集中供熱能耗產(chǎn)生的原因及節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用探討

李臣良 段軍

1.江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 江蘇 南京 210000

2.汕頭中圣科營(yíng)熱電有限公司 廣東 汕頭 515100

集中供熱可以改善我國(guó)目前生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，滿足社會(huì)對(duì)生活能源的需求和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也可以維持生態(tài)環(huán)境的平衡性。隨著我國(guó)城市人口增多導(dǎo)致城市規(guī)模加大，各類規(guī)模的工業(yè)園區(qū)逐漸增加，集中供熱是節(jié)約能源的一個(gè)不二選擇，但是目前工業(yè)耗能量大、成本過(guò)高、效率低、耗能大是目前城市集中供熱過(guò)程中主要存在的現(xiàn)象。

一、集中供熱能耗的產(chǎn)生原因

（一）換熱環(huán)節(jié)的熱量流失

國(guó)家節(jié)能減排的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出，集中供熱過(guò)程中的管網(wǎng)輸送效率在只有達(dá)到90%以上，才能夠達(dá)到國(guó)家安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，但是實(shí)際集中供熱過(guò)程中的管網(wǎng)輸送效率并不能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，只能夠達(dá)到65%左右[1]。

集中供熱的水泵和換熱設(shè)備都比較落后，導(dǎo)致運(yùn)行效率逐漸降低，使這個(gè)環(huán)節(jié)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(shù)和設(shè)備[1]。能耗損失影響了整個(gè)供熱管道中熱汽的質(zhì)量，導(dǎo)致資源嚴(yán)重浪費(fèi)，也阻礙了該城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[2]。

（二）另一種熱量損失方式（非物理性損失）及流量計(jì)選型探討

一個(gè)功能規(guī)劃完整的工業(yè)園區(qū)集中供熱往往采取過(guò)熱蒸汽作為熱能載體，且按照質(zhì)量來(lái)計(jì)量的話，能量損失往往是通過(guò)質(zhì)量損耗來(lái)體現(xiàn)的。質(zhì)量損耗數(shù)據(jù)則來(lái)自于計(jì)量?jī)x表。作為有貿(mào)易結(jié)算性質(zhì)的流量計(jì)關(guān)乎供熱企業(yè)的成本與利潤(rùn)和供用汽企業(yè)之間的公平公正，所以，流量計(jì)選型是工業(yè)供熱中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。市場(chǎng)上常見的流量計(jì)有孔板式流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。其中，渦街式流量計(jì)表和孔板式流量計(jì)表是常選用的，其詳情見表1。

表1 渦街式流量計(jì)表和孔板式流量計(jì)表

例如，位于廣東省汕頭市潮南區(qū)的汕頭市潮南工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園屬于一個(gè)印染企業(yè)集中的工業(yè)園，共有127家印染企業(yè)（其中自建廠房52家，其他小企業(yè)統(tǒng)一入駐通用廠房）。這些企業(yè)主要是通過(guò)蒸汽給口罩帶、女性內(nèi)衣、襪子、紗線、布匹等印染和定型的。熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目公司是這個(gè)園區(qū)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(wèn)題。最直接、有效的措施是：根據(jù)不同的用戶需求選定合適量程的流量計(jì)，以最大限度減少儀表“小流量切除”和“超流量難計(jì)量或少計(jì)量”而帶來(lái)的非物理性蒸汽損失。

二、集中供熱節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)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(guò)利用先進(jìn)的保溫材料增強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)集中供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小、用戶數(shù)量、建設(shè)周期以及材料性能來(lái)選擇性價(jià)比高、導(dǎo)熱系數(shù)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(zhì)量[4]。

（二）采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)降耗

火電廠中的火力發(fā)電機(jī)，在產(chǎn)生電能的同時(shí)，也可以生產(chǎn)出大量的廢熱能量（通過(guò)汽輪機(jī)作功后的乏汽要用循環(huán)水來(lái)冷卻，從而導(dǎo)致部分的能量白白浪費(fèi)），通過(guò)采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)能夠通過(guò)將大量的廢熱能進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換，從而成為有用能源直接提供給熱用戶。熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用能夠提高資源的利用率，提升節(jié)能效率，更好地順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流[5]。為了在集中供熱系統(tǒng)中充分體現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，需要做好以下工作：

安裝維持管內(nèi)阻力平衡裝置。在供熱系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，管內(nèi)阻力具有自我調(diào)節(jié)的作用，可以根據(jù)運(yùn)行情況對(duì)阻力大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，保障能源安全輸送。調(diào)節(jié)后，管內(nèi)阻力還可以保持平穩(wěn)狀態(tài)，能夠使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行[6]。循環(huán)水泵需要嚴(yán)格按照阻力的大小對(duì)管段長(zhǎng)度進(jìn)行確定，如果管段中的壓力過(guò)大，無(wú)法將其全部排放出去，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的水力失調(diào)現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)上述問(wèn)題，專業(yè)技術(shù)人員和工作人員需要及時(shí)采取有效措施對(duì)其阻力進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保阻力維持平和，但是調(diào)節(jié)流程復(fù)雜，難度系數(shù)大，需要反復(fù)調(diào)試，反復(fù)試驗(yàn)才可以確保其阻力的平衡性，易耗費(fèi)大量的人力和和物力[7-8]。

（三）提高供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能效率

首先，優(yōu)化供熱管網(wǎng)的主、支線設(shè)計(jì)。管網(wǎng)主、支干線的設(shè)計(jì)對(duì)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)安全性起著至關(guān)重要的作用，所以需要合理設(shè)計(jì)主干線。在設(shè)計(jì)時(shí)提前考慮到5年或者10年后用熱規(guī)模的增加情況，母管尺寸選擇要放有足夠的余量。另外，在對(duì)支管網(wǎng)的管徑設(shè)計(jì)時(shí)，需要嚴(yán)格按照熱平衡的原理進(jìn)行操作，進(jìn)而提高能源輸送的效率，這符合城市集中供熱能源質(zhì)量所提出的標(biāo)準(zhǔn)和需求[9]。

其次，合理選擇補(bǔ)償器和控制電耗。由于熱力管網(wǎng)會(huì)在熱脹冷縮的狀態(tài)下產(chǎn)生一定的應(yīng)力，所以為了避免出現(xiàn)安全事故，確保系統(tǒng)運(yùn)行和用戶使用能源的安全性，合理選擇補(bǔ)償器和控制電耗。一方面，能夠有效避免安裝補(bǔ)償器可能出現(xiàn)的各種安全隱患，提高設(shè)備運(yùn)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(shè)置地埋管并加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理。由于地埋管有一次投資造價(jià)高、熱損耗大、維護(hù)成本高、容易被用戶暗埋管道偷汽等弊端，所以，建議通過(guò)采取預(yù)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(lái)解決以上的問(wèn)題。另外，當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門要充分發(fā)揮自身的職能作用，加大對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行情況的重視，定期組織相關(guān)工作人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和維修。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，供熱系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間不斷的探索和分析，總結(jié)出最具有價(jià)值的成果，這正是促進(jìn)我國(guó)目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展首要完成的一項(xiàng)任務(wù)。在節(jié)能減排的理念下，要不斷創(chuàng)新，優(yōu)化升級(jí)，確保以往的管理模式能夠符合目前供熱系統(tǒng)安全運(yùn)行的需求和標(biāo)準(zhǔn)，妥善解決能源大量流失問(wèn)題，全面提升我國(guó)能源輸送的效率和質(zhì)量，提高資源的利用率，為推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。