集中供熱節能降耗措施淺析

陳 爽

（天津市節能協會 天津 300193）

引言

隨著全球二氧化碳排放，溫室氣體猛增，氣候變化是人類面臨的全球性問題。在此背景下，我國作為負責人大國履行國際責任，推動構建人類命運共同體的責任擔當，提出碳達峰和碳中和目標。目前，我國城鎮供暖面積約150 億平方米，隨著居民生活水平日益提高，2030 年將達到200 億平方米左右。在城市建設的過程中，供熱系統的作用日益凸顯，當前，我國城市供熱系統運行成本較高，效率有待提高，同時在運行過程中還會產生較大的能耗，我們需要采取有效的方式對供熱系統進行全面的管理，降低其運行過程中產生的能耗，展現其明顯的節能和環保的優勢，達到節能環保的目的。

1 集中供熱的發展現狀及問題

1.1 集中供熱的發展現狀

據統計，隨著人民物質生活水平的不斷提高，南方供暖的呼聲也越來越高。近些年我國年新增城鎮集中供熱面積約為3 億-5 億平方米。根據研究，到2030 年，我國南方地區分戶、區域供暖用戶數量分別有望達到6500 萬戶、3200 萬戶左右，碳排放潛力分別在2500 萬噸、4500 萬噸以上[1]。因此，供暖行業碳減排的增長空間非常大，是未來實現雙碳目標的重要實施領域。

1.2 存在問題

（1）供熱質量不高

近年來，我國城市集中供熱發展迅速，但存在供熱質量不理想的問題，提高調控設備運行質量和運行水平是高質量供熱的根本保證。常見的問題主要有：熱網按統一的供熱參數向熱用戶供暖，高層和底層的用戶出現供熱不均；建筑物內部存在不同程度水平失調和垂直失調現象，部分房間供熱不均；室內溫度過高的熱用戶只能通過開窗散熱，這就造成了大量熱能浪費，而溫度低的熱用戶還要通過更多地供熱，才能達到適合溫度，長此以往，這種惡性循環造成供熱系統的能源浪費。

（2）運行管理不完善

城市集中供熱系統的運行管理是貫穿整個行業的正常運轉的關鍵。集中供熱系統中采用的是多樣化的供熱方式，其中主要有單管供熱系統和熱水供熱系統等，而城市建筑結構又存在著一定的復雜性，這增加了運行管理的難度，在很多因素的共同影響之下，集中供熱的運行管理工作還是需要不斷的改進和完善，才能充分發揮其節能降耗的優勢[2]。

2 節能降耗技術措施

2.1 熱源方面

我國城鎮集中供熱的熱源形式主要有：熱電廠、集中大型鍋爐房和分散供熱小鍋爐房。此外，還有太陽能、地源熱泵和熱電聯產等多種方式，我們在應用這些方式時，應該結合當地供熱條件和供熱系統的實際運行現狀，提出方案進行全面的比選，最終確定合適的方式。目前熱源生產設備的耗電量居高不下。在耗電設備設計選型時，考慮到熱源設備、熱網和熱用戶的阻力，通常會對鍋爐、鼓引風機、水泵的配置考慮裕量，這就產生了“大馬拉小車”現象。而且現狀一部分水泵等供暖設備不具備根據氣象變化進行調節的功能，這就造成了無謂的用電消耗。為使熱源及相關設備達到合理配置，在選型時要遵循以下幾點。

（1）通過使用先進的軟件對負荷曲線進行分析、計算確定熱負荷后，充分考慮區域現狀供熱范圍及未來區域發展規劃，對鍋爐及附屬設備的類型、容量、型號及臺數進行選擇，優先選擇新型節能設備，通過優化比選，確定最適合的選型。此外還要考慮預留接口和空間；

（2）運行過程中鍋爐受熱面要保持清潔。鍋爐受熱面有積灰或結垢都會影響鍋爐傳熱的效率，定期為維護，保持鍋爐受熱面的清潔，作好清灰除垢的工作，減少熱源的損耗；

（3）合理設置水泵和風機等高耗能設備的規格臺數，配備變頻調速裝置，運行時根據負荷大小可以自動調節設備功率。

2.2 熱網方面

供熱管網是集中供熱系統中連接熱源和熱用戶的重要組成部分，由于管網分級管線較長規模龐大且結構復雜，是供熱系統的重要耗能環節，造成管網能耗較大的主要原因有輸送效率和水力失衡。由于水力失衡，造成冷熱不均，因此要增加水泵的流量，將熱量輸送至末端，這就導致水泵能耗增加；由于一二級管網規模大距離長，系統中循環使用的水量非常大，補水量按0.01%～0.5%計算，補水量仍然較大；此外，由于設計時需考慮裕量，管網管徑設計值也會偏大，導致實際運行時水流量和散熱量加大，補水量和水泵流量更會隨之加大；另外，網管維護不到位，出現跑冒滴漏、老化脫落現象，保溫性能不高。提高管網系統的能源利用率，對實現整個供熱系統的節能運行和節能有效措施落實具有重要意義。針對上述問題，提出解決方案如下。

（1）采用平衡調節技術。使用平衡閥，安裝在各熱用戶的入口回水管道上，克服了供熱管網近熱遠冷的問題，實現熱力管網的水力平衡，保證每個熱用戶的熱流量穩定運行[3]。

（2）優化系統運行方式。優化站內補水系統，增設二級管網流量計優化平衡調整。

（3）供熱管道根據施工條件采用直埋方式時，要防止“穿濕棉襖”的狀況，直埋管宜采用低導熱系數和低吸水率的聚氨酪硬質泡沫塑料進行保溫，并使用防水性能好的材料做保護層，進一步減少供熱管道的熱損耗。

（4）防止供熱系統大量失水。供熱管網一般分為一級管網和二級管網，各級管網規模大且管線長度長，由于長期運行難免會有跑冒滴漏現象，這就會造成一部分失水，需要及時補水保證系統水力平衡，但由于補水溫度低于系統中循環水溫度，需要消耗更多能量進行升溫，如果補水量過大就會造成能耗增加，不利于節能。因此，應盡量防止熱網系統出現大量失水，加強日常檢修，及時更新維護管道，將失水率降到最低。

2.3 熱用戶方面

（1）建筑結構與供熱系統設施方面。既有建筑尤其是一些老舊小區的圍護結構保溫性能差，由于初始設計年代較早，供熱系統的設計與現狀發展不適應，產生了不匹配的現象，在運行的時候表現為水力失調，導致能耗增加。用戶末端的散熱器設置不當，如存在著管徑設計尺寸、散熱器的片數設置不當，這都會影響建筑供熱節能的效果。

（2）人為因素和社會方面。有些住宅存在長期空置的情況，會造成供熱浪費；再比如寫字樓、學校、商場、醫院等部分公共場所在無人使用時持續正常供熱，同樣是一種能源浪費；還有個別熱用戶擅自改裝閥門和散熱器、改接管線路由和設備，不符合供熱系統初始設計的設置，導致整棟建筑供熱水力失衡，導致能耗增加；還有部分熱用戶私自接引二次管網中的循環熱水，導致補水量增加，造成熱能損失。

針對上述問題，首先樹立良好的社會觀念。通過多種社區宣傳和網絡媒體等渠道宣傳節能知識，讓熱用戶了解到自己的個人行為關系到整個區域的能源消耗，從點滴做起控制能源損耗經濟取暖，維護供熱系統平衡穩定。其次，從設施設備安裝角度進行優化改造，大力推廣分戶雙管系統。實施熱表到戶、計量收費，熱用戶可以根據用熱需求分室調節溫度控制熱量消耗，也可以對無人居住的空間自行切斷用熱，節約能源消耗。

2.4 其他方面

近年來，隨著供熱系統大規模節能技改工程的實施，部分地區在缺乏細致調研的情況下，急于開工，沒有充分考慮實際情況就按照統一標準開展改造，而最終的改造效果并不十分理想，對節能效果也有不利的影響。因此，建筑物的節能改造必須從圍護結構和供熱系統兩方面進行，真正實現供熱系統的節能降耗必須考慮系統整體的各個環節，后期改造過程中應總結經驗，因地制宜，一地一策開展針對性的技術改造。

3 節能降耗管理措施

在“碳達峰、碳中和”政策要求下，降低成本、提升能源利用率已經成為供熱管理的重中之重，必須采取全面、全員、全過程的管理和精細化、精確化、精益化的增效措施，促進供熱企業的可持續發展。據此，需要供熱企業采取系統科學規劃、供熱管理創新、優化系統運行、推進計量收費等措施，實現高質量供熱。

（1）建立健全的供熱節能相關的規章制度，加強供熱節能的管理。明確各個崗位責任制，讓供熱節能安全高效的進行。

（2）加強節能培訓，定期組織人員進行節能培訓，通過各種渠道開展節能減排、低碳生活等方面的宣傳活動。

（3）加強供熱能耗全過程監測。建立完善先進的監測系統，對于運行管理中的問題可以及時預判并發現、調整、解決，達到節能減耗的效果，實現綜合管理節能減排。

（4）定期對供熱設備維護與檢修，對于老舊管網及部件進行登記，制定維護檢修計劃，查找隱患，及時更新失效的部件，防止跑冒滴漏現象出現，消除設施安全隱患，保證供熱安全運行，提高設備完好率，降低設備損耗。

結語

隨著科技進步和城市發展，人們對于供熱質量的要求也日益增長，必然會使集中供熱系統消耗更多的能源，當前，碳減排目標是全社會熱議的話題，并且正在逐漸變為具體行動，為了保持我國能源的可持續發展，我們要深挖供熱系統中的節能環節，采取有效措施降低能耗，推動碳達峰、碳中和目標的早日實現。