集中供热节能降耗措施

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:随着我国在联合国大会、气候雄心峰会等会议上,向世界作出了“二氧化碳排放力争在2030年前达峰、努力争取2060年前实现碳中和”的重大宣示。全民的节能环保意识也不断提升。所以节能是当前供热系统的首要任务。供热系统各个环节要严格要求,提高资源的利用率,减少污染排放。文章介绍了供热的节能途径和具体节能措施。

  关键词:集中供热;节能;减排;碳中和;热源;热网;

  随着全球二氧化碳排放,温室气体猛增,气候变化是人类面临的全球性问题。在此背景下,我国作为负责人大国履行国际责任,推动构建人类命运共同体的责任担当,提出碳达峰和碳中和目标。目前,我国城镇供暖面积约150亿平方米,随着居民生活水平日益提高,2030年将达到200亿平方米左右。在城市建设的过程中,供热系统的作用日益凸显,当前,我国城市供热系统运行成本较高,效率有待提高,同时在运行过程中还会产生较大的能耗,我们需要采取有效的方式对供热系统进行全面的管理,降低其运行过程中产生的能耗,展现其明显的节能和环保的优势,达到节能环保的目的。

1 集中供热的发展现状及问题

  1.1 集中供热的发展现状

  据统计,随着人民物质生活水平的不断提高,南方供暖的呼声也越来越高。近些年我国年新增城镇集中供热面积约为3亿-5亿平方米。根据研究,到2030年,我国南方地区分户、区域供暖用户数量分别有望达到6500万户、3200万户左右,碳排放潜力分别在2500万吨、4500万吨以上[1]。因此,供暖行业碳减排的增长空间非常大,是未来实现双碳目标的重要实施领域。

  1.2 存在问题

  (1)供热质量不高

  近年来,我国城市集中供热发展迅速,但存在供热质量不理想的问题,提高调控设备运行质量和运行水平是高质量供热的根本保证。常见的问题主要有:热网按统一的供热参数向热用户供暖,高层和底层的用户出现供热不均;建筑物内部存在不同程度水平失调和垂直失调现象,部分房间供热不均;室内温度过高的热用户只能通过开窗散热,这就造成了大量热能浪费,而温度低的热用户还要通过更多地供热,才能达到适合温度,长此以往,这种恶性循环造成供热系统的能源浪费。

  (2)运行管理不完善

  城市集中供热系统的运行管理是贯穿整个行业的正常运转的关键。集中供热系统中采用的是多样化的供热方式,其中主要有单管供热系统和热水供热系统等,而城市建筑结构又存在着一定的复杂性,这增加了运行管理的难度,在很多因素的共同影响之下,集中供热的运行管理工作还是需要不断的改进和完善,才能充分发挥其节能降耗的优势[2]。

2 节能降耗技术措施

  2.1 热源方面

  我国城镇集中供热的热源形式主要有:热电厂、集中大型锅炉房和分散供热小锅炉房。此外,还有太阳能、地源热泵和热电联产等多种方式,我们在应用这些方式时,应该结合当地供热条件和供热系统的实际运行现状,提出方案进行全面的比选,最终确定合适的方式。目前热源生产设备的耗电量居高不下。在耗电设备设计选型时,考虑到热源设备、热网和热用户的阻力,通常会对锅炉、鼓引风机、水泵的配置考虑裕量,这就产生了“大马拉小车”现象。而且现状一部分水泵等供暖设备不具备根据气象变化进行调节的功能,这就造成了无谓的用电消耗。为使热源及相关设备达到合理配置,在选型时要遵循以下几点。

  (1)通过使用先进的软件对负荷曲线进行分析、计算确定热负荷后,充分考虑区域现状供热范围及未来区域发展规划,对锅炉及附属设备的类型、容量、型号及台数进行选择,优先选择新型节能设备,通过优化比选,确定最适合的选型。此外还要考虑预留接口和空间;

  (2)运行过程中锅炉受热面要保持清洁。锅炉受热面有积灰或结垢都会影响锅炉传热的效率,定期为维护,保持锅炉受热面的清洁,作好清灰除垢的工作,减少热源的损耗;

  (3)合理设置水泵和风机等高耗能设备的规格台数,配备变频调速装置,运行时根据负荷大小可以自动调节设备功率。

  2.2 热网方面

  供热管网是集中供热系统中连接热源和热用户的重要组成部分,由于管网分级管线较长规模庞大且结构复杂,是供热系统的重要耗能环节,造成管网能耗较大的主要原因有输送效率和水力失衡。由于水力失衡,造成冷热不均,因此要增加水泵的流量,将热量输送至末端,这就导致水泵能耗增加;由于一二级管网规模大距离长,系统中循环使用的水量非常大,补水量按0.01%~0.5%计算,补水量仍然较大;此外,由于设计时需考虑裕量,管网管径设计值也会偏大,导致实际运行时水流量和散热量加大,补水量和水泵流量更会随之加大;另外,网管维护不到位,出现跑冒滴漏、老化脱落现象,保温性能不高。提高管网系统的能源利用率,对实现整个供热系统的节能运行和节能有效措施落实具有重要意义。针对上述问题,提出解决方案如下。

  (1)采用平衡调节技术。使用平衡阀,安装在各热用户的入口回水管道上,克服了供热管网近热远冷的问题,实现热力管网的水力平衡,保证每个热用户的热流量稳定运行[3]。

  (2)优化系统运行方式。优化站内补水系统,增设二级管网流量计优化平衡调整。

  (3)供热管道根据施工条件采用直埋方式时,要防止“穿湿棉袄”的状况,直埋管宜采用低导热系数和低吸水率的聚氨酪硬质泡沫塑料进行保温,并使用防水性能好的材料做保护层,进一步减少供热管道的热损耗。

  (4)防止供热系统大量失水。供热管网一般分为一级管网和二级管网,各级管网规模大且管线长度长,由于长期运行难免会有跑冒滴漏现象,这就会造成一部分失水,需要及时补水保证系统水力平衡,但由于补水温度低于系统中循环水温度,需要消耗更多能量进行升温,如果补水量过大就会造成能耗增加,不利于节能。因此,应尽量防止热网系统出现大量失水,加强日常检修,及时更新维护管道,将失水率降到最低。

  2.3 热用户方面

  (1)建筑结构与供热系统设施方面。既有建筑尤其是一些老旧小区的围护结构保温性能差,由于初始设计年代较早,供热系统的设计与现状发展不适应,产生了不匹配的现象,在运行的时候表现为水力失调,导致能耗增加。用户末端的散热器设置不当,如存在着管径设计尺寸、散热器的片数设置不当,这都会影响建筑供热节能的效果。

  (2)人为因素和社会方面。有些住宅存在长期空置的情况,会造成供热浪费;再比如写字楼、学校、商场、医院等部分公共场所在无人使用时持续正常供热,同样是一种能源浪费;还有个别热用户擅自改装阀门和散热器、改接管线路由和设备,不符合供热系统初始设计的设置,导致整栋建筑供热水力失衡,导致能耗增加;还有部分热用户私自接引二次管网中的循环热水,导致补水量增加,造成热能损失。

  针对上述问题,首先树立良好的社会观念。通过多种社区宣传和网络媒体等渠道宣传节能知识,让热用户了解到自己的个人行为关系到整个区域的能源消耗,从点滴做起控制能源损耗经济取暖,维护供热系统平衡稳定。其次,从设施设备安装角度进行优化改造,大力推广分户双管系统。实施热表到户、计量收费,热用户可以根据用热需求分室调节温度控制热量消耗,也可以对无人居住的空间自行切断用热,节约能源消耗。

  2.4 其他方面

  近年来,随着供热系统大规模节能技改工程的实施,部分地区在缺乏细致调研的情况下,急于开工,没有充分考虑实际情况就按照统一标准开展改造,而最终的改造效果并不十分理想,对节能效果也有不利的影响。因此,建筑物的节能改造必须从围护结构和供热系统两方面进行,真正实现供热系统的节能降耗必须考虑系统整体的各个环节,后期改造过程中应总结经验,因地制宜,一地一策开展针对性的技术改造。

3 节能降耗管理措施

  在“碳达峰、碳中和”政策要求下,降低成本、提升能源利用率已经成为供热管理的重中之重,必须采取全面、全员、全过程的管理和精细化、精确化、精益化的增效措施,促进供热企业的可持续发展。据此,需要供热企业采取系统科学规划、供热管理创新、优化系统运行、推进计量收费等措施,实现高质量供热。

  (1)建立健全的供热节能相关的规章制度,加强供热节能的管理。明确各个岗位责任制,让供热节能安全高效的进行。

  (2)加强节能培训,定期组织人员进行节能培训,通过各种渠道开展节能减排、低碳生活等方面的宣传活动。

  (3)加强供热能耗全过程监测。建立完善先进的监测系统,对于运行管理中的问题可以及时预判并发现、调整、解决,达到节能减耗的效果,实现综合管理节能减排。

  (4)定期对供热设备维护与检修,对于老旧管网及部件进行登记,制定维护检修计划,查找隐患,及时更新失效的部件,防止跑冒滴漏现象出现,消除设施安全隐患,保证供热安全运行,提高设备完好率,降低设备损耗。

结语

  随着科技进步和城市发展,人们对于供热质量的要求也日益增长,必然会使集中供热系统消耗更多的能源,当前,碳减排目标是全社会热议的话题,并且正在逐渐变为具体行动,为了保持我国能源的可持续发展,我们要深挖供热系统中的节能环节,采取有效措施降低能耗,推动碳达峰、碳中和目标的早日实现。

参考文献

  [1]朱妍.居民供暖“高碳模式”面临挑战[N].中国能源报,2021-02-01.

  [2]张军.城市集中供热运行管理的节能降耗措施浅析[J].科技与企业,2016(03):117.

  [3]温孝斌.国内供热节能中存在问题与解决途径[J].科技传播,2012(09):105-106.

作者:陈爽 单位:天津市节能协会

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