供暖節能措施探討

楊春慧

1 概述

葫蘆島市集中供熱事業從20世紀90年代初開始，經過20余年的發展，供熱規模越來越大，技術水平逐漸提高，管理日趨現代化，城市集中供熱事業的迅猛發展極大地改善了城市環境，提高了能源利用率，獲得了較好的社會效益和經濟效益。但集中供熱在熱網運行管理中，仍存在能耗過高的問題。目前，由于熱網設計，運行管理等外界條件的差異，使得熱網運行管理方面潛力非常大。

下面分別從水電熱三方面探尋供暖節能的解決方案。

2 節水的措施與實施方案

2.1 換熱站內的節水措施與實施方案

冬季供暖期內，由于密封不嚴和盤根未緊固造成的漏水現象在各個換熱站內時有發生，尤以補水泵和換熱站內老化的閥門最為常見。所以加強換熱站設備巡檢維修是節水工作中的重要一環。另外將水泵的填料密封方式改為機械密封方式也可減少漏水現象的發生。

2.2 二次管網節水措施與實施方案

整個二次管網經過多年的運行，部分已經嚴重老化，失水現象時有發生。

表1為最近三個供暖期的二次管網失水情況匯總。

表1 二次管網失水情況匯總表

對此我們要在冬季供暖時加強巡檢查漏工作，發現有失水管網立即組織人員進行搶修，將損失降到最低，同時要做好夏季管網檢修工作，做到防范于未然。實踐證明管網漏點多為點蝕，這和管網水質有很大的關系，因此對水質要進行定期檢測，依據檢測結果加入相應數量緩蝕阻垢劑，以達到減少管網腐蝕，延長管線使用壽命的作用。

另外在供暖期內，個別用戶在室內私自安裝閥門、水龍頭等器件進行竊水，對此我們要依據《市供熱管理辦法》，加強對這方面的稽查工作。

我們的稽查工作者要定期走訪，傾聽群眾反映，發現違規現象立即嚴厲處理，并做好處理后的宣傳工作，防止違規現象的再次發生。

3 節電的措施與實施方案

3.1 換熱站內的節電措施與實施方案

冬季供暖期內，各供暖總站應按照既保證供暖質量，又經濟運行的方針開展工作，針對室外不斷變化的氣溫，適當地調整換熱站設備運行參數，節約電能。

截至目前，我公司仍有少數幾座換熱站內的循環水泵為老式的兩用一備，根據供暖系統的流量—阻力特性曲線，n臺相同型號離心泵并聯運行狀態下的總流量，小于相同型號單臺離心泵運行狀態下的流量的n倍。圖1為單臺水泵和并聯后水泵流量(Q)、揚程(H)比較關系。

圖1 水泵并聯特性曲線圖

從單臺水泵和兩臺水泵并聯后的流量變化情況來看，循環泵設計臺數一般以一用一備為宜，且老式泵站沒有變頻調速功能，因此要對老式換熱站進行改造，增加變頻，改兩用一備為一用一備，以達到經濟運行，節約電能的目的。

3.2 二次管網節電措施與實施方案

改變系統“大流量、小溫差”下的供熱管網運行模式，加強管網的平衡調節工作，如果系統阻力分配不合理，能量也會白白浪費在克服阻力上。如果系統阻力或流量因為末端調節而發生變化，循環水泵不能相應的調節揚程或流量來改變阻力，也會浪費大量電能。所以應使循環水泵的耗電輸熱比(即全日理論水泵輸送耗電量與全日系統供熱量的比值，簡稱EHR)保持在規定的范圍內。

一次網和二次網EHR的參考值見表2。

表2 一次網和二次網EHR的參考值

另外減少管網的失水也會在很大程度上避免補水泵的反復啟停，從而節約部分電能。

4 降低耗熱量的措施與實施方案

4.1 換熱站內的降耗措施與實施方案

目前少數幾座泵站內循環水泵仍為老式的兩用一備，且不具備變頻調速功能，無法適應天氣變化而進行的調節工作，所以要加快老化泵站的改造工作。

室外氣溫在一天內和一個供暖期中都處于實時的變化中，如果采用單一的流量和溫度進行供暖，勢必會造成室溫過高或過低的現象，所以為保證供熱質量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經濟合理，就要對換熱站內供熱系統進行供熱調節。具體措施如下:

針對整個供暖期，將其分為供暖初期、供暖中期和供暖末期，供暖初期和供暖末期室外溫度相應較高，對此我們可采用間歇式的調節方式，即不改變網路的循環水量和供水溫度，而只改變每天供暖小時數的供暖方式來達到節能的目的。取室外溫度為0℃作為區分供暖初、末期與供暖中期的標志，并當室外溫度為0℃時進行間歇調節，通過計算可得出不同室外溫度下的循環泵每天的工作小時數(見表3)。

表3 葫蘆島地區供暖初末期循環泵每日工作小時數

針對一天內室外氣溫的變化，我們在供暖調節中，可以采用循環水泵變頻調速技術來改變網路循環水量。據此繪制室外氣溫與流量曲線指導生產。由于供暖熱用戶與網路采用間接連接，即通過換熱站換熱的方式進行，二環網路與三環網路的水力工況互不影響，我們也可以采用改變二環網路供水溫度和電磁閥開度的方法進行調節，即質量—流量調節。在實際供暖中“質量—流量”的調節方式與循環泵變頻調速技術應配合使用，并繪制相關曲線來指導生產。

4.2 室外二次管網的降耗措施與實施方案

4.2.1 減少失水所帶來的降耗

整個三環管網在供暖運行中，失水現象時有發生，而所失水量更是帶走相當部分熱量一同流失，我公司目前投入運行換熱站共計27座，2010～2011年度失水量通過表1可查為382385 t。熱量損失為損失那部分水量所帶走的熱量，具體計算為將自來水(5℃)加熱到二次網供暖水溫度(大約55℃)。

相應的熱量損失為:

二次管網失水所帶走的熱量損失如表4所示。

表4 二次管網失水所帶走的熱量損失

由此可見，管網老化帶來的熱能損失不容小覷，對此我們仍要在冬季供暖時加強巡檢查漏工作，發現有失水管網立即組織人員進行搶修，將損失降到最低。同時要組織專業技術人員對運行多年的供熱管網進行失水評定，超過失水上限值，及時進行供熱管網的改造。

4.2.2 做好水力平衡所帶來的降耗

專業設計人員在進行供熱管線的走向設計時，盡管進行了必要的水力平衡計算，但是如果缺乏定量調節流量的手段，加之城市的發展所帶來的負荷分配的變化，系統仍然會出現水力失調，導致室溫冷熱不均，近端過熱，遠端過冷，這種現象在小區熱網中相當普遍。而運行人員通常會使系統在“大流量、小溫差”條件下運行，這樣就造成了能源的浪費。目前國內已有若干技術措施實現水力平衡，例如安裝平衡閥，應用等溫降原理進行水力平衡計算等。

針對我公司實際情況，對水力嚴重失衡管網可選擇安裝平衡閥進行水力平衡調節，進而逐步消除冷熱不均和大流量小溫差的不合理運行模式。

4.2.3 供暖管網的保溫帶來的降耗

室外供暖管網的保溫是供暖工程中十分重要的組成部分。為了達到節能要求，應使室外供暖管網的輸送效率達到90%以上。

為達到這一要求，首先要選用新節能標準的保溫材料，像巖棉、橡塑、聚氨酯都具有較好的保溫性能。其次管道的保溫厚度要依據《設備和管道保溫技術通則》中的要求(見表5)，依據管徑的大小，保溫層厚度相應增大或減小。最后要派站內巡檢人員進行定期巡檢，發現管線有裸露或管線保溫有破損的現象，及時組織人員進行修補。

表5 葫蘆島地區直埋管道保溫結構尺寸表

4.2.4 間歇供暖帶來的降耗

有些建筑物，如辦公樓、教學樓、禮堂、影劇院等，只要求在使用時間內保持室內設計溫度，而在非使用時間內，允許室溫自然下降。對于這類建筑物，采用間歇式供暖既可以保證供暖質量又可以節省相當數量的熱負荷。

4.3 用戶末端降低耗熱量措施與實施方案

目前我市的大部分供暖建筑，墻體的結構保溫性能，門窗密閉性能都不達標，這勢必會造成大量的熱量流失，為此我們可以協調有關部門，加快供暖建筑墻體保溫建設，使之達到《民用建筑節能設計標準》(采暖居住建筑部分)的要求。

5 結語

以上為我們在熱網運行中采取的一些節能降耗措施，公司在冬季運行中要逐步提高單位能耗的利用率，把運行環節作為節能的主要突破口，加強運行環節中節能方面的認識、探索與管理，降低供暖運行成本，節約能源，提高企業的經濟效益。

[1]賀 平，孫 剛.供熱工程[M].第3版.北京:中國建筑工業出版社，2009.

[2]李善化，康 慧.實用集中供熱手冊[M].北京:中國電力出版社，2010.

[3]周謨人.泵與風機[M].北京:中國建筑工業出版社，2009.