蒸汽采暖系统的节能问题研究

2019-11-29黄丽

建材发展导向 2019年19期

黄丽

（中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司，陕西汉中 723213）

1 蒸汽采暖系统的概念

蒸汽采暖系统的通常包含三个组成部分：热源、供热管道和散热设备。蒸汽采暖系统，即是指以蒸汽为传热介质，通过蒸汽将热量从热源经由供热管道输送到用户所在的散热设备的供热系统。相比热水采暖系统，蒸汽采暖系统具有如下几个特点：

1）蒸汽采暖系统的热量输送主要依赖输送蒸汽本身的出口压力来完成，根据计算供热管道每输送1 公里长度，蒸汽压降就相应的降低约0.1 兆帕。考虑到我国蒸汽采暖中锅炉房出口蒸汽的初始压力一般在1.3 兆帕以内，而用户所在的散热设备对蒸汽进口压力有一定的要求，因此从热源到用户的距离一般在4 公里范围内。

2）蒸汽随着温度的升高比重越来越小，且在管道中的流速较快、传热效率较高、热惰性较低，因此蒸汽采暖系统相比热水采暖系统的启动和降温速度均相对较快，即常说的热的快冷的也快，更加适用于工业生产建筑或需要间歇采暖的用户。

3）通过热水输送热量的热水采暖系统，在释放热量后水的形态不会发生变化。但蒸汽采暖系统中的蒸汽，在释放热量后形态由蒸汽变成了凝结水，凝结水通过疏水器和管道回收装置到凝结水箱，经水泵加压送入锅炉中重新加热成为蒸汽，供给用户由此形成一个完整的循环。

4）由于释热原理不同，蒸汽的单位放热量要高于热水的单位放热量，其配套的散热设备的传热温差也相对较高。因此在相同面积下，采用蒸汽为介质所需的散热器片数要小于采用热水为介质所需的散热器片数。而散热器造价占采暖系统的比重较大，这就有利于节省安装采暖系统时的初投资。但与此同时，蒸汽散热设备的温度很高通常为150 度左右，很容易造成人员烫伤隐患。

5）如果疏水器或凝结水管道中压力下降的速率快于温度下降的速率，就可能导致部分凝结水重新汽化，形成“二次蒸汽”。提高了蒸汽采暖系统的设计和运行复杂度，使其容易产生“跑、冒、滴、漏”等问题，降低蒸汽采暖系统的经济效益。

6）蒸汽采暖系统在供热时只能采用间歇调节的方式控制稳定，因此容易产生温度波动幅度大、管道内经常存在蒸汽或凝结水及空气。管道运行时容易出现水锤现象及运行噪声大等问题。造成蒸汽采暖系统的管道容易氧化形成腐蚀而降低其使用寿命。

综上所述，蒸汽采暖系统既有优点，也存在缺陷。作为工业生产领域的重要组成部分，在现阶段能源成本越来越高的情况下，在蒸汽采暖系统中高效利用能源进行节能越来越得到人们的关注和重视。

2 蒸汽采暖系统存在的常见问题和节能方法

蒸汽在蒸汽采暖系统中路径可以拆分为三个环节：输送、散热和回收，每个环节都会产生损耗。除此之外，在蒸汽采暖系统的安装环节中，也有可能产生一定的损耗甚至浪费。因此要想做到系统节能，就必须找出蒸汽采暖系统及运行管理过程中可能存在的问题，并结合实际情况进行有效的处理，以达到节能的目的。这些问题和节能方法具体到各个环节，主要表现为：

2.1 输送环节

热力输送环节常见的问题有两种：

1）不重视供热管道的保温工作，散热损失大，直接影响用户采暖温度。做好供热管道，特别是室外管道的保温工作，是做好系统节能的重要工作。由于部分单位不重视管道保温，没有计算管道保温层的合理厚度，也没有按规范进行保温层安装，而是单纯追求低投入高产出，靠经验来处理保温层，造成了部分蒸汽采暖系统在输送环节浪费了大量的热量，产生了高昂的散热损失。要解决这项问题，必须真正认识到管道保温的重要性。在设计时计算热力管道热损失，选定经济合理的管道保温层厚度，在蒸汽采暖系统安装时，选用保温性能好的保温材料按设计的保温层厚度及规范要求的标准进行保温层、保护层的施工及防腐，从根本上杜绝能源浪费的隐患，达到节能效果。

2）送汽方式不科学，影响系统正常运行部分单位特别是部分工业企业基于朴素的节能观念，觉得持续送汽消耗大，从而使用间隔送汽的方式，认为这样能够节约蒸汽。实际上这种不科学的送汽方式会使得输热管道内残留大量积水，在间隔结束后进行送汽时产生水冲击水锤现象，形成应力造成管道连接处出现渗漏等问题。非但不能节能，反而影响了系统的正常运行，造成不必要浪费。要解决这项问题，就需要学习蒸汽采暖系统的运行原理，修正不科学的节能观念，使用合理方法进行能源供应，从而达到节能目的。

2.2 散热环节

散热环节的常见问题是散热设备数量超标。由于许多单位没有计算过准确的建筑物热损失，而是仅仅按建筑面积和热负荷进行估算，因此产生了采暖系统散热设备数量超标等问题。害怕采暖温度不够，单纯凭借经验来确定散热设备的安装数量，也会导致散热设备数量过多的问题。数量超标的散热设备将会过度拉高室内温度，逼迫用户不得不“开窗散热”，这些从窗户散出去的热量就被白白浪费。

要解决这项问题，需要相关单位在安装蒸汽采暖系统前，先严格按照相关设计规范计算出建筑物的热损失，根据计算结果得出性价比最高的散热设备安装方案，根据安装方案进行安装。从而保证均衡供汽，减少不必要的热量浪费，节约蒸汽。

2.3 回收环节

回收环节的常见问题也有两种：

1）没有准确计算凝结水回水量，经验主义是蒸汽采暖系统安装、运行和管理中经常出现的问题，由于过度依赖经验，许多单位在安装蒸汽采暖系统时没有准确计算系统回水量，导致回水管径不是偏大就是偏小。管径偏大管网造价高不经济，管径偏小凝结水回水量小，满足不了锅炉房正常用水，致使锅炉房再加热水量增加，此部分水由冷水软化后进行补给这些不当的回水方式造成能耗增加，形成资源和能源的浪费。

要解决这项问题，必须正确计算凝结回水量并据此选择正确大小的凝结回水管，蒸汽凝结水的回收利用在绿色企业达标中要求必须达到70%，保证蒸汽采暖系统能够正常回水，最大限度地收集回水并充分利用，从而达到节能。

2）忽视了疏水器的作用，疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用热设备及管道中的凝结水，同时能排除系统中积留的空气和其它不凝性气体。疏水器是蒸汽采暖系统的关键设备，需要定期进行检修维护，以保证其内部没有堵塞等故障，能够正常运行。但目前有不少单位忽视了疏水器的作用，不仅没有定期检修维护，甚至在停止供汽的期间也没有对疏水器进行必要的检测和试验，认为疏水器只需要按图纸安装完毕，就可以一劳永逸了。这种做法导致许多蒸汽采暖系统的疏水器长期处于失效状态形同虚设，管网末端不热，回水长期从旁通管经过，造成蒸汽泄漏，四处冒汽。还有些单位干脆没有安装疏水器，回水通过管道直接排入下水道，整个蒸汽采暖系统甚至无法形成完整循环，没有收集回水，更谈不上二次利用，造成资源和能源的惊人浪费。

要解决这项问题，首先要提升相关单位和维修人员对疏水器在蒸汽采暖系统中的重要性的认识，并且定期开展针对疏水器的维修检查工作及时更换损坏的疏水器。同时为了保证疏水效果，除了在总回水管道上安装疏水器外，还可在每一组散热设备上均安装疏水器，在管道沿线一定距离安装疏水器。并且在使用过程中加强监测，以减少疏水器失效的几率和影响，保障疏水器充分发挥其功能，提高蒸汽采暖系统的节能效果。

2.4 安装环节

在蒸汽采暖系统安装环节容易出现的问题，是施工管理混乱、施工单位技术力量不足和施工人员素质参差不齐。许多采暖系统的安装单位在施工时选用质量较差的廉价材料，也没有按照设计图进行安装，而是在输热管道安装完毕能够通汽后即宣告完工，甚至不进行散热设备的试压。这些不仅会提高蒸汽采暖系统的泄漏率，加大后期维修的工作量和工作难度，还留下了许多安全隐患，甚至可能诱发较为严重的质量安全事故。

要解决这项问题，必须从源头上加强监管。选择有资质的施工单位，从人、机、料、法、环各方面有针对性的加强管理，严格按设计图纸及规范施工，加强质量检验，保障施工效率和施工质量，在安装环节没有隐患为后续的节能工作奠定基础。