節(jié)能技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用

辛 麗 君

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司,山西 太原 030001)

1 待改造集中供熱系統(tǒng)中存在的問題

1.1 熱源效率不高，存在較為嚴(yán)重的污染

目前，很多老舊的集中供熱系統(tǒng)仍然采用燃煤鍋爐，而且，一般情況是使用了很多年的設(shè)備。經(jīng)過這么多年的使用，設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入了事故多發(fā)期，此時的設(shè)備想要繼續(xù)使用下去，必須要經(jīng)過大量的維修，工程量大。而且燃煤鍋爐在使用過程中效率太低，燃煤產(chǎn)生的氣體對空氣污染較為嚴(yán)重，很容易對人體造成傷害。例如，北京郵電大學(xué)的燃煤鍋爐房的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，鍋爐能夠?qū)嶋H輸出的熱量只能達(dá)到設(shè)計量的70%，出水溫度也達(dá)不到預(yù)期指標(biāo)，低于額定出水溫度50 ℃左右，這就造成了資源的大量浪費(fèi)，效率極低。

另外，很多鍋爐房的管理模式都是粗放型，極少采取有效的節(jié)能措施，沒有科學(xué)合理的管理方法。所以，必須要對熱源系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，建立集中供熱的控制系統(tǒng)，使其可以有效的控制和調(diào)節(jié)負(fù)荷。

1.2 供熱管網(wǎng)損失大，水力缺乏平衡

大部分的集中供熱系統(tǒng)都不會主動更新供熱管網(wǎng)，只有等它嚴(yán)重老化和腐蝕以后，才會意識到嚴(yán)重性。所以，現(xiàn)在的問題就是很多供熱管網(wǎng)在年深日久的腐蝕下，逐步喪失了保溫能力，熱量損失嚴(yán)重，甚至超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。而且，還有跑水、冒水、滴水和漏水等現(xiàn)象，這就直接加重了管網(wǎng)運(yùn)行效率低、供熱效果差、熱量浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。

1.3 缺乏熱計量和自動控制系統(tǒng)

目前，很多供熱系統(tǒng)將居民區(qū)、附近的學(xué)校連在一起，供熱和末端用戶的需求聯(lián)系不密切，例如，當(dāng)學(xué)校的教學(xué)樓無人時，供熱系統(tǒng)仍然在工作，這種情況下，就形成了無效供熱，浪費(fèi)了大量能源。同時，很多居民區(qū)的供熱沒有準(zhǔn)確的計量裝置，熱量的使用無法量化，收費(fèi)一致，用戶對于熱量的使用和節(jié)能也就沒有了具體的概念，很多時候會無緣無故的浪費(fèi)大量能源。

同時，供熱系統(tǒng)大多為單一出口溫度控制，供熱量不能夠根據(jù)用戶需求進(jìn)行詳細(xì)調(diào)整，缺少自動化的控制技術(shù)，運(yùn)行效率低下，這樣也很容易造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題。一旦供熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題，事故就不能及時的反饋，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也受到了一定程度的影響。

2 集中供熱系統(tǒng)需要改造的必要性

2.1 熱源改造必要性

我國現(xiàn)在階段的集中供熱系統(tǒng)仍然以燃煤鍋爐為主，相對于國外先進(jìn)的供熱系統(tǒng)來說，存在很多缺點，包括：供熱系統(tǒng)供熱效率低下；存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問題；其實際輸出熱量只是容量的70%，而理論上可以達(dá)到90%，甚至更高。所以，現(xiàn)有的集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能減排任務(wù)任重道遠(yuǎn)，為了更好的節(jié)能減排，必須要對其進(jìn)行節(jié)能改造，利用高效清潔能源進(jìn)行供熱。

2.2 熱網(wǎng)改造必要性

目前，國內(nèi)的集中供熱系統(tǒng)供熱方式為間接供熱，熱量由熱源通過一級管網(wǎng)到達(dá)熱力站，再通過熱力站到達(dá)二級管網(wǎng)。熱量在熱力站進(jìn)行換熱，二級管網(wǎng)負(fù)責(zé)將熱量供給末端熱用戶。這種供熱方式存在很多弊端，包括以下幾點：

1)管網(wǎng)熱量損失嚴(yán)重。因為很多管網(wǎng)都是建設(shè)于二十世紀(jì)七八十年代，當(dāng)時的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)在，無論是敷設(shè)、保溫，還是節(jié)能技術(shù)都處于起步階段，尚未成熟。所以，經(jīng)過幾十年的使用，其老舊地溝防水性能越來越差，保溫作用也在逐步喪失，熱量損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，浪費(fèi)了大量熱量。

2)供熱設(shè)備落后，嚴(yán)重浪費(fèi)能源。上文中也說過，很多設(shè)施都是始建于二十世紀(jì)七八十年代，年久失修，設(shè)備老化嚴(yán)重，而且選型設(shè)計和實際運(yùn)行狀態(tài)不符合，經(jīng)常會有小溫差大流量的情況出現(xiàn)，而且對于末端用戶的熱量需求反應(yīng)遲鈍，無法分溫分時控制。

綜上所述，對于集中供熱系統(tǒng)供熱效率影響最大的因素主要是管網(wǎng)的敷設(shè)方式、保溫能力，以及熱力站的節(jié)能控制，因此，節(jié)能改造要針對以上幾點開展，從而提高供熱效率。

3 節(jié)能技術(shù)集中供熱系統(tǒng)節(jié)能改造中的應(yīng)用

3.1 熱源的節(jié)能改造

傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)熱源就是鍋爐，進(jìn)行熱源改造的目的就是為了將鍋爐供熱的效率提高上去，從而使熱源系統(tǒng)更加清潔、高效、安全。改造工程要針對已經(jīng)運(yùn)行多年、較為落后的供熱系統(tǒng)，綜合設(shè)計和運(yùn)行兩個方面，重視節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。具體的改造內(nèi)容包括以下幾點：

1)煤改氣工程設(shè)計，即使用更加高效、清潔的燃?xì)忮仩t替代傳統(tǒng)的燃煤鍋爐。改造工程的場地可以選擇現(xiàn)有的燃煤鍋爐房，或是新建燃?xì)忮仩t房，在選擇時一定要充分考慮投資的多少和運(yùn)行管理等因素；可以充分地利用現(xiàn)有的資源進(jìn)行改造，達(dá)到節(jié)省投資的目的，例如原來的鍋爐房里有專門的引風(fēng)和除塵間，所以，鍋爐房的面積完全足夠改造要求，剩余的空間可以用以其他用途，如維修車間或者庫房；另外，燃?xì)忮仩t臺數(shù)的確定較為復(fù)雜，一旦儲備系數(shù)或者選型不合理，就容易造成能源浪費(fèi)問題，一般情況下，需要考慮原有的鍋爐房規(guī)模、供暖面積、建筑物性質(zhì)和供暖方式。

2)設(shè)置煙風(fēng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的燃煤鍋爐煙囪大多為磚砌結(jié)構(gòu)，直徑和高度與改造后相比，都更大，滿足不了燃?xì)忮仩t的排煙要求。所以，需要重新對燃?xì)忮仩t的煙囪進(jìn)行設(shè)計，采用不銹鋼或鋼制煙囪；同時，為了運(yùn)營管理的靈活和排煙系統(tǒng)的安全性，可以每一臺鍋爐都設(shè)置獨(dú)立的煙囪；而且可以選擇設(shè)置煙氣余熱回收裝置，將回收的熱量綜合利用起來，加熱鍋爐補(bǔ)水，提高鍋爐的運(yùn)行效率。

3)現(xiàn)況鍋爐的循環(huán)水泵和補(bǔ)水泵可以得到充分利用，設(shè)置變頻控制器，這樣就可以靈活操作水泵，節(jié)省電耗。

3.2 熱網(wǎng)的節(jié)能改造

集中供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)改造，需要充分考慮現(xiàn)有的鍋爐容量、循環(huán)水泵容量和未來發(fā)展容量，而且，對熱網(wǎng)進(jìn)行改造時，外管網(wǎng)地溝和管線布局的改造是最基礎(chǔ)的改造，改造時，要盡量利用原有的采暖地溝，局部新建，這樣可以極大程度上節(jié)省投資和工期?？梢圆捎靡韵聨醉棿胧?，對室外管網(wǎng)加以改造：

1)調(diào)節(jié)管網(wǎng)水利工況。這項措施是針對近段管徑過粗、遠(yuǎn)端壓力不足、流速過低的狀況，需要滿足以下幾項原則：首先，在進(jìn)行改造設(shè)計時，一定要選擇最不利的環(huán)路確定干線的直徑，然后采用經(jīng)濟(jì)比摩阻為30 a/m～70 a/m的管道；其次，選取其他支線管道時，要通過控制允許壓力降選取，管網(wǎng)的流速不宜大于3.5 m/s；最后，要以建筑物內(nèi)的總壓力損失為基礎(chǔ)，控制好二級管網(wǎng)熱力入戶前的壓力差，若無法確定壓力差，則以50 kPa為標(biāo)準(zhǔn)。

2)加裝水力平衡設(shè)備。這是一項能夠穩(wěn)定管網(wǎng)運(yùn)行的措施，主要針對管網(wǎng)水力不平衡的狀況?？梢园凑找韵略瓌t，給老舊的管網(wǎng)安裝一個水力平衡設(shè)備：首先，要明確管網(wǎng)的調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)方式不同，需要設(shè)置不同的水力平衡裝置，質(zhì)調(diào)節(jié)方式的管網(wǎng)需要設(shè)置流量控制閥，量調(diào)節(jié)方式的則需要設(shè)置壓差控制閥，控制閥的安裝也需要滿足廠家的要求標(biāo)準(zhǔn)；其次，管網(wǎng)的流量需要使用自力式流量控制閥調(diào)節(jié)，但如果使用自力式流量控制閥，管網(wǎng)就很容易被雜質(zhì)堵塞，因此需要設(shè)置管道除污器。

3)直埋敷設(shè)。在對管網(wǎng)節(jié)能改造過程中，要以直埋敷設(shè)為主，只要路由條件允許，就要將所有架空敷設(shè)和地溝敷設(shè)的方式改為直埋敷設(shè)。這樣可以很大程度上節(jié)省投資，減少工程量。

4 結(jié)語

目前我國能源緊缺，環(huán)保要求也越來越嚴(yán)格。而老舊的集中供熱系統(tǒng)，資源利用效率低，對環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，需要盡快的對其完成節(jié)能改造。所以本文就出了老舊的集中供熱系統(tǒng)普遍存在的問題，并分析了主要節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，希望能夠?qū)δ壳暗木置嬗兴纳啤?/p>