摘要：隨著我國城市集中供熱事業(yè)的蓬勃發(fā)展, 人們對熱源和集中供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行調(diào)節(jié)中的節(jié)能問題越來越關(guān)心, 作者針對目前城市集中供熱情況，提出供熱系統(tǒng)的節(jié)能措施，以改進(jìn)和完善集中供熱系統(tǒng)，提高城市熱源、熱網(wǎng)的利用率。

　　關(guān)鍵詞：集中供熱,系統(tǒng)節(jié)能,措施,自動(dòng)控制

　　集中供熱系統(tǒng)的熱源、熱網(wǎng)、熱用戶, 是實(shí)施集中供熱系統(tǒng)的三大主要組成部分, 它們之間既互相聯(lián)系又互相制約。北歐等一些發(fā)達(dá)國家, 國內(nèi)資源缺乏,對節(jié)能早已引起了高度重視。我國雖有大量的能源資源, 但是某些自然資源的是不可再生的, 如何充分節(jié)約利用好有限的資源, 造福于當(dāng)代，同時(shí)也要為子孫后代著想，是現(xiàn)階段一個(gè)重要的課題。近年來世界各國對集中供熱系統(tǒng)中的節(jié)能有了進(jìn)一步的深入認(rèn)識, 首先，節(jié)能是保障國家經(jīng)濟(jì)安全的必然選擇。我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的工業(yè)階段，一方面能源資源相對不足，另一方面能耗高、浪費(fèi)大、效率低下。我國要在21世紀(jì)中葉達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家的水平，必須兩條腿走路，一靠開發(fā)，二靠節(jié)約。其次，節(jié)能是治理污染改善環(huán)境的最有效的途徑。我們不僅要解決現(xiàn)實(shí)污染問題，還要解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源需求的增長給環(huán)境帶來的潛在的巨大壓力。第三，節(jié)能降耗是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)競爭力的重要措施。

　　1、熱源的節(jié)能。

　　為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展倡議, 國家的產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，多種熱源統(tǒng)籌發(fā)展。目前我國城鎮(zhèn)集中供熱的熱源中主要有三種形式：一是熱電廠, 二是集中供熱大型鍋爐房, 三是分散供熱的小鍋爐房。其它還有如：核能供熱、垃圾焚燒和燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)、利用地?zé)峥照{(diào)采暖、太陽能采暖、嫩料電池用于采暖和空調(diào)、農(nóng)村秸桿和木材工業(yè)廢棄物料等用于熱電聯(lián)產(chǎn)的生物質(zhì)發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)等, 但這些都應(yīng)當(dāng)跟據(jù)具體實(shí)際情況, 進(jìn)行優(yōu)化對比然后來加以選擇。熱源的選擇和確定, 關(guān)系著是否能實(shí)現(xiàn)我國集中供熱的環(huán)保和節(jié)能的雙重效益問題, 國家產(chǎn)業(yè)政策已明確規(guī)定了鼓勵(lì)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn), 因?yàn)闊犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目具有節(jié)約能源, 改善環(huán)境, 供熱質(zhì)量穩(wěn)定, 增加電力供應(yīng)等綜合效益, 是城市治理大氣污染和提高能源利用率的重要措施, 符合國家可持續(xù)發(fā)展倡議。根據(jù)國家最新節(jié)能減排和熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展政策，《關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組若干意見的通知》(國發(fā)[2007]2號文)和《熱電聯(lián)產(chǎn)和煤矸石綜合利用發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)管理暫行規(guī)定》(發(fā)改能源[2007]141號文)，“十一五”期間關(guān)停50MW以下常規(guī)火電機(jī)組，并要求城市周邊15公里范圍內(nèi)的現(xiàn)有電廠135MW以下純凝發(fā)電機(jī)組實(shí)施供熱改造和以高參數(shù)、大容量供熱機(jī)組替代老、小機(jī)組等方式，發(fā)展城市集中供熱。因此需根據(jù)國家新政策和城市發(fā)展需要全面進(jìn)行城市供熱熱源布局規(guī)劃。一般講, 大型發(fā)電廠理論的熱效率可達(dá)40%左右, 而熱電聯(lián)產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行時(shí)熱效率可高達(dá)60%以上,據(jù)國家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,6千千瓦以上火電廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為375g/(kW.h),, 而熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為200g/(kW.h)左右, 小鍋爐分散供熱的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為60g/GJ 左右, 而熱電聯(lián)產(chǎn)的平均供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗為40.77kg/GJ。不難看出, 熱電聯(lián)產(chǎn)比熱電分產(chǎn)為企業(yè)節(jié)能帶來的好處非?？捎^, 另外, 中國的能源資源總量煤居世界第三位, 在當(dāng)下還是供熱能源的第一選擇。下表是以主要能源為主的城市供熱熱源經(jīng)濟(jì)性比較表。

　　所以集中供熱能源結(jié)構(gòu)為：充分貫徹以煤炭為主的城市供熱主要能源，以電力、油品、天然氣、煤氣、液化石油氣等優(yōu)質(zhì)潔凈燃料為輔的實(shí)施原則，輔之以垃圾焚燒、地源水源熱泵、太陽能、嫩料電池、生物質(zhì)發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)等方式。

　　2.熱網(wǎng)的節(jié)能。

　　我國的集中供熱對熱介質(zhì)的選擇基本上有兩種, 一種是蒸汽, 另一種是熱水。目前利用蒸汽采暖的現(xiàn)象還存在, 其主要原因：一是為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要, 必有采用蒸汽, 且又和生產(chǎn)采暖處于一個(gè)系統(tǒng)的情況下, 另一方面就是由于部分工業(yè)廠房內(nèi)部空間太高大, 熱水采暖很難滿足供熱的要求。但是, 近年來, 利用蒸汽采暖的已越來越少了, 這與近年來人們對節(jié)能意識的不斷提高有一定關(guān)系, 尤其是山東省隨著近年來高溫水采暖技術(shù)的快速發(fā)展,使得高大的工業(yè)車間利用熱水介質(zhì)采暖供熱已經(jīng)可以滿足要求, 且效果也非常好, 汽改水在各個(gè)地市基本上都在改裝或者已經(jīng)改裝完畢。在供熱介質(zhì)問題的選擇問題上應(yīng)當(dāng)本著以下原則, 即如果是完全針對集中供熱采暖負(fù)荷的熱網(wǎng), 最好采用高溫?zé)崴峤橘|(zhì), 通過一次供回水溫差，提高管道的輸送能力，同時(shí)進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式，這樣可以滿足不同情況下的供熱需求, 提高供熱整體的平衡度和效果, 同時(shí)可以節(jié)約大量工程投資, 如果是完全的工業(yè)用熱, 可以考慮單獨(dú)敷設(shè)一個(gè)供熱蒸汽網(wǎng), 但供熱半徑應(yīng)控制在合理范疇內(nèi), 否則,不僅達(dá)不到供熱效果, 還可能造成在蒸汽輸送過程中的大量損失和浪費(fèi)。在有條件的熱源單位可以進(jìn)行熱電廠汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱改造項(xiàng)目，對凝汽器進(jìn)行改造，將冷卻塔中的循環(huán)水通過循環(huán)泵房對熱源周圍的負(fù)荷進(jìn)行低溫水直接供熱，也可有效利用電廠余熱，滿足民用采暖要求，達(dá)到節(jié)約能源的目的，效果很好。

　　熱網(wǎng)調(diào)節(jié)主要根據(jù)國家節(jié)能降耗政策的要求，對現(xiàn)有熱損失高達(dá)20%的蒸汽管網(wǎng)供熱系統(tǒng)應(yīng)盡快進(jìn)行供熱改造，過渡到熱損不到3%的高溫?zé)崴嵯到y(tǒng)，同時(shí)積極推廣高溫?zé)崴焖惫┓绞?，推廣低溫循環(huán)水供熱方式，降低能耗，提高管網(wǎng)供熱效率。

　　3.熱網(wǎng)設(shè)計(jì)上的節(jié)能。

　　3.1供熱管網(wǎng)熱負(fù)荷的確定一是要按全年熱負(fù)荷的性質(zhì), 確定出平均熱指標(biāo)和提出全年的熱負(fù)荷,制定出供暖熱負(fù)荷年負(fù)荷延時(shí)曲線圖, 供熱年負(fù)荷延時(shí)曲線在供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)中起著重要作用,是對熱電聯(lián)產(chǎn)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較分析的重要依據(jù)。二是根據(jù)近遠(yuǎn)期熱負(fù)荷的發(fā)展情況，確定好供熱管網(wǎng)的管徑及循環(huán)水泵的選型方案。既要充分考慮遠(yuǎn)期的供熱能力，也要考慮經(jīng)濟(jì)性，避免大投入、高耗能、低產(chǎn)出的項(xiàng)目出現(xiàn)。

　　3.2熱網(wǎng)系統(tǒng)型式設(shè)計(jì)

　　選擇管網(wǎng)系統(tǒng)型式的最基本原則, 應(yīng)當(dāng)是保證熱網(wǎng)的安全性, 其次就是要保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性, 在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)中, 不能只考慮熱網(wǎng)的可靠性, 而不考慮它的經(jīng)濟(jì)性。對傳統(tǒng)的熱網(wǎng)設(shè)計(jì), 一般是考慮單熱源的枝狀管網(wǎng)的型式, 這樣有一定的經(jīng)濟(jì)性且有投資較少、建設(shè)工期短的特點(diǎn), 所以近年來我國的枝狀管網(wǎng)的發(fā)展較普遍, 隨著供熱系統(tǒng)的發(fā)展、成熟，為保障供熱系統(tǒng)的安全性，也可根據(jù)實(shí)際情況把熱網(wǎng)建成環(huán)狀網(wǎng), 這樣可以大大提高供熱系統(tǒng)的可靠性, 提高整個(gè)熱網(wǎng)的水力自平衡能力。

　　3.3控制形式

　　為了提高熱網(wǎng)的運(yùn)行管理水平，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，保證供熱質(zhì)量，節(jié)約能源，自熱源到各個(gè)熱力站應(yīng)設(shè)置一整套自動(dòng)化檢測儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)，用以提高現(xiàn)代化管理水平，并可讓各熱力站無人值守，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　根據(jù)需要，采用DCS自動(dòng)控制平臺及計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，即在中心控制室設(shè)置監(jiān)控管理機(jī)及各種檢測儀表，組成現(xiàn)場控制層;各熱力站與中心控制室之間利用通訊網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，形成一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。各系統(tǒng)分工明確，既能獨(dú)立工作，又能在統(tǒng)一指揮下協(xié)調(diào)工作。各熱力站在正常運(yùn)行情況下無人值守，自動(dòng)運(yùn)行。發(fā)生故障時(shí)，在中心控制室報(bào)警，并顯示發(fā)生故障的熱力站及故障點(diǎn)，并可在現(xiàn)場手動(dòng)操作。1.基本調(diào)節(jié)原則：推薦采用在熱源處根據(jù)室外溫度的變化進(jìn)行分階段改變流量的集中質(zhì)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)設(shè)置熱網(wǎng)監(jiān)控管理中心，承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定、負(fù)荷預(yù)測、調(diào)度指揮、統(tǒng)計(jì)分析等多重功能，中心應(yīng)有可靠專業(yè)的監(jiān)控管理軟件，保證監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能得以實(shí)現(xiàn)。2.系統(tǒng)初調(diào)節(jié)。

　　系統(tǒng)運(yùn)行前應(yīng)仔細(xì)核實(shí)熱負(fù)荷情況，畫出熱網(wǎng)的水壓圖，這是選擇管網(wǎng)管徑和用戶入口應(yīng)消耗壓頭的重要依據(jù)資料;

　　近期運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)按傳統(tǒng)方式運(yùn)行，應(yīng)利用集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)采用手動(dòng)措施將各熱力站的流量調(diào)節(jié)裝置將各用戶的多余壓頭消耗掉;

　　遠(yuǎn)期規(guī)模時(shí)，系統(tǒng)在首站循環(huán)泵和分布式變頻泵相結(jié)合的方式運(yùn)行，零壓差點(diǎn)前側(cè)的用戶利用采用手動(dòng)措施將各熱力站的流量調(diào)節(jié)裝置將各用戶的多余壓頭消耗掉;零壓差點(diǎn)以后用戶利用各自分布式水泵的變頻調(diào)節(jié)及控制閥門調(diào)節(jié)，使用戶達(dá)到需要的流量。

　　4.改善供熱系統(tǒng)節(jié)能措施。

　　為了推動(dòng)城市供熱體制改革，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)切實(shí)實(shí)行可持續(xù)發(fā)展倡議，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，改進(jìn)和完善集中供熱系統(tǒng)，提高城市供熱熱源、熱網(wǎng)的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、清潔舒適的目標(biāo)，建議采用以下供熱系統(tǒng)節(jié)能措施。

　　4.1城市集中供熱。

　　通過編制和完善城市供熱規(guī)則，積極推進(jìn)城市集中供熱，嚴(yán)格限制新建分散鍋爐房，對現(xiàn)有分散鍋爐房要有計(jì)劃地限期逐步改造，提高城市集中供熱的普及率，城市供熱規(guī)模限制在單臺容量不小于10t/h。

　　4.2技術(shù)改造。

　　重點(diǎn)支持新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備的研制、開發(fā)應(yīng)用，在確保技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理的前提下，提高熱網(wǎng)和熱力站的技術(shù)裝備水平和現(xiàn)代化管理手段。對能耗高、效率低、性能差的供熱設(shè)備，有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行更新改造和淘汰。

　　4.3熱源。

　　重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域鍋爐房，使單臺鍋爐向大容量發(fā)展。

　　1)積極發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，提高能源利用效率;

　　2)對燃煤鍋爐積極推廣使用分層燃燒、水汽助燃及煤渣混燒等技術(shù);

　　3)加強(qiáng)水處理、吹灰及清焦、采用清灰劑、節(jié)能等增強(qiáng)供熱的措施;

　　4)普遍在風(fēng)機(jī)、水泵上采用變頻調(diào)速裝置等節(jié)能措施;

　　5)大力推廣鍋爐自動(dòng)控制，提高鍋爐房運(yùn)行管理水平，備齊用好監(jiān)控儀表，建立健全用能計(jì)量和統(tǒng)計(jì)制度，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高鍋爐燃燒效率;

　　6)積極探索其他熱源的開發(fā)和利用;

　　7)積極開發(fā)利用垃圾能源、太陽能、地?zé)嵯到y(tǒng)等技術(shù)。

　　4.4輸配管網(wǎng)。

　　1)提高輸配管網(wǎng)的安全、可靠性及耐久性，降低工程造價(jià)，降低熱損失，減少管網(wǎng)的泄漏率，加強(qiáng)熱力管道高效防腐保溫和地溝、檢查井防水技術(shù)的研究，減少熱損失;

　　2)加強(qiáng)對計(jì)量收費(fèi)改革后集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)和控制技術(shù)研究;

　　3)加強(qiáng)對熱力站合理規(guī)模及控制技術(shù)的研究等;

　　4) 通過改變大流量、小溫差的運(yùn)行方式，提高供水溫度和輸送效率;

　　5)推廣應(yīng)用熱力站入口裝設(shè)流量控制設(shè)備，解決一次水系統(tǒng)水力失調(diào)現(xiàn)象，熱力站安裝監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)供給用戶的熱量，改善二次水系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)，解決小區(qū)建筑物內(nèi)部房屋冷熱不均和浪費(fèi)能源的問題。

　　6)大力推廣拖泵汽輪機(jī)(汽動(dòng)泵)的應(yīng)用

　　在電廠的鍋爐給水泵、首站主循環(huán)泵等大功率設(shè)備處使用工業(yè)汽輪機(jī)拖動(dòng)，對電廠抽汽進(jìn)行充分的階梯利用，大大節(jié)省電廠的廠用電量，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

　　4.5熱用戶。

　　1) 著重解決水平失調(diào)，垂直失調(diào)的問題，在用戶樓棟入口設(shè)置流量控制設(shè)備，對各樓之間流量進(jìn)行合理的分配和調(diào)節(jié)，節(jié)約能源;

　　2)對集中供熱住宅進(jìn)行分戶計(jì)量、分室溫控的研究，完善既有住宅分戶供熱計(jì)量收費(fèi)改造的技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)提高行為節(jié)能的作用;

　　3)加強(qiáng)對廣泛應(yīng)用高熱效率散熱器的研究推廣，使用地面熱水低溫輻射采暖電熱膜采暖，并對合理利用電力負(fù)荷峰谷平電蓄能來供暖進(jìn)行研究。

　　4)提高節(jié)能建筑比例。規(guī)劃新建建筑執(zhí)行現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，積極響應(yīng)國家節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策，大力推行舊有建筑考慮維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造。

　　5.結(jié)束語。

　　總之, 供熱系統(tǒng)的節(jié)能是多方面的, 要依據(jù)各個(gè)熱網(wǎng)的具體情況進(jìn)行針對性分析和研究, 切勿無理論依據(jù)不根據(jù)熱網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和改造, 以免破壞了整個(gè)系統(tǒng)的水力平衡,造成不必要的浪費(fèi)。既浪費(fèi)了大量資金，又使系統(tǒng)難以調(diào)整,供熱效果失控。應(yīng)該積極探索供熱新的方式和技術(shù)，輔之以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撚?jì)算，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)出好的可行的經(jīng)驗(yàn), 然后加以推廣, 為節(jié)約人類有限的資源做出貢獻(xiàn)。