福建省熱電聯產集中供熱系統的節能技術探究

（福建省福能晉南熱電有限公司 福建晉江 362246）

集中供熱系統是福建省在造紙、皮革、印染等集中供熱工業區建設中的重要基礎設施，對于保證工業生產的用熱需求具有十分重要的作用。隨著技術的進步，熱電聯產已經成為集中供熱系統建設中的重要方式，有效地減少了對環境的污染。不過，目前在熱電聯產供熱系統在生產運行時中仍需要消耗大量的煤炭資源，同時在集中供熱系統的熱能分配以及輸送過程中也會產生一定的能源損耗，因此必須加強對節能技術的研究，并結合本地區熱電聯產集中供熱的實際情況，合理選擇相應的節能技術設備，以減少能源浪費，使能源利用率進一步提高，降低對環境的污染，從而促進造紙、皮革以及印染等行業向綠色低碳、節能環保方向發展，實現社會經濟建設與自然環境的和諧共生。

1 集中供熱系統概述

與傳統的熱電分產供熱方式相比，熱電聯產供熱方式能夠有效上揚熱源供給的穩定性和可靠性。以將燃煤作為熱源的集中供熱系統為例，熱電聯產的能源效率明顯高于熱電分產形式，具體可參見圖1 所示。同時還具有節約能源、減少對環境的污染以及加大電力供應能力等作用，其綜合效益十分突出。但是目前熱電聯產集中供熱系統的綜合能效以及節能效果仍存在較大的提升空間，因此必須積極應用各種先進的節能技術，進一步提高節能效果，減少集中供熱系統的能源損耗，降低系統運營成本。

圖1 以燃煤為例對比熱電分產與熱電聯產的能源效率

2 熱電聯產方式集中供熱系統中節能技術應用分析

2.1 新型保溫節能材料技術的應用

熱電聯產集中供熱系統在熱量傳輸過程中會產生不同程度熱能損失，因此應積極采用新型的保溫節能材料技術，以提高傳輸管道的保溫性能。例如改良無極陶瓷、硅酸鋁棉材料以及聚氨酯直埋技術等，都具有較好的保溫節能效果。

2.2 新型節能涂料技術的應用

在熱電聯產集中供熱系統中，新型節能涂料產品得到了越來越廣泛的應用。特別是具有較強抗高溫、耐腐蝕、抗氧化性能的紅外線納米涂料被作為鍋爐設備的壁身涂料，對延長鍋爐設備的使用壽命具有很好的效果，鍋爐的耐腐蝕性能明顯提高，被腐蝕速度與傳統防腐她涂料相比能夠降低30%左右，客觀上減少了集中供熱系統對資源的消耗，降低了集中供熱系統的運行成本。同時，在鍋爐上涂刷了紅外高溫納米涂料后，在熱平衡試驗中發現，燃氣以及燃煤鍋爐的節能效果也分別提高了1%和2%左右，說明節能涂料技術在熱電聯產集中供熱系統具有很高的應用價值［1］。

2.3 煙氣余熱循環技術的應用

在熱電聯產集中供熱系統中，鍋爐在燃燒后所排出煙氣的溫度通常在95 ℃到135 ℃之間，該余熱源具有很高的熱量。而煙氣回收技術可以將其供熱能力進一步提高。在煙氣回收技術的應用實踐中，煙氣回收裝置大多采用的是金屬材料來對余熱進行回收交換。我國目前比較常用的主要包括熱媒介換熱裝置、回旋式換熱裝置以及導熱管換熱裝置等煙氣回收設備，這些煙氣回收設備可以有效吸收排出煙氣的余熱并對其進行循環利用，將一次回水溫度提高約15 ℃。在此基礎上還發展出了煙氣余熱的深度回收利用技術，能夠對煙氣熱量進行更加充分回收利用，為熱電聯產集中供熱系統節能技術的主要發展方向之一。

2.4 儲熱技術的應用

在熱電聯產集中供熱系統中為了保證全程供熱量的穩定性，減少熱能損耗，應積極應用儲熱技術，利用蓄熱罐來對熱能進行儲備，使其能夠在用熱負荷相對較低時將多余熱量吸收并存儲在蓄熱罐內，并在用熱負荷提高時將其釋放，以個性化滿足供熱需求。儲熱技術在熱電聯產集中供熱系統中的應用可以使供熱系統具有較強的抗干擾能力和運行可靠性，在發生熱泄露等故障時發揮補水供熱的應急處置作用，確保在各種熱負荷條件下的供熱穩定性。

2.5 流量變頻調節技術的應用

流量調節技術需要根據預設的額定標準來對并聯水管內的水流量進行定量調節，不僅需要更大的成本投入，而且需要較長的實踐才能將供熱溫度調節至熱用戶的實際需求值。同時其所采用的循環定速水泵由于需要在一個固定循環水量條件下運行，當其處于低負荷工況下時會對電能造成巨大的浪費，同時也增加了集中供熱系統的運行成本。為了提高熱電聯產集中供熱系統的節能效果，降低能耗，應積極應用變頻調節技術，根據用戶對熱流量的實際需求來對系統進行相應的調節，這樣才能減少對能源的浪費，并優化集中供熱系統的運行成本。在變頻調節技術的實際應用中，可以根據熱電聯產集中供熱系統所需承擔的熱負荷總量來選擇變頻循環水泵容量，且可以結合本地區的實際情況采用多臺水泵聯合工作的方式［2］。在選擇循環供熱水泵時應確保其流量調節范圍能夠適應集中供熱系統的實際需要，且應選擇噪音低、密封性好以及運行效率高的設備類型型號，以降低其在運行過程中的耗電量以及振動，同時應將熱力站的供熱管道管徑適當加大。此外，為了降低熱力站的阻力，應采用臥式循環水泵，并配置相應的旋流除污裝置，以提高運行效率和節能效果。

2.6 灰渣回收利用技術的應用

在熱電聯產集中供熱系統的建設和生產運營過程中，必須提高環保意識，并積極應用節能技術。集中供熱系統所產生的灰渣如果直接排放，不僅會對環境產生嚴重的污染，也是對資源的巨大浪費。因此應積極應用灰渣回收循環利用技術，利用灰渣作為混凝土、建筑保溫材料以及鋪地磚等的原材料，同時一些熱電廠所采用的優質煤在燃燒后所產生的灰渣不僅可以作為砌塊、水泥的生產原料，還可以作為化學添加劑以及很多新型環保材料的摻料［3］。通過對灰渣回收利用技術的應用，可以在提高資源利用率、保護環境的同時，擴大生產單位的經濟效益，具有很高的應用價值。

2.7 阻力平衡技術的應用

在調節熱電聯產集中供熱系統內阻力時，其水力平衡問題是技術難點之一。由于在確定循環水泵揚程時，需要以供熱管網中的最大阻力管段為依據，而一旦相關管段無法及時排除內部壓力，就會造成水力失調現象，這會導致集中供熱系統的熱量分配不平衡，不僅浪費能源，而且還會給集中供熱系統的運行帶來安全隱患。因此，要及時采取相應的集中供熱系統調節技術來調節阻力。在技術應用實踐中，目前是將壓力平衡閥和自力流量調節閥設置在各熱力站以及用戶端，以確保管網內的流量以及壓差復合設計標準。同時，結合在線監控技術，通過建立自動化、智能化的遠程控制系統對集中供熱系統水力平衡進行調節控制。

2.8 多熱源技術的應用

為了提高熱電聯產集中供熱系統的經濟性以及其運行的可靠性，各地區結合自身實際情況加強多熱源技術的應用。通過集中供熱系統熱源的多元化建設來合理進行資源配置，優化集中供熱系統工況，并根據不同終端對熱量的實際需求來供熱量，在保證供熱效果的基礎上提高資源的利用率，減少能源浪費。而且在應用多熱源技術后，集中供熱系統即使有一個或部分熱源出現故障時，仍可以利用其他熱源來維持供熱系統的正常運行，這樣既能夠提高集中供熱系統的經濟性，同時也可以避免系統設備受到損壞。

此外，應加強對熱電聯產所有相關設備的日常管理維護，特別是要對鍋爐以及輸送管道定期進行檢查，并制定科學的停爐保養等措施。在檢查中發現設備存在老化或故障時，應及時進行維修處理或更換零部件，以防止供熱設備出現漏、跑、滴、冒等問題，減少對能源的浪費。同時，還要加強對熱電聯產設備操作人員的技術培訓，確保其操作規范準確，從而減少因人為操作失誤而造成的設備運行故障以及能源損耗。

2.9 在線監控技術及智慧電廠的應用

我國熱電聯產項目的生產過程控制大多采用人工操盤與DCS 自動化控制系統相結合的方式。為了減少熱電聯產集中供熱系統的能源消耗，需要準確掌握系統運行時的各項數據信息，以提高系統調節的合理性，因此應積極應用先進的網絡信息技術建設自動化在線監測系統或在線優化生產工藝工程，對集中供熱系統的運行狀態進行動態監測或監控，及時準確的掌握各項參數，同時對各項數據信息進行存儲以及整理分析，從而為集中供熱系統的控制管理提供可靠的信息基礎。在線監測技術在熱電聯產集中供熱系統中的應用不僅可以提高資源的利用率以及供熱量分配的合理性，而且還可以降低系統運行管理的人力物力成本，使集中供熱系統的經濟性得到明顯的改善，對于提升集中供熱系統的節能效果以及系統運行的安全性、穩定性均能夠發揮重要的作用，在熱電聯產集中供熱系統中具有很高的應用價值。

3 結語

與傳統的熱電分產供熱方式相比，熱電聯產的集中供熱系統在能源利用率以及污染控制等方面均具有較為突出的優勢，已經成為福建省造紙、皮革、印染等集中供熱工業區供熱系統建設的主要發展方向。為了解決在集中供熱系統中仍然存在的能耗較大、資源利用不充分等問題，必須要加強對各項新型節能材料技術的研究和應用。同時要結合不同地區的氣候特點和經濟條件，合理選擇節能技術，以提高集中供熱系統的節能消耗，減少對資源的浪費以及對環境的污染，在改善人民生活居住環境的同時，實現綠色低碳的可持續性發展目標，進一步增強人民群眾的參與感、認同感、獲得感和幸福感。