供暖節(jié)能措施探討

楊春慧

1 概述

葫蘆島市集中供熱事業(yè)從20世紀90年代初開始，經(jīng)過20余年的發(fā)展，供熱規(guī)模越來越大，技術(shù)水平逐漸提高，管理日趨現(xiàn)代化，城市集中供熱事業(yè)的迅猛發(fā)展極大地改善了城市環(huán)境，提高了能源利用率，獲得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。但集中供熱在熱網(wǎng)運行管理中，仍存在能耗過高的問題。目前，由于熱網(wǎng)設(shè)計，運行管理等外界條件的差異，使得熱網(wǎng)運行管理方面潛力非常大。

下面分別從水電熱三方面探尋供暖節(jié)能的解決方案。

2 節(jié)水的措施與實施方案

2.1 換熱站內(nèi)的節(jié)水措施與實施方案

冬季供暖期內(nèi)，由于密封不嚴和盤根未緊固造成的漏水現(xiàn)象在各個換熱站內(nèi)時有發(fā)生，尤以補水泵和換熱站內(nèi)老化的閥門最為常見。所以加強換熱站設(shè)備巡檢維修是節(jié)水工作中的重要一環(huán)。另外將水泵的填料密封方式改為機械密封方式也可減少漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 二次管網(wǎng)節(jié)水措施與實施方案

整個二次管網(wǎng)經(jīng)過多年的運行，部分已經(jīng)嚴重老化，失水現(xiàn)象時有發(fā)生。

表1為最近三個供暖期的二次管網(wǎng)失水情況匯總。

表1 二次管網(wǎng)失水情況匯總表

對此我們要在冬季供暖時加強巡檢查漏工作，發(fā)現(xiàn)有失水管網(wǎng)立即組織人員進行搶修，將損失降到最低，同時要做好夏季管網(wǎng)檢修工作，做到防范于未然。實踐證明管網(wǎng)漏點多為點蝕，這和管網(wǎng)水質(zhì)有很大的關(guān)系，因此對水質(zhì)要進行定期檢測，依據(jù)檢測結(jié)果加入相應(yīng)數(shù)量緩蝕阻垢劑，以達到減少管網(wǎng)腐蝕，延長管線使用壽命的作用。

另外在供暖期內(nèi)，個別用戶在室內(nèi)私自安裝閥門、水龍頭等器件進行竊水，對此我們要依據(jù)《市供熱管理辦法》，加強對這方面的稽查工作。

我們的稽查工作者要定期走訪，傾聽群眾反映，發(fā)現(xiàn)違規(guī)現(xiàn)象立即嚴厲處理，并做好處理后的宣傳工作，防止違規(guī)現(xiàn)象的再次發(fā)生。

3 節(jié)電的措施與實施方案

3.1 換熱站內(nèi)的節(jié)電措施與實施方案

冬季供暖期內(nèi)，各供暖總站應(yīng)按照既保證供暖質(zhì)量，又經(jīng)濟運行的方針開展工作，針對室外不斷變化的氣溫，適當?shù)卣{(diào)整換熱站設(shè)備運行參數(shù)，節(jié)約電能。

截至目前，我公司仍有少數(shù)幾座換熱站內(nèi)的循環(huán)水泵為老式的兩用一備，根據(jù)供暖系統(tǒng)的流量—阻力特性曲線，n臺相同型號離心泵并聯(lián)運行狀態(tài)下的總流量，小于相同型號單臺離心泵運行狀態(tài)下的流量的n倍。圖1為單臺水泵和并聯(lián)后水泵流量(Q)、揚程(H)比較關(guān)系。

圖1 水泵并聯(lián)特性曲線圖

從單臺水泵和兩臺水泵并聯(lián)后的流量變化情況來看，循環(huán)泵設(shè)計臺數(shù)一般以一用一備為宜，且老式泵站沒有變頻調(diào)速功能，因此要對老式換熱站進行改造，增加變頻，改兩用一備為一用一備，以達到經(jīng)濟運行，節(jié)約電能的目的。

3.2 二次管網(wǎng)節(jié)電措施與實施方案

改變系統(tǒng)“大流量、小溫差”下的供熱管網(wǎng)運行模式，加強管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)工作，如果系統(tǒng)阻力分配不合理，能量也會白白浪費在克服阻力上。如果系統(tǒng)阻力或流量因為末端調(diào)節(jié)而發(fā)生變化，循環(huán)水泵不能相應(yīng)的調(diào)節(jié)揚程或流量來改變阻力，也會浪費大量電能。所以應(yīng)使循環(huán)水泵的耗電輸熱比(即全日理論水泵輸送耗電量與全日系統(tǒng)供熱量的比值，簡稱EHR)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

一次網(wǎng)和二次網(wǎng)EHR的參考值見表2。

表2 一次網(wǎng)和二次網(wǎng)EHR的參考值

另外減少管網(wǎng)的失水也會在很大程度上避免補水泵的反復啟停，從而節(jié)約部分電能。

4 降低耗熱量的措施與實施方案

4.1 換熱站內(nèi)的降耗措施與實施方案

目前少數(shù)幾座泵站內(nèi)循環(huán)水泵仍為老式的兩用一備，且不具備變頻調(diào)速功能，無法適應(yīng)天氣變化而進行的調(diào)節(jié)工作，所以要加快老化泵站的改造工作。

室外氣溫在一天內(nèi)和一個供暖期中都處于實時的變化中，如果采用單一的流量和溫度進行供暖，勢必會造成室溫過高或過低的現(xiàn)象，所以為保證供熱質(zhì)量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經(jīng)濟合理，就要對換熱站內(nèi)供熱系統(tǒng)進行供熱調(diào)節(jié)。具體措施如下:

針對整個供暖期，將其分為供暖初期、供暖中期和供暖末期，供暖初期和供暖末期室外溫度相應(yīng)較高，對此我們可采用間歇式的調(diào)節(jié)方式，即不改變網(wǎng)路的循環(huán)水量和供水溫度，而只改變每天供暖小時數(shù)的供暖方式來達到節(jié)能的目的。取室外溫度為0℃作為區(qū)分供暖初、末期與供暖中期的標志，并當室外溫度為0℃時進行間歇調(diào)節(jié)，通過計算可得出不同室外溫度下的循環(huán)泵每天的工作小時數(shù)(見表3)。

表3 葫蘆島地區(qū)供暖初末期循環(huán)泵每日工作小時數(shù)

針對一天內(nèi)室外氣溫的變化，我們在供暖調(diào)節(jié)中，可以采用循環(huán)水泵變頻調(diào)速技術(shù)來改變網(wǎng)路循環(huán)水量。據(jù)此繪制室外氣溫與流量曲線指導生產(chǎn)。由于供暖熱用戶與網(wǎng)路采用間接連接，即通過換熱站換熱的方式進行，二環(huán)網(wǎng)路與三環(huán)網(wǎng)路的水力工況互不影響，我們也可以采用改變二環(huán)網(wǎng)路供水溫度和電磁閥開度的方法進行調(diào)節(jié)，即質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)。在實際供暖中“質(zhì)量—流量”的調(diào)節(jié)方式與循環(huán)泵變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)配合使用，并繪制相關(guān)曲線來指導生產(chǎn)。

4.2 室外二次管網(wǎng)的降耗措施與實施方案

4.2.1 減少失水所帶來的降耗

整個三環(huán)管網(wǎng)在供暖運行中，失水現(xiàn)象時有發(fā)生，而所失水量更是帶走相當部分熱量一同流失，我公司目前投入運行換熱站共計27座，2010～2011年度失水量通過表1可查為382385 t。熱量損失為損失那部分水量所帶走的熱量，具體計算為將自來水(5℃)加熱到二次網(wǎng)供暖水溫度(大約55℃)。

相應(yīng)的熱量損失為:

二次管網(wǎng)失水所帶走的熱量損失如表4所示。

表4 二次管網(wǎng)失水所帶走的熱量損失

由此可見，管網(wǎng)老化帶來的熱能損失不容小覷，對此我們?nèi)砸诙竟┡瘯r加強巡檢查漏工作，發(fā)現(xiàn)有失水管網(wǎng)立即組織人員進行搶修，將損失降到最低。同時要組織專業(yè)技術(shù)人員對運行多年的供熱管網(wǎng)進行失水評定，超過失水上限值，及時進行供熱管網(wǎng)的改造。

4.2.2 做好水力平衡所帶來的降耗

專業(yè)設(shè)計人員在進行供熱管線的走向設(shè)計時，盡管進行了必要的水力平衡計算，但是如果缺乏定量調(diào)節(jié)流量的手段，加之城市的發(fā)展所帶來的負荷分配的變化，系統(tǒng)仍然會出現(xiàn)水力失調(diào)，導致室溫冷熱不均，近端過熱，遠端過冷，這種現(xiàn)象在小區(qū)熱網(wǎng)中相當普遍。而運行人員通常會使系統(tǒng)在“大流量、小溫差”條件下運行，這樣就造成了能源的浪費。目前國內(nèi)已有若干技術(shù)措施實現(xiàn)水力平衡，例如安裝平衡閥，應(yīng)用等溫降原理進行水力平衡計算等。

針對我公司實際情況，對水力嚴重失衡管網(wǎng)可選擇安裝平衡閥進行水力平衡調(diào)節(jié)，進而逐步消除冷熱不均和大流量小溫差的不合理運行模式。

4.2.3 供暖管網(wǎng)的保溫帶來的降耗

室外供暖管網(wǎng)的保溫是供暖工程中十分重要的組成部分。為了達到節(jié)能要求，應(yīng)使室外供暖管網(wǎng)的輸送效率達到90%以上。

為達到這一要求，首先要選用新節(jié)能標準的保溫材料，像巖棉、橡塑、聚氨酯都具有較好的保溫性能。其次管道的保溫厚度要依據(jù)《設(shè)備和管道保溫技術(shù)通則》中的要求(見表5)，依據(jù)管徑的大小，保溫層厚度相應(yīng)增大或減小。最后要派站內(nèi)巡檢人員進行定期巡檢，發(fā)現(xiàn)管線有裸露或管線保溫有破損的現(xiàn)象，及時組織人員進行修補。

表5 葫蘆島地區(qū)直埋管道保溫結(jié)構(gòu)尺寸表

4.2.4 間歇供暖帶來的降耗

有些建筑物，如辦公樓、教學樓、禮堂、影劇院等，只要求在使用時間內(nèi)保持室內(nèi)設(shè)計溫度，而在非使用時間內(nèi)，允許室溫自然下降。對于這類建筑物，采用間歇式供暖既可以保證供暖質(zhì)量又可以節(jié)省相當數(shù)量的熱負荷。

4.3 用戶末端降低耗熱量措施與實施方案

目前我市的大部分供暖建筑，墻體的結(jié)構(gòu)保溫性能，門窗密閉性能都不達標，這勢必會造成大量的熱量流失，為此我們可以協(xié)調(diào)有關(guān)部門，加快供暖建筑墻體保溫建設(shè)，使之達到《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》(采暖居住建筑部分)的要求。

5 結(jié)語

以上為我們在熱網(wǎng)運行中采取的一些節(jié)能降耗措施，公司在冬季運行中要逐步提高單位能耗的利用率，把運行環(huán)節(jié)作為節(jié)能的主要突破口，加強運行環(huán)節(jié)中節(jié)能方面的認識、探索與管理，降低供暖運行成本，節(jié)約能源，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

[1]賀 平，孫 剛.供熱工程[M].第3版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2]李善化，康 慧.實用集中供熱手冊[M].北京:中國電力出版社，2010.

[3]周謨?nèi)?泵與風機[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.