城市集中供热系统节能问题研究

【摘要】近年来，我国的城市化进程有了很大进展，城市人口逐渐增多，直接导致了冬季取暖需求的加大，对于我国北方城镇而言，冬季取暖方式主要为集中供热，故而研究集中供暖系统的高效性和节能性在我国城镇化建设中意义重大。本文以城市集中供热系统为对象对节能问题进行研究，进而提出有效性解决措施。

【关键词】集中供热；节能；能耗

城市供暖采用集中供热方式有利于实现能源节约、环境改善、居民生活质量的提高，对于城市基础设施建设改善以及现代化城市的建设都有一定的促进意义，能够为我国的可持续发展目标提供强有力的保障。当前，我国已先后在300多个城市建设并完善了集中供热管网，有超过85亿平方米的面积实现了集中供热，主要集中于我国东北、西北以及华北等地，显示出我国在集中供热事业中的巨大成就。然而，集中供热的高能耗问题不得不引起高度重视，为确保国民经济的健康发展，有必要对供热系统进行节能环保研究。因此，本文从现有集中供热高能耗问题出发，对集中供热节能措施进行深入探讨和研究。

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

根据国际规定，锅炉的热运行率需达到80%以上，但截至目前为止，我国仅实现了63%的热运行效率，较国际标准差距较大。根据我国关于民用建筑锅炉热运行效率的规定，我国锅炉热运行率最低标准为68%，但我国锅炉的实际运行效率距该标准仍有一定距离。相关研究结果表明，燃料原材料及燃烧充足率是影响我国锅炉热运行率的关键因素。由于用于集中供热的原煤整体质量较差，含有大量的硫分、灰分和杂质，从而导致锅炉燃烧率达不到标准要求。

1.2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。

1.3供熱冷热不均，造成能源浪费

在我国现行城市集中供热系统中，单向顺流系统仍为主系统，且缺乏相应的控制设备，直接影响了城市集中供热的协调性，供热片区冷热不均问题突出，有的居民家庭在供热条件下基本室温得不到保障，只能依靠暖炉、空调等设备进行取暖，从而导致能耗的上升；对于因集中供热导致室温过高的用户，则需要经常开门开窗进行热量的散发，使得热量浪费严重。同时，供热部门在相关监管标准的要求下不断提高供热负荷，导致集中供热整体产能过剩，而用户室内又没有相应的控制调节系统，多余热量只能被白白浪费，这对于能源的有效利用及城市环境的改善都是极为不利的，直接限制了城市的健康发展。

2、城市集中供热系统节能问题对策

2.1提高锅炉的热运行效率

锅炉的热运行效率受锅炉燃料的直接影响，所以说，有效解决当前锅炉热运行效率偏低的一个主要方法就是运用更为清洁高效的能源替代高污染、低燃烧率的原煤做燃料。目前可用于选择的清洁能源主要有电力、煤气、天然气以及高效煤粉等。此外，还应加强对控制系统的配置和完善，通过对量表数据的观测实现对热量的有效控制，进而提高锅炉热运行效率。

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

首先要准确计算水力。供热部门在设计集中供热管网时，需要加强对水力设计的重视力度，对各支网的阻力进行有效协调；其次要加强供热管网试运行阶段的调试工作，调试标准必须是提前设定好的压差和流量标准；第三是通过温度调节控制阀的设置和安装实现用户对室内热量的有效调节；第四要加强对集中供热管网的实时监控，及时处理供热管网异常情况。

2.4运行调节分析

传统集中供热系统对热量的调节方式主要有质调节、量调节以及分阶段调节三种方式。其中，质调节的原理在于保持供热管网流量不变的前提下实现循环水泵的持续工作。该调节方式具有易于操作的特点。然而，由于整个泵站的运行负荷是额定的，始终保持满负荷工作状态，需要较高的运行费用；量调节方式的工作原理在于热量随外界温度而改变，供热系统中的热循环及回水速度随着外界温度的上升而降低。该方式较质调节对水力平衡有着更高的要求，极易受到水力失衡的影响；通过对泵站的变频控制可以运用分阶段调节方式有效调节供热管网的回水速度及流量，从而实现对供热量的调节。此外，通过相关变频调速装置的设置为末端用户自行调节温度提供便利。不断优化调节方案，提高对调度指令的执行力度，根据所绘制的供热曲线及时分析并调节回水温度。

结语：

总而言之，通过对城市集中供热系统的研究有助于针对当前存在的技能问题有针对性地采取有效措施，从而促进节能减排以及我国城市的可持续发展。为有效提供资源及能源的利用率，提高对居民用热需求的满足度，有必要深入研究并推广节能减排措施，有效改造并监督城市供热系统，促进城市供热效率的不断提升。

参考文献：

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作者简介：

李鹏，四川省建筑设计研究院，四川成都；

文春燕，四川省建筑设计研究院，四川成都。