城市供热系统节能减排问题及策略分析

2020-11-27王贵方

建材发展导向 2020年11期

王贵方

（长治市惠城热力有限公司，山西长治 046000）

1 城市供热系统节能的重要性

随着经济的发展，人们对供热系统的要求更高。城市集中供热已经成为一种大趋势，城市集中供热不只包括供应热气，还包括供应生活用水等。节约能源问题是一个关系到国计民生的大问题，目前在全国的各个领域中已广泛开展节约能源运动。对于正在迅速发展的供热事业来说，节约能源尤为重要。节能降耗是经济发展的永恒规律，落实科学发展观，实现可持续发展，必然要求节能降耗。部分地区冬季较为寒冷，必须采取供热措施，而南方近年来温度也有下降，政府逐渐考虑集中供暖设施的建设发展，而供热就势必会造成大量的能源浪费。城市集中供暖主要是靠供热管网实现的，相比于区域锅炉供热，它具有能耗小、绿色无污染的特点，为了开拓城市自动化供热减排技术目前所使用的供热技术主要有四种：供热管网的分层管控技术、气候补偿技术、用户热计量、水力平衡技术等。只有深入了解城市供热系统节能存在的问题，才能从根本上采取有效的策略减少节能减排。

2 城市供热系统节能问题

2.1 供热系统中的锅炉运行热效率偏低

根据相关要求，民用建筑锅炉的热运行效率标准为68%以上，国际上对于此项目的热运行效率标准为80%。而在我国的城市供热系统中，锅炉的热运行效率平均仅有63%，可以看出不但远低于国际标准，距离国家标准也还有很大差距。锅炉运行效率低主要是由于我国锅炉燃料多采用的是质量较差的原煤，原煤中包含大量的杂质、水分，燃烧性能差、不能满足锅炉燃烧的条件，不能支撑锅炉的满负荷工作。

2.2 冷热不均导致能源耗费加大

我国城市供热系统基本采用的都是单向顺流的方式，即热量从热源开始沿一个方向贯通所有居民家庭。这种方式造成了严重的供热冷热不均情况。一部分家庭距离热源近，室内温度非常高，冬季还需要开窗降温，极大的浪费了能源。另一部分家庭由于距离热源远，热量传输过来时温度已经不够，室内温度过低还需要再开空调、电暖器等设备取暖，造成了二次资源的消耗。城市供热系统为了能使每个家庭的温度都达标，只能加大力度供暖，一方面浪费热力资源，另一方面造成部分家庭温度过高。

2.3 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。

3 城市供热节能减排的有效策略

3.1 采取有效措施提高锅炉运行效率

要根据供热系统的运行状况和热负荷实际，在锅炉和换热机组的选择上有合理的确定，不能只是单纯的看重锅炉的容量；如果是那种负荷波动较为频繁的场合就需要优先的选用适应能力强的类型，这样可以减少不适配现象的出现。另外，也要考虑到供热燃烧所用到的烟煤品种，尽可能的使两者和谐一致。采用分层给煤技术是当前较为主流的方式，它可以使煤层分散，确保空气流通的均匀性，有效避免了断火现象的出现，降低了锅炉的炉渣含碳量和炉排漏煤量，提高了烟煤的燃烧效率，保证了供热的高效率。锅炉燃烧供热从严格意义上来说，是一个较为复杂的动态化过程，常常为因为煤质、水质等的因素出现很多的故障，采用微机自动化控制技术，可以实现对锅炉燃烧的自动化控制，有效的预防各种细节问题。

3.2 建设科学的热力网供暖节能系统

热力网节能是建设供热采暖系统的重要关节，它不仅肩负着最重要的环节，也是我们重点改造的工程。首先要了解整个城市的水文特征和建筑分布，做好热力网的建筑设计规划。从多方面考虑综合因素，制定符合整个城市的热力网建设系统。热力网应施工期短，并且采用成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术，将热网主要干线分布在热力集中的地区，选择保温性好，符合标准的管道。将传统的热力网控制和现在流行的技术结合起来。实行科学的自动化管理模式。提高供热采暖技术人员的管理水平，安排他们参与整个施工中，保证热力网正常运行。最后提高热网的设施和材料的节能水平，减少保温性能较差的材料。尽量放弃使用各个调节点的闸阀，安装调节性能优良的自力式流量控制器，使得管路符合用户的要求，解决供热中局部过热，分布不均的问题。

3.3 做好城市供热规划

城市供热规划范围包括集中热源向城市市区供应生产和生活用蒸汽、热水的所有供热方式，要在城市总体规划的指导下，严格按照相关规定编制，并与城市规划部门协调。编制工作由城市建设行政主管部门主持，计划、电力、环保等有关部门参加，必须委托具有相当资质和级别的城市规划和供热专业设计单位进行，经过相当级别的从事供热专业工作的专家论证后，才由相应级别的建设行政主管部门批准实施。热电联产规划依据城市供热规划和电力规划编制，目的在于保证热电联产机组建设做到统一规划、统一部署、分步实施，符合节约能源、改善环境和提高供热质量的要求，避免盲目建设、重复建设。热电联产规划应包括对城市供热现状和热电联产现状的具体描述，以及对热电联产机组建设进行规划的具体内容等，并且要阐述清楚热电联产在城市供热、改善环境及电力系统中发挥的作用等。

3.4 改变大流量及小温差的运行方式

目前我国供热系统普遍采用大流量小温差的运行方式，运行的供水温度比设计供水温度低10℃～20℃，循环水量增大20%～50%，循环水泵电耗增加50%以上，管网输送能力下降，并增加了热力站内热交换设备数量。热用户的冷热不均和系统的大流量运行是绝对不能忽视的重要因素。热用户的冷热不均，无谓地减少了系统的有效供热量；系统的大流量运行，导致输入电耗的无效增加，这些都是我国目前供热系统能效的重要原因。大流量、小温差的运行方式的原因除受热源的限制不能提高供水温度外，主要是因为管网系统存在水力工况失调的问题。因此，应该在供热系统增加控制设备，解决水力工况失调后，将供水温度提高到设计温度或接近设计温度，以提高供热系统的输送效率、节约能源，并为扩展用户打下基础。