蒸汽采暖系統的節能問題研究

黃 麗

（中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司，陜西 漢中 723213）

1 蒸汽采暖系統的概念

蒸汽采暖系統的通常包含三個組成部分：熱源、供熱管道和散熱設備。蒸汽采暖系統，即是指以蒸汽為傳熱介質，通過蒸汽將熱量從熱源經由供熱管道輸送到用戶所在的散熱設備的供熱系統。相比熱水采暖系統，蒸汽采暖系統具有如下幾個特點：

1） 蒸汽采暖系統的熱量輸送主要依賴輸送蒸汽本身的出口壓力來完成，根據計算供熱管道每輸送1 公里長度，蒸汽壓降就相應的降低約0.1 兆帕。考慮到我國蒸汽采暖中鍋爐房出口蒸汽的初始壓力一般在1.3 兆帕以內，而用戶所在的散熱設備對蒸汽進口壓力有一定的要求，因此從熱源到用戶的距離一般在4 公里范圍內。

2） 蒸汽隨著溫度的升高比重越來越小，且在管道中的流速較快、傳熱效率較高、熱惰性較低，因此蒸汽采暖系統相比熱水采暖系統的啟動和降溫速度均相對較快，即常說的熱的快冷的也快，更加適用于工業生產建筑或需要間歇采暖的用戶。

3） 通過熱水輸送熱量的熱水采暖系統，在釋放熱量后水的形態不會發生變化。但蒸汽采暖系統中的蒸汽，在釋放熱量后形態由蒸汽變成了凝結水，凝結水通過疏水器和管道回收裝置到凝結水箱，經水泵加壓送入鍋爐中重新加熱成為蒸汽，供給用戶由此形成一個完整的循環。

4） 由于釋熱原理不同，蒸汽的單位放熱量要高于熱水的單位放熱量，其配套的散熱設備的傳熱溫差也相對較高。因此在相同面積下，采用蒸汽為介質所需的散熱器片數要小于采用熱水為介質所需的散熱器片數。而散熱器造價占采暖系統的比重較大，這就有利于節省安裝采暖系統時的初投資。但與此同時，蒸汽散熱設備的溫度很高通常為150 度左右，很容易造成人員燙傷隱患。

5） 如果疏水器或凝結水管道中壓力下降的速率快于溫度下降的速率，就可能導致部分凝結水重新汽化，形成“二次蒸汽”。提高了蒸汽采暖系統的設計和運行復雜度，使其容易產生“跑、冒、滴、漏”等問題，降低蒸汽采暖系統的經濟效益。

6） 蒸汽采暖系統在供熱時只能采用間歇調節的方式控制穩定，因此容易產生溫度波動幅度大、管道內經常存在蒸汽或凝結水及空氣。管道運行時容易出現水錘現象及運行噪聲大等問題。造成蒸汽采暖系統的管道容易氧化形成腐蝕而降低其使用壽命。

綜上所述，蒸汽采暖系統既有優點，也存在缺陷。作為工業生產領域的重要組成部分，在現階段能源成本越來越高的情況下，在蒸汽采暖系統中高效利用能源進行節能越來越得到人們的關注和重視。

2 蒸汽采暖系統存在的常見問題和節能方法

蒸汽在蒸汽采暖系統中路徑可以拆分為三個環節：輸送、散熱和回收，每個環節都會產生損耗。除此之外，在蒸汽采暖系統的安裝環節中，也有可能產生一定的損耗甚至浪費。因此要想做到系統節能，就必須找出蒸汽采暖系統及運行管理過程中可能存在的問題，并結合實際情況進行有效的處理，以達到節能的目的。這些問題和節能方法具體到各個環節，主要表現為：

2.1 輸送環節

熱力輸送環節常見的問題有兩種：

1） 不重視供熱管道的保溫工作，散熱損失大，直接影響用戶采暖溫度。做好供熱管道，特別是室外管道的保溫工作，是做好系統節能的重要工作。由于部分單位不重視管道保溫，沒有計算管道保溫層的合理厚度，也沒有按規范進行保溫層安裝，而是單純追求低投入高產出，靠經驗來處理保溫層，造成了部分蒸汽采暖系統在輸送環節浪費了大量的熱量，產生了高昂的散熱損失。要解決這項問題，必須真正認識到管道保溫的重要性。在設計時計算熱力管道熱損失，選定經濟合理的管道保溫層厚度，在蒸汽采暖系統安裝時，選用保溫性能好的保溫材料按設計的保溫層厚度及規范要求的標準進行保溫層、保護層的施工及防腐，從根本上杜絕能源浪費的隱患，達到節能效果。

2） 送汽方式不科學，影響系統正常運行部分單位特別是部分工業企業基于樸素的節能觀念，覺得持續送汽消耗大，從而使用間隔送汽的方式，認為這樣能夠節約蒸汽。實際上這種不科學的送汽方式會使得輸熱管道內殘留大量積水，在間隔結束后進行送汽時產生水沖擊水錘現象，形成應力造成管道連接處出現滲漏等問題。非但不能節能，反而影響了系統的正常運行，造成不必要浪費。要解決這項問題，就需要學習蒸汽采暖系統的運行原理，修正不科學的節能觀念，使用合理方法進行能源供應，從而達到節能目的。

2.2 散熱環節

散熱環節的常見問題是散熱設備數量超標。由于許多單位沒有計算過準確的建筑物熱損失，而是僅僅按建筑面積和熱負荷進行估算，因此產生了采暖系統散熱設備數量超標等問題。害怕采暖溫度不夠，單純憑借經驗來確定散熱設備的安裝數量，也會導致散熱設備數量過多的問題。數量超標的散熱設備將會過度拉高室內溫度，逼迫用戶不得不“開窗散熱”，這些從窗戶散出去的熱量就被白白浪費。

要解決這項問題，需要相關單位在安裝蒸汽采暖系統前，先嚴格按照相關設計規范計算出建筑物的熱損失，根據計算結果得出性價比最高的散熱設備安裝方案，根據安裝方案進行安裝。從而保證均衡供汽，減少不必要的熱量浪費，節約蒸汽。

2.3 回收環節

回收環節的常見問題也有兩種：

1） 沒有準確計算凝結水回水量，經驗主義是蒸汽采暖系統安裝、運行和管理中經常出現的問題，由于過度依賴經驗，許多單位在安裝蒸汽采暖系統時沒有準確計算系統回水量，導致回水管徑不是偏大就是偏小。管徑偏大管網造價高不經濟，管徑偏小凝結水回水量小，滿足不了鍋爐房正常用水，致使鍋爐房再加熱水量增加，此部分水由冷水軟化后進行補給這些不當的回水方式造成能耗增加，形成資源和能源的浪費。

要解決這項問題，必須正確計算凝結回水量并據此選擇正確大小的凝結回水管，蒸汽凝結水的回收利用在綠色企業達標中要求必須達到70%，保證蒸汽采暖系統能夠正常回水，最大限度地收集回水并充分利用，從而達到節能。

2） 忽視了疏水器的作用，疏水器的作用是自動阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用熱設備及管道中的凝結水，同時能排除系統中積留的空氣和其它不凝性氣體。疏水器是蒸汽采暖系統的關鍵設備，需要定期進行檢修維護，以保證其內部沒有堵塞等故障，能夠正常運行。但目前有不少單位忽視了疏水器的作用，不僅沒有定期檢修維護，甚至在停止供汽的期間也沒有對疏水器進行必要的檢測和試驗，認為疏水器只需要按圖紙安裝完畢，就可以一勞永逸了。這種做法導致許多蒸汽采暖系統的疏水器長期處于失效狀態形同虛設，管網末端不熱，回水長期從旁通管經過，造成蒸汽泄漏，四處冒汽。還有些單位干脆沒有安裝疏水器，回水通過管道直接排入下水道，整個蒸汽采暖系統甚至無法形成完整循環，沒有收集回水，更談不上二次利用，造成資源和能源的驚人浪費。

要解決這項問題，首先要提升相關單位和維修人員對疏水器在蒸汽采暖系統中的重要性的認識，并且定期開展針對疏水器的維修檢查工作及時更換損壞的疏水器。同時為了保證疏水效果，除了在總回水管道上安裝疏水器外，還可在每一組散熱設備上均安裝疏水器，在管道沿線一定距離安裝疏水器。并且在使用過程中加強監測，以減少疏水器失效的幾率和影響，保障疏水器充分發揮其功能，提高蒸汽采暖系統的節能效果。

2.4 安裝環節

在蒸汽采暖系統安裝環節容易出現的問題，是施工管理混亂、施工單位技術力量不足和施工人員素質參差不齊。許多采暖系統的安裝單位在施工時選用質量較差的廉價材料，也沒有按照設計圖進行安裝，而是在輸熱管道安裝完畢能夠通汽后即宣告完工，甚至不進行散熱設備的試壓。這些不僅會提高蒸汽采暖系統的泄漏率，加大后期維修的工作量和工作難度，還留下了許多安全隱患，甚至可能誘發較為嚴重的質量安全事故。

要解決這項問題，必須從源頭上加強監管。選擇有資質的施工單位，從人、機、料、法、環各方面有針對性的加強管理，嚴格按設計圖紙及規范施工，加強質量檢驗，保障施工效率和施工質量，在安裝環節沒有隱患為后續的節能工作奠定基礎。

3 結語

蒸汽是蒸汽采暖系統正常運行所不可或缺的“血液”，在目前能源成本越來越高的情況下，如何節約蒸汽，降低成本已經成為相關單位非常關注的重要問題。蒸汽在蒸汽采暖系統中路徑可以拆分為三個環節：輸送、散熱、回收，每個環節都有產生一定的損耗甚至浪費。節約蒸汽就是要根據實際情況來對癥下藥，以達到節能的目的。