城市供热节能途径分析

前言

现阶段能源问题已经是制约我国经济发展的重要因素，在北方由于存在冬季供热，能源消耗和节约问题尤为突出，而现在供热能源主要是以燃煤为主，本文主要是论述城市供热能源消耗中的有效节煤途径。

1．供热节能的必要性

我国的煤炭资源探明储量在10000亿吨左右，其中可直接利用的储量为1886亿吨，按现在的煤炭消耗水平，可用220年。燃煤价格逐年上涨，而且涨幅很大，引起供热企业的运行成本增加，为此很多供热企业依靠减少维修改造资金投入的方式弥补，而维修改造投入的减少又带来新一轮的能源消耗的增加，形成恶性循环，给企业发展带来沉重的压力。随着不可再生资源日益短缺，节能己成为科技发展的必然路线。

2．供热节能途径分析

供热系统的组成主要分三部分：热源、热网、热用户，节能将围绕这三个方面展开。

2.1 热源部分节能途径：

2.1.1 现有供热方式主要有以下几种：热电联产、区域集中供热锅炉房、分散小锅炉房。在燃料消耗方面，无论是依据锅炉效率等计算还是实际运行数据来看，三种形式的每立方米供热面积燃煤消耗量关系为：热电联产＞区域集中供热锅炉房＞分散小锅炉房。所以，在条件具备的情况下，大力发展热电联产和集中供热都将是城市供热节能最直接有效的方式。

2.1.2 燃煤供热锅炉的运行节能：

（1）合理配置锅炉，保证供热负荷率及连续运行。现在，在我们的供热工作中普遍存在运行锅炉的供热能力远远高于实际负荷需要的情况，形成运行的“大马拉小车”、锅炉在低负荷区运行的局面。根据锅炉运行特点，锅炉的运行效率随负荷增加而增加，在负荷增加到一定程度后不再增加并开始下降，在负荷率达到70%～100%是最能实现锅炉经济运行的负荷区间，所以锅炉房在配备锅炉设备上，应结合负荷的发展合理选择。另外，冬季供热存在供热期两头用热量小、中间用热量大的特点，所以大多采用是在两头实行间歇供热、中间阶段采用低温常供方式。间歇供热方式存在停炉区段，在起炉时将因进行“暖炉”消耗燃煤发热量而引起燃料的无功消耗。能耗超标主要发生在供热初期和末期，而且越是集中供热锅炉房这种状况还要严重于分散供热小锅炉房，直供的锅炉房要严重于二次转供的锅炉房。所以锅炉房的备用锅炉最好是按初寒期的供热量配备，这样就可具备了可调节性。

（2）保证供热设备设施的先进性、完好率、高效性。

在日常供热运行管理中，供热设备设施是否能维修保养及时到位，老化腐蚀设施是否能及时更新，技术落后低效高能的设备能否及时淘汰都是影响供热节能效果的重要因素。供热设备设施主要存在以下几种易为运行人员忽视的情况：锅炉炉墙保温性能差、漏风散热；烟风道有漏点，引起过剩空气系数大，烟风系统不平衡；水泵、风机叶轮磨损引起效率低下，这些都是引起锅炉运行效率低下的因素。

（3）加强运行调节，保证锅炉热效率的提高。

锅炉的热效率是指输出的有效能与输入的能量之比，通过提高热效率来降低燃料的消耗量，一般情况下，除非经过重大的技术改造，锅炉的实际运行热效率不可能高于设计热效率。所以，提高锅炉的热效率在于保持良好的设备状态，选用合适的煤种或者提高锅炉对实际煤种的适应能力，以及操作人员及时根据工况变化迅速调整运行参数的能力。供热锅炉运行时应根据室外的气温及时调整运行参数，在调整时应保持燃烧工况及水循环的稳定。间歇供热的锅炉应尽量缩短中间停歇时间，停炉时间太长，炉墙散热会使温炉时间增加，造成不必要的浪费。

（4）应用效果显著的新技术、新设备。

根据近几年的运行能耗情况对比，有三项技术在节能减排上效果非常显著。一是分层给煤装置，二是变频控制手段，三是受热面喷涂技术。安装分层给煤装置，可以实现煤层表面的平整或有序，使风煤混合均匀，燃烧充分，对不同燃煤工况下的燃烧，均有办法调整至最佳，增加了锅炉对煤种的适应性。鼓风机、引风机、循环水泵、补水泵安装变频器，通过变频器实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度。变频控制技术的应用，将使锅炉运行调节变得更精确及迅速，对保持锅炉运行工况稳定有着重大的作用。耐高温红外涂料喷涂锅炉换热管及锅筒的迎火面，可以大大降低受热面飞灰沉着，缩短启炉时间，增强换热，降低排烟温度可达5度以上，减少排烟热损失。

2.2 供热管网部分节能途径：

2.2.1 加大管网改造资金投入，保持管网的结构完好，及时更新老化腐蚀管网。管网的敷设现在主要地沟敷设和直埋敷设方式两种。在早期的地沟敷设管道中，一般采用的保温结构形式为岩棉+油毡纸+玻璃丝布刷油，近几年又出现了高压聚乙烯板（管壳）外缠压延膜保温形式。由于管网腐蚀泄漏在初期不易发现，并且岩棉或玻璃丝棉都有较好的吸水性，而外层的保护层又有一定的阻隔水渗出的作用，这样时间久了都极易造成腐蚀情况加剧而不能得到及时维修。因此，检查工作一定要细致，在一些关键部位如阀门接头处、潮湿环境处、弯头三通等连接处都要做仔细检查，并辅以必要的检测工具，如探针等等，做到及时发现及时改造。预制直埋保温管是近几年最常采用的管道敷设方式，这种方式施工方便、工期短、保温效果好，但随着使用时间的延长，也暴露出它的一些问题。预制直埋保温管的腐蚀泄漏常发生在管接头、弯头、三通、膨胀器连接处，这是因为这些部位的保温都是管道安装完毕后现场发泡的，施工质量不太容易保证，如外层保护皮有接缝、缠绕的金属丝也易腐蚀断裂或松动，聚氨酯泡沫现场发泡不饱满，这些都易引起上述部位的腐蚀泄漏。在日常的管网管理档案建立时，对于直埋管一定要将现场发泡的部位做好详尽的记录，发生故障能及时修复。建筑内地沟敷设的供回水干线管道的老化腐蚀也是常为忽视的地方，在上个世纪八十、九十年代，室内供热系统往往采用单管上供下回式或双管下供下回式，敷设时干线管道往往是在建筑物的承重墙边建一小地沟，供水管排水管也在这一地沟内与供热管线共行，这种使用条件造成供热管线腐蚀老化要早于室外或敷设的同期施工管道，泄漏点极不易被发现，并且改造起来涉及住户多，施工难度大，往往供热企业都放弃这一部分的改造。对这一部分的更新改造宜结合供热系统室外管网改造或分户改造同时进行，这样可节约投资，效果也非常显著，并且从根本上解决这一难题。

2.2.2 加强管网系统的可调整性，保持管网的热平衡。根据对多个循环回路分别考察分析结果，由于管网热不平衡，在保证较低回路供热温度情况下，高温回路的浪费热量可达20%以上。在运行中，很多采用大流量小温差运行，实际上这并不能消除系统平衡。一般来说，在正式供热运行前的试供热阶段，就应根据所有热用单位的需热量对管网进行流量分配，既要保证最不利环节的正常供热，又要避免管网前端用户的热量浪费。现在的流量调节手段一般还是通过阀门实现，调控阀门的安装虽然增大了改造投资上和维护管理工作量，但对保证管网系统的热平衡分布有着极大意义，回水混入供水方法也是较为有效的节能办法。

2.3 热用户部分节能措施

2.3.1 建筑的节能改造。老建筑的围护结构和屋面结构的不保温是现有的建筑耗能指标高的主要因素，近几年，国家对老建筑的节能改造极为重视，各级政府也积极给予资金支持。在既有建筑节能改造过程中，除应按相关施工技术标准施工外，还应注意以下事项：围护结构的改造应与供热系统的改造相结合，应根据节能改造方案，重新核算采暖房间的热负荷 当原有室内采暖系统为单管顺流式时，宜改为垂直单管跨越或垂直双管两种形式，并加装平衡阀、自动恒温控制阀和热计量装置，实现分室控温、分户计量。各建筑进户外网应设置供热量控制装置，实现供需平衡，按需供热。

2.3.2 加强建筑内采暖系统调节，保证建筑内部各热用户热量的均匀分配。

3．结束语

建筑能耗指标是能源利用合理性的指标，我国与发达国家的差距极大，节能工作也已成为政府工作的重点，而建筑能耗指标中供热能耗占有70%以上的份额，如何在供热运行中运用节能思想和技术降低供热能耗，已成为当前的迫切任务， 是供热企业经营效益的必然要求。