节能技术和措施在集中供热系统中的运用分析

王克宏 朱宝祥

摘  要：本文结合集中供热系统中节能技术和措施的相关应用问题和原因进行分析，指出在各个设备的应用措施中体现出节能技术和措施的重要意义和作用，以供相关人员参考。

关键词：节能技术;集中供热系统;运用措施

前  言：

取暖是寒冷地区生活的必要条件，供热行业在我国的国民经济发展中具有着重要的先导作用，与人们的生活关系密切。在能源保护和环保的问题发展中，国家的重视程度在逐渐提升，目前节约环保已经成为我国基本国策。而对于供热需求的不断增加，对于供热系统的合理与经济性也有着更高的要求。因此在集中供热系统中实施有效的节能技术和措施，也是促进我国能源可持续利用与发展的重要保障。

1、集中供热系统主要存在的问题和原因

1.1锅炉运行效率低

在目前我国北方地区集中供热所采取的设备都是小容量锅炉直供，而锅炉的实际运行效率一般在80%-90%之间，当计算相关的煤耗量时，采取节能措施可以使锅炉的运行效率提升0.03个百分点。经过相关的调查与分析，发现其主要的效率低下原因为原煤并没有经过严格筛分和洗选，不能满足锅炉经济燃烧的需求。这样使用原煤燃烧不仅会损耗大量的热量，并且长期处于低负荷运行会造成排烟热损增加，难以提升总体的供热效率。

1.2管网输送效率低下

这里所说的管网输送效率指的是采暖供热管网所输送的总热量，除去管网各个阶段的热损失，在除以其输送的总热量。在国家的相关节能要求中需要达到95%，但是在相关近些年的实际测量数据中体现，我国目前的管网输送效率仅为66%-68%。经过分析得知，其主要的原因在于保温热损失较大，并且还存在热量泄露和失调的因素，尤其是在调控设备失调之后所造成的热损失更大。

1.3供热质量不均

在我国的集中供热系统中，用户端所使用的一般都是单管顺流式供热系统，并且没有配备调控设备，导致水力工况出现严重的失调问题，每个用户的供热量不均匀，甚至有些用户达不到供热的实际要求，严重影响着居民的生活质量。其中一些供热单位为了保证每户的供热要求和标准，只能以“大流量和小温差”的超负荷供热方式进行供热[2]。如果采取大流量运行方式，不仅会使单位面积的供热循环流量增加，并且还会引起热源的回水温度极度升高，出现远端供热不足，但是整体供热过剩的问题，使整个系统的无效供热量增加，改变了整个系统的热力特点。另外缺少有效的调控设备，当居民出差或者长期外出时，会造成室内的能源大量浪费。

结合上述我国集中供热存在的问题，本文结合节能技术与措施提出在集中供热系统中的应用，具体如下。

2、节能技术与措施在集中供热系统中的主要应用

2.1变频设备的应用

一般在地区内部的锅炉房设备应用中，消耗较大的电气设备主要包含水泵和风机，一般占据锅炉设备总负荷的80%以上，当用户的热负荷发生时，锅炉的负荷量也会随之变化。而在实际运行期间一般会采用角形成电动执行器来调节风机，并且利用节流阀来调节水流量，这种方式会消耗大量的成本[3]。并且虽然能够有效控制风机和水泵，但是其转速一般不会变化，所消耗的电量降低较少。所以在总体的锅炉房设备中，风机和水泵的节能是重点。同时结合控制程序，利用变频设备将风机与燃料相互配合，能够有效控制燃烧风煤比的使用，达到节省燃煤资源的目的。

（1）风机变频的节能分析。在电机的相关理论中可以明确，三相异步电机的定子每一相的电动势有效值为 ，其中E表示气隙磁通在每一相定子中的感应有效值，具有单位为V; 表示定子的频率，单位为Hz;N表示定子一相绕组的有效匝数;φm代表每一极的磁通量，单位为Wb。结合公式和风机的相似定律分析，可以利用调速方式的节能原理明确流量、压力、转速与转矩之间的关系，具体公式为 。其中ni表示实际转速，单位为r/s;n0表示额定转速，单位为r/s;Gi表示实际的流体流量，单位为m3/s;G0表示额定工况下的流体流量，单位为m3/s;Hi表示实际的流体压力，单位为Pa;H0表示额定工况下流体的压力，单位为Pa;Pi表示实际电机消耗的轴功率，单位为W;P0表示电机的额定功率，单位为W。明确这些关系之后可以采取变频器驱动的方案来代替风门的挡板来调节风量与流量，达到节能的效果。

（2）节能效果分析。在上述采取的节能控制中，变频技术能够对风机和水泵进行有效的控制。随着电子电力技术的不断发展和融入，变频调速设备的价格在逐渐降低，因此在集中供热方面有着较为广泛的应用。结合相关统计，应用变频调速设备可以节能30%到40%以上。但是需要注意的是，虽然该设备可以有效的节省能源，但是其不能够无限制的调速，水泵与风机的调速范围也需要在一定的区间之内，并且会受到其运行的效率和电机寿命的约束。当转速过低，电机的运行效率也会降低，散热量增加。因此对于其速度的调节，应当结合电机的具体转速来考虑，水泵的最小转速大于额定转速的50%，不小于额定转速的30%。

2.2运行管理

在具体的集中供热节能措施使用中，例如变频设备或者一些计算机监控系统只是为整个设备节能提供一定的硬件条件，但是具体的节能措施应用应当需要科学的管理来保证，由于锅炉是一种较容易发生事故的设备，因此我国已经颁发了很多关于锅炉保护和稳定运行的管理规则和内容，所以在具体的管理中，应当从以下几个方面实行。

（1）燃煤管理。对于燃煤的选择要结合不同的锅炉类型来选择，并且要满足各个锅炉的燃烧要求与标准。另外对于燃煤的处理而言，需要被处理到合适的高效燃烧程度，以此来保证锅炉的节能运行要求。

（2）末端装置与压差控制器的选择与应用。在供热计量系统中，行为节能是根据用户的末端装置来实现的，因此功能是否可靠的末端装置是保证其节能效果的重要基础。同时差压控制器在整个节能系统中有着极其重要的地位和意义，但是在相关调查中发现，很多差压控制其质量难以起到有效的自动调节，因此需要供热企业和单位需要协助用户科学的选购末端装置与差压控制器，以此来保证节能措施与技术的价值体现。

结  语：

综上所述，本文所提到的节能技术与措施在集中供热系统中应用只是一小部分，还有一些关键的技术和管理内容需要人们去应用和执行，如热泵技術、气候补偿器，或者水力平衡的调试等，特别是现在国家鼓励大容量锅炉集中供热，这些都是保证其节能的重要措施。因此在实际供热系统运行时，应当结合有效的技术和管理措施来实现节能的效果，为我国能源可持续利用做出保障。

参考文献：

[1]朱成华.集中供热系统的节能措施研究[J].长春工程学院学报（自然科学版），2018，19（03）：40-43+54.

[2]汪鸿雁.集中供热系统换热站的节能措施探讨[J].全面腐蚀控制，2018，32（07）：47-48.

[3]张海龙.集中供热的安全隐患分析与防治措施[J].住宅与房地产，2018（12）：163.