供暖系统节能途径

【前言】供暖系统节能途径由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。燃煤锅炉节能 燃煤锅炉的基本构造 组成锅炉的主要部件是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里燃烧，将它的化学能转化为热能，高温的燃烧产物—烟气则通过汽锅受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热、进而沸腾、汽化，生成蒸汽。炉子则是由煤斗、炉排、炉膛、除...

摘要：阐述了供暖系统从热源、管网到末端用户等各个环节可应用的节能技术，指出综合应用这些技术才能获得最大的节能效益。

关键词：供暖系统；节能 ；锅炉 ；管网； 热用户Abstract: This paper describes the energy conservation technology of heating system can be used in all links from the heat source, network to end users, points out that the comprehensive application of these techniques to obtain the energy saving benefits.

Keywords: Heating system; energy saving; boiler; pipeline; heat user

中图分类号： TE44文献标识码：A文章编号：

据统计，目前我国建筑能耗约占全社会总能耗的25%左右，其中北方地区建筑供暖能耗能占建筑总能耗的65%以上，这些地区城市的集中供暖的热源主要以燃煤、燃气锅炉为主，但普遍存在“三高一低”的现象，即热损失高、能耗、电耗高，而热效率低。这就需要我们大力推广和应用供暖节能技术。以下分三个方面阐述供暖系统节能方法和措施。

燃煤锅炉节能

燃煤锅炉的基本构造

组成锅炉的主要部件是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里燃烧，将它的化学能转化为热能，高温的燃烧产物—烟气则通过汽锅受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热、进而沸腾、汽化，生成蒸汽。炉子则是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。此外，为了保证锅炉的正常工作和安全运行，蒸汽锅炉还必须装设安全阀、水位表、高低水位警报器、压力表、主汽阀、排污阀、止回阀等。

燃煤锅炉的节能措施

⑴均匀混合和分层燃烧

为改善锅炉燃烧工况，提高煤的燃烧效率，采用均匀混合和分层燃烧技术。均匀混合技术是在煤仓中加装了混煤器，将传统自由下落的煤通过混煤器改变了流向，形成了平面上的横向移动，使粒度均匀的煤在炉排上有序排列。在锅炉运行时，煤层平整，炉排各部位通风阻力相同，燃烧线同步，形成燃烧的良性循环，达到了升温快和提高锅炉出力的目的。

⑵鼓、引风机变频控制

对鼓风机的控制，首先由温度传感器采集炉膛温度，再通过烟气的含氧量来控制风机转速。鼓风机的变频控制可以调节空气量，保证煤完全燃烧并且减少排烟热损失，提高锅炉效率。

引风机的变频控制与鼓风机的方法类似，控制参数是炉膛压力，使其保持一定的负压。引风机的变频控制可以调节烟气量，同样可以优化锅炉的燃烧状态，提高锅炉效率。需要注意的是引风机的变频控制必须与鼓风机的控制同步进行。

⑶炉排的变频控制

目前，一些燃煤锅炉的炉排采用手动控制，即步进控制。炉排的转速决定了锅炉燃煤的供给量，而燃煤供给量又会影响锅炉的出水温度和供热量。炉排的手动步进控制易导致热量供需失衡。炉排变频控制的基本原理是根据锅炉的出水温度调节炉排的速度，即燃煤供给量与锅炉出水温度对应。如果锅炉实际出水温度过高，则减小炉排转速，反之则增加。

燃油/气锅炉节能

燃油/气锅炉的特点

与燃煤锅炉相比，燃油/气锅炉具有体积小、热效高、排污少、控制方便等优点。按燃气锅炉的结构，可分为干背式和湿背式。干背式锅炉的转烟室是由耐火砖砌筑，在其外面再加一层钢制护板，由于这种转烟室结构没有水的冷却，习惯上称为“干背”。锅炉工作时，由于烟气温度较高，常常会使烟室结构受到损坏。为了克服干背转烟室的缺点，就出现了将转烟室迁入锅壳内并将其全部浸没于水中的“湿背”结构。这种结构既能适应高温，密封性又好，而且体积也比干背式转烟室小很多，因而得到广泛应用。

燃油/气锅炉的节能措施

烟气余热回收

燃气锅炉的烟气温度通常在150℃左右，既包含有显热还有大量水蒸气携带的潜热。可以通过在锅炉烟道上设的冷凝式换热器回收热量。其原理是将锅炉给水与烟气通过板壳式换热器进行热交换，一部分烟气显热传递给水，使烟气温度降至80~90℃。另一部分是潜热，通过水蒸气冷凝成水的相变来实现。两者综合作用效果提高了锅炉给水温度，并使锅炉热效率提高3~8%。

循环水泵变频技术

变频泵是通过改变水泵叶轮转速而调整泵的扬程和流量。其原理是在泵的电机上连接一个变频器，它可以改变电源的频率（通常为50Hz），从而使电机的转速发生变化。在安装变频器的同时，还需要安装相应的控制设备，如在管网末端的压差控制点安装压差变送器，并将数据传到循环泵的控制系统以调节转速。由于水泵的电功率与转速的3次方成正比，因此水泵变频特别是变低频将会节省更多的电能。

大量统计数据表明，泵的容量过大是大多数热力系统中常见的现象。如安装的是定速泵，由于使用阀门节流，泵实际所消耗的电量比在工频下运转要多。装置大泵的原因通常是过多地考虑了安全余量或未来新增用户的需求。在这种情况下，选用变频泵可以灵活地适应系统负荷的变化。

气候补偿系统

室外温度的变化决定了建筑物需热量也就决定了供热量。供热系统的供回水温度应在整个供暖期间根据室外气象条件的变化进行调节，这样就能使锅炉供热量、散热设备散热量和建筑物的需热量相一致。气候补偿系统能确保锅炉房按最佳工况运行。

系统组成包括：①气候补偿器。在气候补偿器中储存有为锅炉房提供的最佳运行曲线，即根据实测的各种参数，计算出供水温度的最佳值，同时控制电动三通阀的开度，使锅炉房出水温度达到计算温度。②两级泵系统。两级泵系统是热源部分为一个循环系统即一次泵系统，外网和用户为一个循环系统即二次泵系统。③电动三通阀。用户的采暖回水有一部分进入三通阀与高温水混合后送到用户。电动三通阀随时调整高温水和采暖回水的阀门开度即混水量，达到所要求的供水温度。④混水器。用户的采暖回水有一部分进入混水器与锅炉出水混合，其主要作用是：提高锅炉的回水温度，防止冷凝水出现；稳定系统压力；混合温度均匀。如图所示：

带气候补偿的两级泵供暖系统图

图中：1—锅炉；2—一次水循环泵；3—混水器；4—二次水循环泵（变频）；5—热量表；6—过滤器；7—旁通阀；8—气候补偿器；9—室外温度传感器；10—供水温度传感器

管网和用户节能措施

管网节能

直埋保温管

预制直埋保温管由钢管、保温层和保护壳组成。钢管可根据技术要求采用焊接钢管和无缝钢管，保温层采用硬质聚氨脂泡沫塑料，保护壳为高密度聚乙烯或玻璃钢。预制直埋保温管具有导热系数低，防水性能好等优点，用这种管材敷设的供暖管网比传统地沟敷设可减少热损失2%左右。

管网平衡阀

理论上供热管网输送能力应确保各热用户的所得到的是设计流量，但由于安装和调试过程中的偏差，以及每栋建筑距热源远近不同，又无有效设备来消除近端环路的剩余压头，使得流量分配不均，常常会出现近热远冷现象，造成热量浪费或不足，降低了供热质量。

为确保各环路的实际运行流量符合设计要求，在管网各环路及建筑物入口处的采暖供水管或回水管上应安装平衡阀，进行水力平衡调试。

用户节能

散热器衡温阀

衡温阀安装在每组散热器的供水管上，用户可根据对室温高低的要求调节并设定室温。该阀属于比例控制器，根据室温与设定值的偏差，比例地、平稳地打开或关闭阀门。阀门的开度保持在相当于需求负荷位置处，其供水量与室温保持稳定。

分户热计量

热量表的原理是通过测量进入用户采暖系统的供、回水温度和流量，计算得出用户所获得的热量。

热量表由三部分构成：①流量传感器，用于测量流经系统的热水流量；②温度传感器，用于测量供回水温度；③积分仪，根据测得的流量及温度数据，通过以上公式计算热量。常用的热量表按流量传感器分有机械式和超声波式。

实施分户热计量，即通过经济杠杆激励用户行为节能，鼓励用户根据实际情况调节散热器的负荷，既减轻了用户用热的经济负担，又使整个供热系统降低了能耗。

结语

供热系统节能是一个复杂的系统工程，需要在热源、管网和末端用户各个环节根据实际情况有针对性地采取节能措施，只有综合应用供暖节能技术，才能获得最大的节能效益。

参考文献：

吴味隆.锅炉及锅炉房设备(第四版).北京:中国建筑工业出版社，2006年

陆耀庆.实用供热空调设计手册. 北京:中国建筑工业出版社，2008年

中华人民共和国国家标准. 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）. 北京:中国建筑工业出版社，2012年