城市集中供暖中节能技术的运用措施分析

2023-11-11朱剑丽

建材发展导向 2023年19期

关键词：供热

朱剑丽

(太原市热力集团有限责任公司小店第二供热分公司，山西太原 030000)

新时期下我国社会经济快速发展，城市化进程持续加速，人们的物质生活水平显著改善，对生活品质提出了更高、更多的要求，这使城市供暖成为了一个社会性问题。对于特别寒冷的城市，集中供暖过程中能耗很高，为了实现全区域供暖达标及平衡，并将能耗量降到最低，在整个区域内一定要加大节能技术的应用力度[1]。供暖节能技术措施实施过程中不同单位之间要加强配合，最大限度地调动供暖有关单位参与的积极性，极大先进节能技术的引进力度，有针对性地改造集中供暖系统的材料，进而取得最为理想的节能减排效果，为城市的健康、持久发展做出更多的贡献。

1 城市集中供暖系统的概述

城市集中供暖主要是对于北方地区城市，因为冬季气候寒冷必须在住宅建筑内安装供暖设备，推行城市集中供暖策略，进而更好地满足人们正常开展生产生活活动的需求，促进城市社会经济稳定发展。和普通的大型汽轮发电组相比较，集中供热供暖使用的供热机组效率处于更高的水平，这就预示着在资源量相等的工况下，集中供暖的效率更高，相同的道理，集中供暖还能节省下很多燃料，增加能源的利用率。但是客观上讲，城市集中供暖系统不管是建设还是运行过程中均会耗用大量的资源能源，那么这就要求相关部门在开发与利用城市集中供暖系统时，不仅要考虑到用户的经济利益，也要着重分析建筑的节能技术，进而使集中供暖系统运行过程中节约下更多的能源资源，更好地落实国家绿色环保政策，在城市集中供暖领域充分体现出节能技术的应用效能。

2 城市集中供暖现状及存在的问题

2.1 节能技术还有很大的优化空间

尽管在国家政策的引导下，近些年城市集中供暖系统在各地已经全面普及，但是在节能技术应用方面体现出了明显的滞后性，传统落后的节能理念及技术应用已经成为影响集中供暖综合效果的主要因素。其原因主要体现在如下两个方面：1)关于节能装置的配备问题上，各个环节的设计方案还有很大的改进、优化空间。建立及运行城市集中供暖系统的宗旨是使城市每一名住户均能正常使用热能，为了实现以上目标，相关部门应持续加大供暖管道、水循环技术等的改造力度。但是现实中很少能做到这一点，部分供暖管道因为常年失修不仅造成热水循环供暖效率显著降低，也降低了广大用户的使用效率及安全性；2)关于节能技术的应用问题上，很多城市集中供暖技术长期没有更新，使供暖系统在节能化发展进程中可谓是步履艰难，甚至部分供暖公司对集中供暖节能理念还没有形成正确认识，错误地把节能工作的重点放置在产热能的资源优化方面，而没有重视本体热能产量的提升，以上均会使城市集中供暖在发展过程中体现出明显的滞后性[2]。

2.2 供热系统水力失调

供热系统水力失调是各地城市集中供暖过程中普遍存在的一大现实问题，主要体现在如下两个方面：1)城市集中供暖的水源由总线路至支线路双向流通的过程中出现失衡现象，最后造成供热用户取得的供热温度有一定偏差，供热不均的现象随之出现，如果不能及时处理这一现实问题，那么势必就不能较好地满足广大用户的供热需求，影响其正常开展生活、工作活动等，降低用户的供暖体验，甚至会和所属供暖公司产生矛盾、纠纷等；2)城市集中供暖系统在持续循环的过程中水源量容易出现减少的情况，这主要是因为大部分城市集中供暖管道铺筑在地下，维修作业量庞大并且执行难度较高，不利于定期组织专业维修活动；除此之外，为了规避部分居民直接截用供暖管道内循环的热水，一些供暖公司会将部分化学溶剂添加至管道水内，不利于水资源的再利用，就会造成每年由于供暖而浪费掉大量的水资源。以上均是供热系统水力失调问题的根源。现在现实生活中，由于供暖问题产生的纠纷事件比比皆是，供暖公司应快速编制问题的处理方案，只有这样才能及时解除企业和用户之间的矛盾，建立良好关系，促进城市集中供暖系统的正常运行。

2.3 管理体系尚不完善

管理体系不完善是城市集中供暖运行过程中暴露出的一个重大问题。1)节能各个环节操作管理体系不完善，城市集中供暖的企业运营规模大小不一，特别是对于部分中等规模的供暖公司而言，因为更新节能装置的成本较高，并且受用户数量等客观因素的制约，他们在节能技术设备投入与产出方面不能成正比，以致长期以来集中供暖节能只是纸上谈兵，没有实际行动，节能管理工作更是没有头绪，对供暖公司全面落实节能技术措施会产生明显的制约作用；2)迄今为止很多供暖公司没有建立一个完善的监督管理体系，在整个供暖季，很多供暖技术人员在节能技术应用方面不能根据严格的操作标准及要求去执行，基本上是结合主观想法及实践经验等去操作，必然无法取得理想的节能效果[3]。城市供暖公司应高度重视既有管理体系不完善这一现实问题，立足于实际及时改善，以持续增加节能技术操作行为的规范性、有效性，引领供暖公司真正践行可持续发展路线，创造出最为理想的综合效益。

3 城市集中供暖中节能技术的运用措施

3.1 基于智能化节能实现可持续供暖

新时期下，越来越多的供暖公司认识到节能技术用于集中供暖领域的重大意义，为了彻底解决供暖实践中节能技术优化相关问题，供暖公司陆续加大了节能设备建设投资力度，逐渐更新了供暖技术，在节能方面循序渐进地提升管理的智能化水平。对于供暖公司而言，节能技术应用的智能化水平是达到可持续化供暖目标的重要基础。在整个供暖季，持续且有效地优化节能设备，进而大幅度提升节能供暖效率与效果。为了达成以上目标，很多供暖公司在锅炉房内引进了智能化操作系统，在温度控制、煤炭投放等诸多环节均实现了智能化，一方面减少了劳动力投入，使工作效率及质量得到更大保障，使广大用户获得更良好的供暖供热体验。节能化节能不应只是体现在供暖重要环节使用相关技术方面，也要涉及管理范围，以辅助全面提升管理效率。近些年，国内很多大型供暖公司更新了全套节能装置，对于中小型的供暖公司而言，短期内很难实现，后续应持续加大节能设备的建设力度，逐渐提升集中供暖系统的节能水平。

当前，煤炭依然是城市集中供暖所消耗能源资源的主要类型，即煤炭是集中供暖的主要热源。供暖公司为了提升集中供暖的节能水平，合理应用智能化热源技术是有效途径之一。智能分层给煤燃烧技术和变频调速技术均属于热源节能技术的范围。智能分层给煤燃烧技术就是在供暖期间，结合燃煤炉的燃烧状态进行自动化给煤，实现分层燃烧，分层燃烧不仅能促使煤炭充分燃烧，且燃烧过程中的排烟量明显减少，增加煤炭的利用率，节省不可再生资源。分层给煤燃烧技术应用过程中配合使用适宜的锅炉与配风量有助于降低设备故障问题的发生率，以进一步提升燃煤锅炉的供热效率[4]。对于变频调速技术而言，该技术运用的是参数控制形式，即运用计算机设备与信息化系统协同收集有关参数信息，处理信息并运算出最适宜的温度及负荷量参数，随后再用有关软件去调控变频器的运行状态，以取得最理想的运行效率。合理应用变频调速技术能精准有效地调控锅炉运行流量、温度及压力等指标，进而使供热、供暖效率得到更大的保障，利用最少的资源能源拓展供热范围，取得最理想的效益。

3.2 调整供热系统水力平衡

对于供热系统水利平衡的控制，要从如下几方面加强控制：1)持续提升供热管网的设计水平，即具体设计实践中要精准运算出水力平衡，选用最适宜的管径及水泵，减少或规避后续运行期间出现水力失调的情况；2)加大施工监管力度，推行工程质量终身责任制，严格监督管理现场施工过程，督导所有工人严格依照设计图纸进行施工作业，针对那些因施工条件制约而不能依照图纸施工的情况，需要获得工程设计人员进行设计变更以后，根据变更内容合理组织后续施工活动；3)及时维护更新供热管网破损、腐烂锈蚀的管道以及管道中失灵或者损毁的阀门附件，从基础环节却不集中供暖水力平衡，促进系统的安全经济运行过程。

关于供热系统水力平衡的调控方法，主要包括如下几种[5]：1)模拟分析法(CCR法)：基于流体网络理论，在计算机系统上模拟供热过程，快速、精准地预测供热管网各段参数的相互影响及制约情况，以此为据编制最为合理的初调节方案，随后在现场进行实时调节；2)温度调节法：实质上就是调控各供暖用户的流量大小，通过这种方式使各热用户的供、回水平均温度实现一致，进而确保供暖区域内热用户室内温度相同。站在理论层面上分析，建筑物室内温度与供回水平均温度两者之间存在着较为简单的对应关系，当系统处于平衡工况下时，如果供回水平均温度等同，那么建筑物室内温度固然一致。现实中，供暖管路的长短几保温效果影响着温度高低。在整个供暖期间，要始终维持流量及供水温度固定不变，当回水温度不再有波动时，此时就可以认定整个集中供暖系统已经处于热力稳定状态；3)自力式调节法：自力式流量控制阀的作用对象为流量，现实中可以通过人工手动的方式设置流量大小。如果管网压力改变造成通过阀门的流量明显增大时，阀门的张开度会自动减小，此时通过阀门的流量也随之减少，相反的，阀门张开度自动加大，能较好地维持流量大小的恒定性，这就预示着运用自力式流量控制阀的重点是设定好流量，可以尝试依照供热系统总循环量和各建筑的热负荷分别运算出各建筑的相应流量，这种方法有实施简单。适用于定流量系统等优点。

3.3 建立健全供暖管理体系

3.3.1 提升保温以及管网输送效率

理论上讲，应将室外管网输送热效率维持在90%以上，为了达成以上目标，在建设城市集中供暖系统时要选用哪些较优质的保温节能材料，并推行相配套的维护管理方案，规避其后续使用期间局部出现破坏、水浸等问题，延长使用寿命，创造良好的效益。而怎样提升保温、管网输送效率，这是城市集中供暖运行中的一大难点，可以尝试从如下几方面着手：1)在铺筑室外网管环节中，如果发现被地下水淹没的热网主、支干线小室，则要第一时间采用堵漏措施，考虑到成本因素，可以选择膨胀橡胶作为密封材料进行封堵，通过这种方式能在后期有序规避地下水通过穿墙套管渗入小室中浸泡局部管道的情况。针对热网内所有裸露在空气内的补偿器芯，技术人员还要对其采取保温措施；2)参照国标《设备及管道保温设计导则》当中的经济厚度计算公式合理确定管道保温层的厚度，通过这种方式使保温、管网输送效率得到更大的保障。

3.3.2 加大先进技术的引进力度

城市集中供暖节能设计中应充分应用各类先进技术，这就对工程设计师的专业能力及设计理念等提出更高的要求。在开展设计工作时思维要灵活，立足于城市现实情况设计采暖、加热及传输系统，真正实现因地制宜，优化设计。引进先进技术是一个循序渐进的过程，需要设计团队人员加强学习与交流，供暖公司要积极组织培训活动，以持续提升设计师的专业设计能力，掌握更多的先进理念与技术。

太阳能辅助加热是最近几年发展起来的节能技术。在环境污染日益加重的背景下，太阳能作为一种节能、环保、绿色的可再生能源，在社会各个行业内均有广泛应用。太阳能技术即能应用太阳的能量与光为家庭、商业或工业提供热量、照明、热水、电机制冷。太阳能作为太阳能中央热水系统的主要来源，可以和其他能源配套使用，在运行稳定性、自动化等方面均占据优势，用于集中供暖领域实现了无烟气排放，减少了热水成本，节约大量能源。结合不同用户的现实情况，在方案规划设计、供热设备选型及工程施工等方面提供专业化一站式服务[5]。

3.3.3 供暖热负荷指标

首先，合理评估供暖建筑物的热负荷，基于公式Q=qF×A[Q -负荷估算值；A -建筑面积；qF-供暖热负荷指标]准运算出建筑物的热负荷。其次，设计人员充分结合现实状况选择最适宜的供暖热负荷指标。在以上过程中药综合分析影响建筑集中供暖效果的各类因素，比如建筑物高度、室外温度等，工作人员要精准测定以上数据，确定好各类影响因子，在此基础上持续增加设计的合理性。

3.3.4 加强操作过程的管理

1)加大供暖系统设备的操作管理力度，一定要指派专业的工作人员严格遵循操作细则规范要求执行，进而确保设备能安全、稳定运作，增加其工作效率，延长使用寿命；2)加大设备的维护管理力度，落实好设备定期检查、保养制度，以将设备故障及生产事故发生率降到最低。日常中要记录好设备运行状态相关信息，特别是在突发故障问题时一定要做到备案，为后续处理相同或相似故障提供可靠依据，提高问题处理效率[6]。