節(jié)能技術(shù)和措施在集中供熱系統(tǒng)中的運用分析

王克宏 朱寶祥

摘 ?要：本文結(jié)合集中供熱系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)和措施的相關(guān)應(yīng)用問題和原因進行分析，指出在各個設(shè)備的應(yīng)用措施中體現(xiàn)出節(jié)能技術(shù)和措施的重要意義和作用，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)能技術(shù);集中供熱系統(tǒng);運用措施

前 ?言：

取暖是寒冷地區(qū)生活的必要條件，供熱行業(yè)在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中具有著重要的先導(dǎo)作用，與人們的生活關(guān)系密切。在能源保護和環(huán)保的問題發(fā)展中，國家的重視程度在逐漸提升，目前節(jié)約環(huán)保已經(jīng)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(tǒng)的合理與經(jīng)濟性也有著更高的要求。因此在集中供熱系統(tǒng)中實施有效的節(jié)能技術(shù)和措施，也是促進我國能源可持續(xù)利用與發(fā)展的重要保障。

1、集中供熱系統(tǒng)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(qū)集中供熱所采取的設(shè)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(dāng)計算相關(guān)的煤耗量時，采取節(jié)能措施可以使鍋爐的運行效率提升0.03個百分點。經(jīng)過相關(guān)的調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)其主要的效率低下原因為原煤并沒有經(jīng)過嚴格篩分和洗選，不能滿足鍋爐經(jīng)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(wǎng)輸送效率低下

這里所說的管網(wǎng)輸送效率指的是采暖供熱管網(wǎng)所輸送的總熱量，除去管網(wǎng)各個階段的熱損失，在除以其輸送的總熱量。在國家的相關(guān)節(jié)能要求中需要達到95%，但是在相關(guān)近些年的實際測量數(shù)據(jù)中體現(xiàn)，我國目前的管網(wǎng)輸送效率僅為66%-68%。經(jīng)過分析得知，其主要的原因在于保溫?zé)釗p失較大，并且還存在熱量泄露和失調(diào)的因素，尤其是在調(diào)控設(shè)備失調(diào)之后所造成的熱損失更大。

1.3供熱質(zhì)量不均

在我國的集中供熱系統(tǒng)中，用戶端所使用的一般都是單管順流式供熱系統(tǒng)，并且沒有配備調(diào)控設(shè)備，導(dǎo)致水力工況出現(xiàn)嚴重的失調(diào)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(zhì)量。其中一些供熱單位為了保證每戶的供熱要求和標(biāo)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(huán)流量增加，并且還會引起熱源的回水溫度極度升高，出現(xiàn)遠端供熱不足，但是整體供熱過剩的問題，使整個系統(tǒng)的無效供熱量增加，改變了整個系統(tǒng)的熱力特點。另外缺少有效的調(diào)控設(shè)備，當(dāng)居民出差或者長期外出時，會造成室內(nèi)的能源大量浪費。

結(jié)合上述我國集中供熱存在的問題，本文結(jié)合節(jié)能技術(shù)與措施提出在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，具體如下。

2、節(jié)能技術(shù)與措施在集中供熱系統(tǒng)中的主要應(yīng)用

2.1變頻設(shè)備的應(yīng)用

一般在地區(qū)內(nèi)部的鍋爐房設(shè)備應(yīng)用中，消耗較大的電氣設(shè)備主要包含水泵和風(fēng)機，一般占據(jù)鍋爐設(shè)備總負荷的80%以上，當(dāng)用戶的熱負荷發(fā)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(zhí)行器來調(diào)節(jié)風(fēng)機，并且利用節(jié)流閥來調(diào)節(jié)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(fēng)機和水泵，但是其轉(zhuǎn)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(shè)備中，風(fēng)機和水泵的節(jié)能是重點。同時結(jié)合控制程序，利用變頻設(shè)備將風(fēng)機與燃料相互配合，能夠有效控制燃燒風(fēng)煤比的使用，達到節(jié)省燃煤資源的目的。

（1）風(fēng)機變頻的節(jié)能分析。在電機的相關(guān)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(yīng)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(shù);φm代表每一極的磁通量，單位為Wb。結(jié)合公式和風(fēng)機的相似定律分析，可以利用調(diào)速方式的節(jié)能原理明確流量、壓力、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，具體公式為 。其中ni表示實際轉(zhuǎn)速，單位為r/s;n0表示額定轉(zhuǎn)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(guān)系之后可以采取變頻器驅(qū)動的方案來代替風(fēng)門的擋板來調(diào)節(jié)風(fēng)量與流量，達到節(jié)能的效果。

（2）節(jié)能效果分析。在上述采取的節(jié)能控制中，變頻技術(shù)能夠?qū)︼L(fēng)機和水泵進行有效的控制。隨著電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展和融入，變頻調(diào)速設(shè)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(yīng)用。結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計，應(yīng)用變頻調(diào)速設(shè)備可以節(jié)能30%到40%以上。但是需要注意的是，雖然該設(shè)備可以有效的節(jié)省能源，但是其不能夠無限制的調(diào)速，水泵與風(fēng)機的調(diào)速范圍也需要在一定的區(qū)間之內(nèi)，并且會受到其運行的效率和電機壽命的約束。當(dāng)轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合電機的具體轉(zhuǎn)速來考慮，水泵的最小轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速的50%，不小于額定轉(zhuǎn)速的30%。

2.2運行管理

在具體的集中供熱節(jié)能措施使用中，例如變頻設(shè)備或者一些計算機監(jiān)控系統(tǒng)只是為整個設(shè)備節(jié)能提供一定的硬件條件，但是具體的節(jié)能措施應(yīng)用應(yīng)當(dāng)需要科學(xué)的管理來保證，由于鍋爐是一種較容易發(fā)生事故的設(shè)備，因此我國已經(jīng)頒發(fā)了很多關(guān)于鍋爐保護和穩(wěn)定運行的管理規(guī)則和內(nèi)容，所以在具體的管理中，應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面實行。

（1）燃煤管理。對于燃煤的選擇要結(jié)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(biāo)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(jié)能運行要求。

（2）末端裝置與壓差控制器的選擇與應(yīng)用。在供熱計量系統(tǒng)中，行為節(jié)能是根據(jù)用戶的末端裝置來實現(xiàn)的，因此功能是否可靠的末端裝置是保證其節(jié)能效果的重要基礎(chǔ)。同時差壓控制器在整個節(jié)能系統(tǒng)中有著極其重要的地位和意義，但是在相關(guān)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，很多差壓控制其質(zhì)量難以起到有效的自動調(diào)節(jié)，因此需要供熱企業(yè)和單位需要協(xié)助用戶科學(xué)的選購末端裝置與差壓控制器，以此來保證節(jié)能措施與技術(shù)的價值體現(xiàn)。

結(jié) ?語：

綜上所述，本文所提到的節(jié)能技術(shù)與措施在集中供熱系統(tǒng)中應(yīng)用只是一小部分，還有一些關(guān)鍵的技術(shù)和管理內(nèi)容需要人們?nèi)?yīng)用和執(zhí)行，如熱泵技術(shù)、氣候補償器，或者水力平衡的調(diào)試等，特別是現(xiàn)在國家鼓勵大容量鍋爐集中供熱，這些都是保證其節(jié)能的重要措施。因此在實際供熱系統(tǒng)運行時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合有效的技術(shù)和管理措施來實現(xiàn)節(jié)能的效果，為我國能源可持續(xù)利用做出保障。

參考文獻：

[1]朱成華.集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能措施研究[J].長春工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，19（03）：40-43+54.

[2]汪鴻雁.集中供熱系統(tǒng)換熱站的節(jié)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(chǎn)，2018（12）：163.