的节能性，在街区回水压力较高时，如果回水量可以直接进入大网，可以采用暂停供水泵的方式来节能。在日常管理中，应该及时对污垢进行清除，降低泵站的运行阻力，节约电能；并尽可能减少失水、补水的操作，以降低能耗。

2.5 运行调节分析

质调节、量调节以及分阶段调节等方式是传统集中供热系统中主要的运行调节方式。质调节指的是在供热季节保持循环水泵在额定情况下工作，供热管网中的流量恒定不变。这种方式调节简单、操作简便。但整个泵站全程处于满负荷工作状态，因此运行的费用较高。量调节方式是根据外界温度对供热量进行调节，当室外温度达到一定数值时，会迅速减少供热系统中的热循环，调低回水速度。这种调节方式较为复杂，一旦出现水力失调问题，调节效果会受到影响。由于泵站采用变频控制方式，分阶段调节方式可以根据室外温度的变化，对供热管网的流量和回水速度进行调节，同时还可以在泵站设置变频调速装置以及相关的动态装置，从而大大提高末端用户的温度调节能力。通过对调节方案进行优化，可以实现科学的执行调度指令，并通过及时绘制供热曲线，对回水温度的调节情况进行分析。

2.6 水耗分析及节能措施

水耗问题也是集中供热系统中关系到节能的重要问题。水耗会造成大量失水，还会伴随大量的热量损失。因此，通常会以补水率作为供热系统的失水指标。当前，我国的集中供热系统补水率在0．5%到10%之间。不同区域的建设情况不同，因此管道泄漏的情况也有所差异。居民私自放水的情况也会影响实际的补水率。管道泄漏以及阀门泄漏等问题造成的补水属于正常的补水范围，人为泄水还会涉及到社会公德问题。图1显示了某地2008和2009年两个供热期回水率的对比图。

图1 两个供热期回水率对比

供热系统的管理部门应该通过加强巡视力度、对老旧设备及时更新、加大管网平衡调节力度以及供热水中加药等措施，改善回水率。通过图1可以看出，这种方式对于水耗问题的改进并不明显，回水率较低的管网依然处于较低状态。可见对回水率和水耗问题的解决，还应该进一步从具体管网的分布情况入手，进行针对性的处理。

3 结语

综上所述，城市采用集中供热系统为用户供热符合我国节能减排和可持续发展战略。但在实际应用中依然存在一定的能耗问题，对此，有关部门应该切实负责，通过对锅炉建设材料、使用燃料的审核，不断提高使用效率。另外，对于陈旧设备应该及时改造、替换，在保证居民正常取暖的同时，通过采取有效措施，不断降低能源消耗，提高供热效率。

[1]韩广凯．集中供热系统的供热调节技术探析[J]．建材与装饰,2017(15):11．

[2]徐智坤．自动控制技术在集中供热系统中的整体节能应用[J]．建材与装饰,2017(15):78．

TU995

A

1671-0711（2017）10（上）-0061-02