熱電聯(lián)產(chǎn)在集中供熱改造中的節(jié)能分析

杜妍軍 郭相敏

摘要：熱電廠作為集中供熱必不可少的部分，其作為公益性的基礎(chǔ)設(shè)施可以顯著地提升人民生活質(zhì)量，建設(shè)熱電廠有利于提高能源的利用率，治理大氣污染。目前我國燃料供應(yīng)以及能源利用主要是以煤炭為主，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要設(shè)施，具有顯著的環(huán)保及節(jié)能效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn);供熱系統(tǒng);節(jié)能技術(shù)

1、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組集中供熱的發(fā)展背景

熱電聯(lián)產(chǎn)是指同一發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用汽輪發(fā)電機(jī)做過功的蒸汽對用戶供熱的生產(chǎn)方式。即電能、熱能生產(chǎn)合為一體的工藝過程。相對于只生產(chǎn)電能或熱能的方式，熱電聯(lián)產(chǎn)可將熱效率提高到85%，更節(jié)約燃料。具有更高的節(jié)能降耗作用。該技術(shù)是能源節(jié)約及合理利用的重要方式。是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要技術(shù)手段。熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)作為能源行業(yè)的重要用能形式，得到世界各國能源行業(yè)專家的認(rèn)可。各國的法律及政策都給予高度的支持。經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使得熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的實(shí)施進(jìn)度和范圍相應(yīng)提高，集中供熱是社會(huì)物質(zhì)文明和精神文明的進(jìn)步的重要表現(xiàn)。我國約有50%的城市采用了集中供熱設(shè)施，北方城市供熱普及率相比較南方更高，超過35%。在多種集中供熱方式中，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱占比超過63%，其次為鍋爐房供熱，約占35%。國家后續(xù)陸續(xù)出臺(tái)一系列支持政策和措施。由此，降低能源消耗、減少排放，提高能源利用率，是我國各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中必須考慮的問題。

2、熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.1、合理應(yīng)用超聲波流量計(jì)，應(yīng)用比例調(diào)節(jié)技術(shù)

目前應(yīng)用超聲波流量計(jì)比例調(diào)節(jié)技術(shù)主要是通過兩個(gè)并聯(lián)水管中水流量正負(fù)范圍基本標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo)準(zhǔn)中要確保管中流量保持不變。比例調(diào)節(jié)技術(shù)對技術(shù)人員綜合素質(zhì)要求較高，需要發(fā)揮超聲波流量計(jì)應(yīng)用價(jià)值，實(shí)際投入的成本較大。還可以應(yīng)用變頻技術(shù)對管內(nèi)流量進(jìn)行調(diào)控，通過變頻技術(shù)對管內(nèi)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)主要是通過變頻機(jī)器對水量進(jìn)行控制，對水管水量情況進(jìn)行控制，及時(shí)采取調(diào)節(jié)控制措施，降低能源損失。

2.2、發(fā)揮集中供熱系統(tǒng)在線監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

集中供熱會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題，隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，目前各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)能夠得到有效保存。通過對此類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠全面提升集中供熱節(jié)能效率。集中供熱在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對供熱狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門提供信息化服務(wù)。實(shí)際運(yùn)行能夠全面提升供熱系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性，獲取的能源效益較為明顯。集中供熱在線監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行能夠全面提升集中供熱自動(dòng)化發(fā)展水平，提升供熱效率，降低供熱運(yùn)行成本，滿足廣大用戶生產(chǎn)生活用熱需求。此系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行還能節(jié)約較多人力、物理，對供熱工作進(jìn)行指導(dǎo)，從而提升集中供熱運(yùn)行管理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)展目標(biāo)。

2.3、安裝維持管內(nèi)阻力平衡的裝置

在供熱系統(tǒng)中管理阻力能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是通過調(diào)節(jié)之后不能確保管中阻力保持平衡。循環(huán)水泵揚(yáng)程要根據(jù)阻力較大的管段進(jìn)行確定。如果相關(guān)管段中存在的氣壓不能有效排出，將會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)問題發(fā)生，供熱系統(tǒng)供熱不均勻。產(chǎn)生此類問題之后相關(guān)技術(shù)人員要通過人工措施來進(jìn)行調(diào)節(jié)，促使阻力平衡，但是實(shí)際調(diào)試過程復(fù)雜程度較高，在反復(fù)調(diào)試過程中會(huì)消耗較大人力與物力。所以當(dāng)前需要采取相應(yīng)措施確保水力平衡，在各個(gè)用戶系統(tǒng)中安裝平衡閥，對阻力進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保管網(wǎng)各段保持水利平衡。通過應(yīng)用平衡閥具有良好的調(diào)節(jié)功能，能夠優(yōu)化供熱管網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。技術(shù)人員需要應(yīng)用平衡閥對阻力進(jìn)行控制。

2.4、提升供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能效率

熱水管網(wǎng)的在主干線設(shè)計(jì)過程中需要結(jié)合實(shí)際要求選取管徑較大的管網(wǎng)，水力運(yùn)行情況良好。支管網(wǎng)根據(jù)熱平衡原理來確定管徑，然后從設(shè)計(jì)角度確保管網(wǎng)運(yùn)行平衡，能夠防止出現(xiàn)水力失調(diào)問題。熱力管網(wǎng)由于熱脹冷縮產(chǎn)生應(yīng)力，需要降低固定墩與補(bǔ)償器安裝。采取無補(bǔ)償直埋技術(shù)，這樣能夠消除補(bǔ)償器安裝造成的安全隱患，還能對電能損耗問題進(jìn)行有效控制。熱水管網(wǎng)直埋地下通過預(yù)制保溫管能夠?qū)崃肯膯栴}進(jìn)行控制。直埋熱網(wǎng)熱效率較高，架空和地溝敷設(shè)熱損大于10%，保溫層破壞嚴(yán)重，熱損失會(huì)擴(kuò)大。相關(guān)部門要定期組織技術(shù)人員對管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行維修，防止發(fā)生漏水事故。在原有管網(wǎng)中設(shè)有分支閥門，熱網(wǎng)水力失調(diào)會(huì)導(dǎo)致耗電問題發(fā)生。系統(tǒng)水利失調(diào)會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)近端用戶出現(xiàn)受熱不均問題，此時(shí)需要調(diào)節(jié)管網(wǎng)。如果閥門難以進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以將節(jié)流孔板布設(shè)在供水管上，能夠?qū)ψ枇p失問題進(jìn)行控制。

3、節(jié)能技術(shù)在熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

3.1、煙氣余熱回收技術(shù)

鍋爐排出的煙氣溫度大致在95℃～135℃，可以作為熱量很高的余熱源。通過回收煙氣余熱可以提高熱源2%以上的供熱能力。世界上很多國家均使用金屬熱交換材料作為煙氣余熱回收裝置的主要材料，目前市面上最常見的煙氣余熱回收裝置有回旋式換熱器、導(dǎo)熱管換熱器、熱媒介質(zhì)換熱器等，通過這些裝置可以將排出的煙氣溫度吸收再利用，提高一次回水溫度15℃以上。除此之外，一些高水平的科研機(jī)構(gòu)還提出了深度煙氣余熱回收技術(shù)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該項(xiàng)技術(shù)的使用可以回收更多煙氣中的熱量。

3.2、地溝型聚氨酯預(yù)制保溫管技術(shù)

地溝型聚氨酯預(yù)制保溫管的構(gòu)成包括鋼結(jié)構(gòu)件、高密度聚乙烯外殼和聚氨酯保溫層。這3種材料組成的整體結(jié)構(gòu)能在很大程度上減少地溝等惡劣環(huán)境浸泡下的損壞，并且能很好的保持原有性質(zhì)，除此之外，其連接接縫的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)的管道連接方式。在實(shí)際使用中，有效地減少了由于管道鋪設(shè)原因帶來的管網(wǎng)熱損失，且鋪設(shè)簡單，維護(hù)成本較低，大大減少了施工周期，提高施工作業(yè)的安全性。

3.3、新型保溫材料技術(shù)

為了減少熱源輸送至用戶處過程中的熱量損失，供熱公司不斷引進(jìn)新型保溫材料制作成的傳輸管道，大多數(shù)為硅酸鋁棉和改良后的無極陶瓷制成。這2種材料無異味，無毒副作用，可以根據(jù)需要制成不同直徑、長度的供熱管道以及各種形狀的保溫瓦塊等，這2種材料制成的保溫制品，不僅降低了熱損耗，在價(jià)格上也更便宜。

3.4、紅外線納米節(jié)能涂料技術(shù)

由于紅外線高溫納米材料具有耐氧化、耐腐蝕、抗高溫的特點(diǎn)，部分研究機(jī)構(gòu)利用紅外線高溫納米材料作為原料制成涂料，通過在鍋爐壁上涂上該涂料來延長鍋爐使用時(shí)間，通過熱平衡測試結(jié)果表明，燃?xì)忮仩t在刷節(jié)能涂料后節(jié)能約1%，燃煤鍋爐節(jié)能約2%。涂刷紅外線高溫納米節(jié)能涂料后，與涂刷普通防氧化腐蝕涂料相比，鍋爐的腐蝕速度減緩大約30%，極大地減少了替換鍋爐帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

結(jié)束語

總而言之，供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是長期發(fā)展工作，也是我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要目標(biāo)，當(dāng)前需要在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，改進(jìn)原有的管理方法。對供熱系統(tǒng)采取調(diào)整措施，提升工業(yè)化生產(chǎn)鍋爐燃燒效率，優(yōu)化換熱站運(yùn)行方式，降低熱損失，提升供熱效率。此外，需要組織技術(shù)人員對供熱終端加強(qiáng)管理，對供熱終端水循環(huán)進(jìn)行控制，控制循環(huán)中的熱損失問題，全面提升供熱效率，為我國供熱系統(tǒng)長遠(yuǎn)發(fā)展提供有效動(dòng)力。

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