摘　要：結(jié)合工程實(shí)例，從熱力站、一級管網(wǎng)、二級管網(wǎng)、熱用戶4個方面探討集中供熱節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：集中供熱  節(jié)能技術(shù)  節(jié)電  熱力站  一級管網(wǎng)  二級管網(wǎng)  熱用戶

Discussion on Energy-saving Technologies of Centralized Heating

Abstract：Combined with an engineering exampie，energy-saving technologies of centralized heating are discussed from four aspects of substation，primary circuit，secondary circuit and heat consumers．

Keywords：centralized heating；energy-saving technology；power saving；substation；primary circuit；secondary circuit；heat consumer

1　工程概況

目前集中供熱方式比較粗放，主要采用大流量、小溫差的供熱方式，能耗較大。通過切實(shí)有效的節(jié)能措施改變這種供熱方式，可以取得較大的經(jīng)濟(jì)效益^[1-2]。即墨大華正信供熱工程是青島熱電集團(tuán)2012年節(jié)能試點(diǎn)項目，該項目采用了多項創(chuàng)新的技術(shù)措施，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

即墨大華正信小區(qū)位于青島即墨市，為既有小區(qū)，其以商業(yè)街為界分為東西兩區(qū)，以前無供熱系統(tǒng)，現(xiàn)增設(shè)供熱系統(tǒng)，新建大華正信熱力站。設(shè)計供熱面積約14.6×10⁴m²，實(shí)際供熱面積約8.5×10⁴m²。熱源為即墨金源熱力公司的高溫?zé)崴?，供水溫度?span lang="EN-US">110℃，回水溫度為70℃。供熱形式為間接供熱，整個供熱系統(tǒng)包括熱力站、一級管網(wǎng)、二級管網(wǎng)、熱用戶4部分。本工程采用了一系列先進(jìn)合理的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能創(chuàng)新，節(jié)能效果良好。

2　節(jié)能措施

2.1　熱力站

大華正信熱力站主要從降低循環(huán)泵揚(yáng)程、循環(huán)泵變頻調(diào)速、改變補(bǔ)水方式、取消循環(huán)泵止回閥等方面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。

①合理選泵，控制循環(huán)泵的揚(yáng)程，循環(huán)泵變頻控制。該熱力站選用3臺循環(huán)泵，即東西區(qū)各設(shè)置一臺循環(huán)泵，共用一臺備用泵，泵的流量和揚(yáng)程嚴(yán)格按照水力計算確定。正常工況下，可依據(jù)東西區(qū)實(shí)際情況，分別設(shè)置泵的頻率，確保每臺泵均以較高的效率工作。東西區(qū)負(fù)荷增大時，可啟動備用泵。供熱初期或末期負(fù)荷較小時，僅開啟備用泵。此外，所有的循環(huán)泵均變頻控制。這樣既能保證運(yùn)行，又能降低電耗。

②3種補(bǔ)水方式，保證系統(tǒng)安全。正常狀況下，通過自力式壓差閥由一級管網(wǎng)向二級管網(wǎng)補(bǔ)水；若一級管網(wǎng)壓力較低或二級管網(wǎng)失水嚴(yán)重時，則通過電磁閥由一級管網(wǎng)向二級管網(wǎng)補(bǔ)水；事故狀態(tài)及沖水試壓時，則通過補(bǔ)水泵抽取補(bǔ)水箱內(nèi)的水進(jìn)行補(bǔ)水。自力式壓差閥是一種機(jī)械式閥門，通過它補(bǔ)水不消耗電能，且一級管網(wǎng)向二級管網(wǎng)補(bǔ)水可以杜絕腐蝕，也可以避免出現(xiàn)補(bǔ)充冷水造成換熱器受熱面結(jié)垢導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降的問題。

③取消循環(huán)泵出口的止回閥，減小系統(tǒng)阻力。該供熱系統(tǒng)為獨(dú)立的閉式循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)單臺循環(huán)泵突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，熱網(wǎng)中流動的水失去了循環(huán)動力，不存在反方向沖擊水泵的情況。取消止回閥不僅可以減小阻力、省電，還可以降低閥門的故障率，減少維修工作量。

④增大換熱面積，提高換熱效率。熱力站設(shè)置兩臺板式換熱器，并增大換熱面積，這樣在減小阻力的同時，可以提高二級管網(wǎng)的出水溫度，提高換熱效率。在換熱器出口設(shè)置反沖洗閥，定時沖洗換熱器，有效地防止換熱器堵塞。

⑤改變供熱方式。目前供熱主要采用大流量、小溫差的供熱方式，即當(dāng)天氣狀況惡劣或水力失調(diào)時，一般采用增大流量的方式來解決。而該供熱系統(tǒng)增大了供回水溫差(提高5℃)，減小循環(huán)水量，在保證供熱效果的前提下，有效地減小了循環(huán)泵的耗電量。

2.2　一級管網(wǎng)

該系統(tǒng)采用分布式變頻供熱系統(tǒng)^[3]。由于一級管網(wǎng)實(shí)際供熱負(fù)荷遠(yuǎn)小于設(shè)計負(fù)荷，管網(wǎng)阻力較小，水泵實(shí)際需要的揚(yáng)程遠(yuǎn)小于設(shè)計揚(yáng)程，因此采用一臺大泵與一臺小泵互為備用的模式，小泵的設(shè)計揚(yáng)程為大泵的50％，流量為大泵的70％。從目前金源熱力公司的供熱形勢以及小區(qū)實(shí)際供熱率來看，小泵可以滿足未來5年的供熱需求。

2.3　二級管網(wǎng)

由于該系統(tǒng)采用小流量、大溫差的供熱方式，因此二級管網(wǎng)的水力平衡更加重要。為了合理分配熱能，杜絕浪費(fèi)，采用了多種二級管網(wǎng)平衡措施。首先進(jìn)行嚴(yán)格的水力計算，通過調(diào)整管徑實(shí)現(xiàn)每個環(huán)路的水力平衡；其次在每棟樓的調(diào)節(jié)井內(nèi)設(shè)置靜態(tài)平衡閥，保證樓與樓之間水力平衡；最后在每個單元井內(nèi)設(shè)置自力式流量調(diào)節(jié)閥，使每個單元的流量維持在設(shè)計流量，從而實(shí)現(xiàn)單元之間的水力平衡。管網(wǎng)水力平衡后，流量得到了合理分配，有效避免了管網(wǎng)前端過熱、末端不熱的情況。

2.4　熱用戶

即墨大華正信小區(qū)為既有建筑，約50％的用戶統(tǒng)一安裝了戶內(nèi)散熱設(shè)備及管道，其他用戶自行安裝，各用戶安裝情況差異很大。為達(dá)到相同的供熱效果，末端用戶側(cè)的水力平衡及流量分配十分重要。增大末端用戶側(cè)阻力是實(shí)現(xiàn)水力平衡的有效措施。因此在每個用戶入戶處增加過濾網(wǎng)、球閥及聚四氟乙烯節(jié)流孔板，對于統(tǒng)一安裝的用戶，在每組散熱器供水支管上設(shè)置大阻力閥門。增加過濾器可以增大阻力且過濾雜質(zhì)，保證了單元井內(nèi)自力式流量調(diào)節(jié)閥的使用。專門訂做了不同規(guī)格的聚四氟乙烯節(jié)流孔板，根據(jù)每戶室內(nèi)熱負(fù)荷選擇不同規(guī)格的孔板，這樣可以在增大阻力的同時，控制每個用戶的水流量。在散熱器供水支管上設(shè)置大阻力閥門，以便實(shí)現(xiàn)散熱器之間的平衡，從而使每個房間都達(dá)到設(shè)計工況。

為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)、科學(xué)節(jié)能，針對該項目選取了10戶用戶，分別是末端用戶、前端用戶和中間用戶，在每戶用戶家里安裝無線測溫儀，可以實(shí)時掌握用戶室內(nèi)溫度，根據(jù)室內(nèi)溫度精確調(diào)節(jié)熱力站的運(yùn)行參數(shù)。

3　節(jié)能性分析

為了檢驗(yàn)節(jié)能效果，選取即墨金源熱力公司的紅盾熱力站進(jìn)行比較，紅盾熱力站與大華正信熱力站類似，均為既有非節(jié)能建筑的新建熱力站，通過對比兩個熱力站的耗電量和耗熱量，分析該項目節(jié)能效果。經(jīng)過一個月的運(yùn)行調(diào)試，供熱平穩(wěn)后，從2012年12月20日開始計量，至2013年4月5 日結(jié)束。從計量結(jié)果看，計量期內(nèi)耗熱量可節(jié)約41.9MJ／m²，耗電量可節(jié)約0.4509kW·h／m²，節(jié)熱11.7％，節(jié)電55.2％。

為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，匯總了8個熱力站(均屬于即墨金源熱力公司)在2012年12月20日—2013年4月5日期間的能耗分析，見表1。從表1可知，大華正信熱力站耗熱量遠(yuǎn)低于其他非節(jié)能建筑熱力站，且不高于節(jié)能建筑耗熱量的平均值；大華正信熱力站耗電量遠(yuǎn)低于其他熱力站，耗電量約為其他熱力站的33％。

4　結(jié)論

該工程采取上述節(jié)能措施后，節(jié)能效果明顯，可為其他集中供熱項目的實(shí)施提供一定的經(jīng)驗(yàn)：

①設(shè)計時，應(yīng)減少水泵揚(yáng)程不必要的富裕量，降低水泵揚(yáng)程，減少水泵的耗電量；嚴(yán)格進(jìn)行二級管網(wǎng)和戶內(nèi)管網(wǎng)的水力計算，采取相應(yīng)措施，確保水力平衡；適當(dāng)增大換熱器的換熱面積，并設(shè)置反沖洗閥；在用戶入戶處增設(shè)節(jié)流孔板是一項經(jīng)濟(jì)有效的措施，在老城區(qū)改造項目中可廣泛使用。

②施工時，嚴(yán)格要求施工工藝，確保照圖施工，提高施工質(zhì)量。施工現(xiàn)場情況復(fù)雜，當(dāng)不能照圖施工時，應(yīng)主動與設(shè)計者溝通，確保最優(yōu)方案，這樣才能保障設(shè)計工況與實(shí)際工況相符。

③運(yùn)行時，根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，適當(dāng)提高供水溫度，減少循環(huán)水量，降低供熱能耗；外網(wǎng)調(diào)試是保證供熱效果的關(guān)鍵，調(diào)試前應(yīng)科學(xué)制定調(diào)試方案，使熱量能夠按需分配，減少能源浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡峰，呂國良．集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能措施[J]．煤氣與熱力，2003，23(9)：568-570．

[3]姚東文，邱林．分布式變頻泵供熱系統(tǒng)節(jié)能影響因素[J]．煤氣與熱力，2010，30(4)：Al4-Al7．

本文作者：李現(xiàn)霞  周贊慶  于世周  葛云啟

作者單位：青島市熱力規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司

  青島熱電集團(tuán)金源熱電有限公司