新時(shí)期集中供熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)的研究

雷云++馮永海

摘 要：近年來集中供熱管網(wǎng)在我國發(fā)展迅猛，目前已建有集中供熱相關(guān)設(shè)施的城市占到了總數(shù)的43%，然而相較于發(fā)達(dá)國家集中供熱管網(wǎng)80%的能源綜合利用率，我國集中供熱管網(wǎng)卻以較低的效率運(yùn)行，能源綜合利用率還不到60%。這意味著集中供熱管網(wǎng)的快速發(fā)展是以能源消耗的增長和環(huán)境污染的加劇為代價(jià)的，為此探討集中供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)就成為本文的出發(fā)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：集中供熱管網(wǎng)；水力平衡；變頻控制；計(jì)量溫控一體化；輸送熱效率

中圖分類號：TK284.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）13-0005-01

1 集中供熱管網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)

1.1 一網(wǎng)平衡技術(shù)

現(xiàn)階段對一次網(wǎng)流量控制方式有如下兩種：一種是一次網(wǎng)安裝流量調(diào)節(jié)閥，即通過比較控制點(diǎn)實(shí)時(shí)流量與設(shè)定流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥開度實(shí)現(xiàn)各換熱站一次網(wǎng)流量控制；另一種是一次網(wǎng)安裝分布式變頻泵，即通過比較控制點(diǎn)實(shí)時(shí)流量與設(shè)定流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)分布式變頻泵的運(yùn)行頻率實(shí)現(xiàn)各換熱站一次網(wǎng)流量控制。

1.2 二網(wǎng)平衡技術(shù)

二次網(wǎng)水力失調(diào)將引起供熱管網(wǎng)中不同位置的末端用戶冷熱不均與系統(tǒng)能源利用率低下，而供熱的最終目的是保證各末端用戶室內(nèi)溫度達(dá)到一個(gè)合理又舒適的范圍，從而真正地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能。

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，最有效的平衡措施就是從末端開始合理分配流量。在每戶供水管道上安裝自力式流量調(diào)節(jié)閥，通過設(shè)定流量解決不同住戶不同需求的問題是最有效的解決辦法。通過對某榆林市一住宅小區(qū)進(jìn)行測試，每戶加裝了自力式流量平衡閥進(jìn)行流量控制，當(dāng)流量閥設(shè)定流量后，房間溫度基本在設(shè)計(jì)溫度18-22℃范圍內(nèi)，能夠滿足正常需求，單元總流量由于每戶均安裝戶用流量控制閥加以控制，四個(gè)單元流量由原總流量為26.1m3/h，降低為18.2m3/h，流量減少近30%，熱損失減少近20%，由此可見通過二網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)，節(jié)能效果明顯。

1.3 循環(huán)水泵變頻技術(shù)

根據(jù)控制點(diǎn)的壓力或溫度變化來對電機(jī)頻率及水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)的變流量運(yùn)行。現(xiàn)階段循環(huán)水泵常用的變頻控制方式有如下兩種：一種是溫差控制，即通過比較控制點(diǎn)供回水溫差與設(shè)定溫差來實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的變流量運(yùn)行，此種方式需要用戶不能安裝通斷閥且水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)是相似工況點(diǎn)；另一種是壓差控制，即通過比較控制點(diǎn)壓差與設(shè)定壓差來實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的變流量運(yùn)行，此種方式要求用戶安裝自主調(diào)節(jié)裝置。

循環(huán)水泵變頻技術(shù)在集中供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用較多：羅深將森蘭變頻器應(yīng)用在集中供熱工程上，當(dāng)換熱站循環(huán)水泵采用變頻控制后，所有的閥門開度最大，系統(tǒng)阻力最小，當(dāng)平均流量為設(shè)計(jì)流量的80%時(shí)，節(jié)電率為36%。太原市自2005年開始對熱力站分批進(jìn)行循環(huán)水泵變頻改造，改造后單位耗電量從2.38度/m3.a降為2.01度/m3.a，各熱力站節(jié)電量在35%以上，變頻改造所投入的資金在三個(gè)采暖季就可收回，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.4 計(jì)量溫控一體化技術(shù)

采用計(jì)量溫控一體化技術(shù)則可以有效規(guī)避此種缺陷，即在熱源出口、熱力站、熱力入口及居民室內(nèi)等進(jìn)行多級熱計(jì)量，在保證各用戶室溫在合理與舒適情況進(jìn)行合理分?jǐn)側(cè)∨M(fèi)來讓用戶形成節(jié)能環(huán)保的理念。計(jì)量溫控一體化，不僅遠(yuǎn)程采集戶內(nèi)供熱計(jì)量儀表熱量室溫等參數(shù)，同時(shí)住戶配備溫控面板，溫控面板無線控制入戶閥門通斷或者開啟比例，保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定。既滿足居民按需用熱的需要，也為供熱企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制提供便利。

1.5 集中供熱管網(wǎng)輸送熱效率的提高

在投資允許的前提下，盡量選用摩擦阻力小、內(nèi)壁光滑且熱導(dǎo)系數(shù)小的新型管材，如PE-RT鋼塑復(fù)合管材；采用傳熱系數(shù)最小的管道保溫材料，并且嚴(yán)格按照規(guī)范來執(zhí)行管道的保溫；針對地埋敷設(shè)的供熱管道，供熱管道埋的越深則供熱系數(shù)越小，但這會(huì)增加施工難度并延長施工周期，因此在確保施工難度和施工周期的前提下，盡量將直埋管道埋深些以降低供熱系數(shù)。

1.6 供熱系統(tǒng)一二網(wǎng)循環(huán)水質(zhì)改善

由于一二網(wǎng)水質(zhì)的惡化導(dǎo)致鍋爐結(jié)垢問題嚴(yán)重，換熱效率差，設(shè)備拆洗頻繁；整個(gè)管網(wǎng)以及供熱設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，供熱質(zhì)量大打折扣。為了有效改善上述問題，可在整個(gè)一二網(wǎng)水系統(tǒng)中投加化學(xué)藥劑，如YZ-101型防腐阻垢劑，已達(dá)到水質(zhì)優(yōu)化的目的。針對一二網(wǎng)的層次化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可考慮在熱源以及一次網(wǎng)實(shí)現(xiàn)軟化水加藥劑；熱力站以及二次網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自來水加藥劑的方案。在積極開展加藥工作的同時(shí)，也需嚴(yán)格積極做好排污以及除污工作，以實(shí)現(xiàn)“加藥為主，管理為輔”的綜合性一二網(wǎng)水質(zhì)改善的目的。

2 結(jié)語

本文從構(gòu)建一二網(wǎng)平衡、采用循環(huán)水泵變頻控制技術(shù)、進(jìn)行計(jì)量溫控、提高輸送熱效率等幾個(gè)角度入手，就如何科學(xué)合理地開展集中供熱管網(wǎng)的節(jié)能工作進(jìn)行了探究，以期為相關(guān)工作者提供一些有益的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]羅深.森蘭變頻器在市政集中供熱工程上的應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽，2016（1）.

[2]劉亞濤.變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)在集中供熱工程的應(yīng)用[J].電力學(xué)報(bào)，2010（4）.