節能技術和措施在集中供熱系統中的運用分析

王克宏 朱寶祥

摘 ?要：本文結合集中供熱系統中節能技術和措施的相關應用問題和原因進行分析，指出在各個設備的應用措施中體現出節能技術和措施的重要意義和作用，以供相關人員參考。

關鍵詞：節能技術;集中供熱系統;運用措施

前 ?言：

取暖是寒冷地區生活的必要條件，供熱行業在我國的國民經濟發展中具有著重要的先導作用，與人們的生活關系密切。在能源保護和環保的問題發展中，國家的重視程度在逐漸提升，目前節約環保已經成為我國基本國策。而對于供熱需求的不斷增加，對于供熱系統的合理與經濟性也有著更高的要求。因此在集中供熱系統中實施有效的節能技術和措施，也是促進我國能源可持續利用與發展的重要保障。

1、集中供熱系統主要存在的問題和原因

1.1鍋爐運行效率低

在目前我國北方地區集中供熱所采取的設備都是小容量鍋爐直供，而鍋爐的實際運行效率一般在80%-90%之間，當計算相關的煤耗量時，采取節能措施可以使鍋爐的運行效率提升0.03個百分點。經過相關的調查與分析，發現其主要的效率低下原因為原煤并沒有經過嚴格篩分和洗選，不能滿足鍋爐經濟燃燒的需求。這樣使用原煤燃燒不僅會損耗大量的熱量，并且長期處于低負荷運行會造成排煙熱損增加，難以提升總體的供熱效率。

1.2管網輸送效率低下

這里所說的管網輸送效率指的是采暖供熱管網所輸送的總熱量，除去管網各個階段的熱損失，在除以其輸送的總熱量。在國家的相關節能要求中需要達到95%，但是在相關近些年的實際測量數據中體現，我國目前的管網輸送效率僅為66%-68%。經過分析得知，其主要的原因在于保溫熱損失較大，并且還存在熱量泄露和失調的因素，尤其是在調控設備失調之后所造成的熱損失更大。

1.3供熱質量不均

在我國的集中供熱系統中，用戶端所使用的一般都是單管順流式供熱系統，并且沒有配備調控設備，導致水力工況出現嚴重的失調問題，每個用戶的供熱量不均勻，甚至有些用戶達不到供熱的實際要求，嚴重影響著居民的生活質量。其中一些供熱單位為了保證每戶的供熱要求和標準，只能以“大流量和小溫差”的超負荷供熱方式進行供熱[2]。如果采取大流量運行方式，不僅會使單位面積的供熱循環流量增加，并且還會引起熱源的回水溫度極度升高，出現遠端供熱不足，但是整體供熱過剩的問題，使整個系統的無效供熱量增加，改變了整個系統的熱力特點。另外缺少有效的調控設備，當居民出差或者長期外出時，會造成室內的能源大量浪費。

結合上述我國集中供熱存在的問題，本文結合節能技術與措施提出在集中供熱系統中的應用，具體如下。

2、節能技術與措施在集中供熱系統中的主要應用

2.1變頻設備的應用

一般在地區內部的鍋爐房設備應用中，消耗較大的電氣設備主要包含水泵和風機，一般占據鍋爐設備總負荷的80%以上，當用戶的熱負荷發生時，鍋爐的負荷量也會隨之變化。而在實際運行期間一般會采用角形成電動執行器來調節風機，并且利用節流閥來調節水流量，這種方式會消耗大量的成本[3]。并且雖然能夠有效控制風機和水泵，但是其轉速一般不會變化，所消耗的電量降低較少。所以在總體的鍋爐房設備中，風機和水泵的節能是重點。同時結合控制程序，利用變頻設備將風機與燃料相互配合，能夠有效控制燃燒風煤比的使用，達到節省燃煤資源的目的。

（1）風機變頻的節能分析。在電機的相關理論中可以明確，三相異步電機的定子每一相的電動勢有效值為 ，其中E表示氣隙磁通在每一相定子中的感應有效值，具有單位為V; 表示定子的頻率，單位為Hz;N表示定子一相繞組的有效匝數;φm代表每一極的磁通量，單位為Wb。結合公式和風機的相似定律分析，可以利用調速方式的節能原理明確流量、壓力、轉速與轉矩之間的關系，具體公式為 。其中ni表示實際轉速，單位為r/s;n0表示額定轉速，單位為r/s;Gi表示實際的流體流量，單位為m3/s;G0表示額定工況下的流體流量，單位為m3/s;Hi表示實際的流體壓力，單位為Pa;H0表示額定工況下流體的壓力，單位為Pa;Pi表示實際電機消耗的軸功率，單位為W;P0表示電機的額定功率，單位為W。明確這些關系之后可以采取變頻器驅動的方案來代替風門的擋板來調節風量與流量，達到節能的效果。

（2）節能效果分析。在上述采取的節能控制中，變頻技術能夠對風機和水泵進行有效的控制。隨著電子電力技術的不斷發展和融入，變頻調速設備的價格在逐漸降低，因此在集中供熱方面有著較為廣泛的應用。結合相關統計，應用變頻調速設備可以節能30%到40%以上。但是需要注意的是，雖然該設備可以有效的節省能源，但是其不能夠無限制的調速，水泵與風機的調速范圍也需要在一定的區間之內，并且會受到其運行的效率和電機壽命的約束。當轉速過低，電機的運行效率也會降低，散熱量增加。因此對于其速度的調節，應當結合電機的具體轉速來考慮，水泵的最小轉速大于額定轉速的50%，不小于額定轉速的30%。

2.2運行管理

在具體的集中供熱節能措施使用中，例如變頻設備或者一些計算機監控系統只是為整個設備節能提供一定的硬件條件，但是具體的節能措施應用應當需要科學的管理來保證，由于鍋爐是一種較容易發生事故的設備，因此我國已經頒發了很多關于鍋爐保護和穩定運行的管理規則和內容，所以在具體的管理中，應當從以下幾個方面實行。

（1）燃煤管理。對于燃煤的選擇要結合不同的鍋爐類型來選擇，并且要滿足各個鍋爐的燃燒要求與標準。另外對于燃煤的處理而言，需要被處理到合適的高效燃燒程度，以此來保證鍋爐的節能運行要求。

（2）末端裝置與壓差控制器的選擇與應用。在供熱計量系統中，行為節能是根據用戶的末端裝置來實現的，因此功能是否可靠的末端裝置是保證其節能效果的重要基礎。同時差壓控制器在整個節能系統中有著極其重要的地位和意義，但是在相關調查中發現，很多差壓控制其質量難以起到有效的自動調節，因此需要供熱企業和單位需要協助用戶科學的選購末端裝置與差壓控制器，以此來保證節能措施與技術的價值體現。

結 ?語：

綜上所述，本文所提到的節能技術與措施在集中供熱系統中應用只是一小部分，還有一些關鍵的技術和管理內容需要人們去應用和執行，如熱泵技術、氣候補償器，或者水力平衡的調試等，特別是現在國家鼓勵大容量鍋爐集中供熱，這些都是保證其節能的重要措施。因此在實際供熱系統運行時，應當結合有效的技術和管理措施來實現節能的效果，為我國能源可持續利用做出保障。

參考文獻：

[1]朱成華.集中供熱系統的節能措施研究[J].長春工程學院學報（自然科學版），2018，19（03）：40-43+54.

[2]汪鴻雁.集中供熱系統換熱站的節能措施探討[J].全面腐蝕控制，2018，32（07）：47-48.

[3]張海龍.集中供熱的安全隱患分析與防治措施[J].住宅與房地產，2018（12）：163.