集中供熱能耗產生的原因及節能降耗技術應用探討

李臣良 段軍

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集中供熱可以改善我國目前生態環境的質量，滿足社會對生活能源的需求和標準，同時也可以維持生態環境的平衡性。隨著我國城市人口增多導致城市規模加大，各類規模的工業園區逐漸增加，集中供熱是節約能源的一個不二選擇，但是目前工業耗能量大、成本過高、效率低、耗能大是目前城市集中供熱過程中主要存在的現象。

一、集中供熱能耗的產生原因

（一）換熱環節的熱量流失

國家節能減排的有關標準提出，集中供熱過程中的管網輸送效率在只有達到90%以上，才能夠達到國家安全生產的標準，但是實際集中供熱過程中的管網輸送效率并不能達到國家規定的標準，據數據統計分析，只能夠達到65%左右[1]。

集中供熱的水泵和換熱設備都比較落后，導致運行效率逐漸降低，使這個環節中所輸送的熱量大量流失，集中供熱需要利用多種新型的技術和設備[1]。能耗損失影響了整個供熱管道中熱汽的質量，導致資源嚴重浪費，也阻礙了該城市社會經濟的發展[2]。

（二）另一種熱量損失方式（非物理性損失）及流量計選型探討

一個功能規劃完整的工業園區集中供熱往往采取過熱蒸汽作為熱能載體，且按照質量來計量的話，能量損失往往是通過質量損耗來體現的。質量損耗數據則來自于計量儀表。作為有貿易結算性質的流量計關乎供熱企業的成本與利潤和供用汽企業之間的公平公正，所以，流量計選型是工業供熱中非常重要的一個環節。市場上常見的流量計有孔板式流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。其中，渦街式流量計表和孔板式流量計表是常選用的，其詳情見表1。

表1 渦街式流量計表和孔板式流量計表

例如，位于廣東省汕頭市潮南區的汕頭市潮南工業循環經濟產業園屬于一個印染企業集中的工業園，共有127家印染企業（其中自建廠房52家，其他小企業統一入駐通用廠房）。這些企業主要是通過蒸汽給口罩帶、女性內衣、襪子、紗線、布匹等印染和定型的。熱電聯產項目公司是這個園區的能源島。降低蒸汽損耗是屬于熱電公司首要解決和處理的問題。最直接、有效的措施是：根據不同的用戶需求選定合適量程的流量計，以最大限度減少儀表“小流量切除”和“超流量難計量或少計量”而帶來的非物理性蒸汽損失。

二、集中供熱節能降耗技術應用分析

（一）降管損之選用新型保溫材料及工藝

建議采取新材料和新保溫工藝減少管道散熱損失。通過利用先進的保溫材料增強管道保溫的性能，提升管道抗寒、防濕的作用[3]。例如：硅酸鋁纖維氈、高溫錫箔反射層、雙層納米納米氣囊等新型材料的綜合利用，見圖1。

圖1 架空管道保溫圖

然而，實際應用中需要根據集中供熱系統的規模大小、用戶數量、建設周期以及材料性能來選擇性價比高、導熱系數較小的保溫材料作為保溫層的主要材料，這樣可以全面提高管道保溫的性能，提升熱汽輸送的質量[4]。

（二）采用熱電聯產技術降耗

火電廠中的火力發電機，在產生電能的同時，也可以生產出大量的廢熱能量（通過汽輪機作功后的乏汽要用循環水來冷卻，從而導致部分的能量白白浪費），通過采用熱電聯產技術能夠通過將大量的廢熱能進行熱轉換，從而成為有用能源直接提供給熱用戶。熱電聯產技術的應用能夠提高資源的利用率，提升節能效率，更好地順應時代發展的潮流[5]。為了在集中供熱系統中充分體現熱電聯產技術的應用價值，需要做好以下工作：

安裝維持管內阻力平衡裝置。在供熱系統運行過程中，管內阻力具有自我調節的作用，可以根據運行情況對阻力大小進行調節，確保系統能夠正常運行，保障能源安全輸送。調節后，管內阻力還可以保持平穩狀態，能夠使系統安全、穩定的運行[6]。循環水泵需要嚴格按照阻力的大小對管段長度進行確定，如果管段中的壓力過大，無法將其全部排放出去，就會出現嚴重的水力失調現象。一旦出現上述問題，專業技術人員和工作人員需要及時采取有效措施對其阻力進行調節，確保阻力維持平和，但是調節流程復雜，難度系數大，需要反復調試，反復試驗才可以確保其阻力的平衡性，易耗費大量的人力和和物力[7-8]。

（三）提高供熱管網系統節能效率

首先，優化供熱管網的主、支線設計。管網主、支干線的設計對供熱管網系統安全性起著至關重要的作用，所以需要合理設計主干線。在設計時提前考慮到5年或者10年后用熱規模的增加情況，母管尺寸選擇要放有足夠的余量。另外，在對支管網的管徑設計時，需要嚴格按照熱平衡的原理進行操作，進而提高能源輸送的效率，這符合城市集中供熱能源質量所提出的標準和需求[9]。

其次，合理選擇補償器和控制電耗。由于熱力管網會在熱脹冷縮的狀態下產生一定的應力，所以為了避免出現安全事故，確保系統運行和用戶使用能源的安全性，合理選擇補償器和控制電耗。一方面，能夠有效避免安裝補償器可能出現的各種安全隱患，提高設備運行的安全性；另一方面，能夠有效控制電能損耗，提高能源的利用率，避免大量能源流失[10]。

再者，減少設置地埋管并加強運營管理。由于地埋管有一次投資造價高、熱損耗大、維護成本高、容易被用戶暗埋管道偷汽等弊端，所以，建議通過采取預制保溫地埋管（降低熱能消耗）和盡量采取架空輸送管道等方式來解決以上的問題。另外，當地政府和相關部門要充分發揮自身的職能作用，加大對管網系統運行情況的重視，定期組織相關工作人員對其進行維護和維修。

結束語

綜上所述，供熱系統在運行過程中要想實現節能減排的目標，需要經過長時間不斷的探索和分析，總結出最具有價值的成果，這正是促進我國目前社會經濟發展首要完成的一項任務。在節能減排的理念下，要不斷創新，優化升級，確保以往的管理模式能夠符合目前供熱系統安全運行的需求和標準，妥善解決能源大量流失問題，全面提升我國能源輸送的效率和質量，提高資源的利用率，為推動我國社會經濟的發展奠定良好的基礎。