论文部分内容阅读
【摘 要】 在供热系统的运行过程中，能耗大、资源浪费多是最为主要的问题。提高供热设备的节能效果是每一个供热企业要解决的重要问题。本文对供热系统常见的节能问题进行分析，并对节能措施进行探讨，以供参考。
【关键词】 供热系统;节能;问题;对策
一、前言
经济的发展和进步对能源的需求不断增加，供热系统能耗巨大，造成了严重的资源浪费。因此，要通过节能措施的应用提高系统的运行效率，降低能耗。
二、供热系统的常见问题
1、锅炉运行中的问题。在锅炉的运行中，常见的严重的问题就是能源利用率比较低。在水的加温过程中，燃煤的消耗量大，但水温还是一直偏低。在保证了送煤的速度和煤层的厚度后，燃煤的消耗量和水温还是不能成正比，效率明显的偏低，锅炉达不到指定的理想发热量，这也造成了热能生产上的不足，给能源的消耗带来了严重的问题。
2、输送管网系统中的问题。在输送管网系统中，水力平衡失调的情况较为严重。由于在二级网的设计和安装质量上存在一定的问题，同时在设备的选型上又存在一定的不达标等，以及在之后的扩网过程中，不按照规章制度随意扩建，导致了二级网水力平衡严重失调。另一个原因是因为在二级网的管理上，人为的操作大意，意识麻痹，技术管理水平不达标，工作责任心不足。在管网的设计和安装位置上不科学，不认真。这便使流量分配偏离设计状态，各处的冷热不均，造成水力平衡失调。在选型上过大，设计供热面积也大于实际使用面积，在供热面积扩大后，也没有及时的调整和纠正管网状态。然后，在管网铺设完成后的使用过程中，没有及时的保养和维护，导致管道阀门生锈情况严重，管路热损失量大，增加了运行成本，造成不同程度的水力平衡失调。
3、在热能的使用上的问题。在供热系统的采暖形式上，长期以来普遍采用的都是室内垂直单管顺流式的采暖形式，导致了用户自己无法调节使用合适的热量和室温。因此，为了调节室温，用户只有打开门窗来降温，这便导致了热量的大量流失，能源的极大浪费，从而使利用围护结构来改善资源利用率的措施得不到体现，更加达不到节能减排的效果。另外，在这种以垂直单管顺流式的采暖形式的结构下，导致了上下层用户的室内温度不均匀，垂直失调的状况，在能源的使用上，存在着极大的浪费和使用率极度不足的问题。
三、供热系统的节能措施
1、热能生产的节能改造。对于供热系统热能生产中的节能改造，首先要改变现在的燃烧方式。在控制好煤风比例的情况下，充分的将锅炉的排烟利用到对空气的加热中去，再送回到炉膛里燃烧。在煤层的厚度上，根据燃煤的质量选择合适的、科学的厚度，然后根据燃烧情况再采取不同的送煤排煤速度。在提高水温的过程中，将所有的锅炉都满负荷的打开使用，快速的提高水温，减少热效率的状况，在水温达到使用标准后，减少锅炉的使用，只用几台锅炉来保证水温的持续性，减少了燃煤的使用量，达到节能的目标。同时在锅炉的清扫维护上，定期保证清除沉积物，维持其传热面的清洁，保证设备在传热过程中热量的不流失，进而有效降低热损耗。
2、对输送管网的节能改造。在供热系统中输送管网的设计上，要充分考虑到之后管网的扩建和管网的使用时间和地理因素，在规划期较长的项目上，避免在设备的选型上选项过大，运行工作点偏离，设备运行效率偏低。在规划期比较中期的项目，避免在设备的选型上太定型，要留有余地。为了避免造成输送能耗太大的情况，在运行的方式上要采用变频调节的方式，避免采用阀门节流的方式。同时，在引入口管段安装自力式压差调节器或自力式流量控制器等。另外，在管网的运行方式上采取外网大温差小流量，室内采取小温差大流量。这样便减少了供热系统的输送能耗，并且还改善了垂直失调不平衡的状况。
4、采用变频调速技术
（1）合理采用變频调速技术。采暖期随室外温度变化各阶段需要热负荷不同，严寒季节锅炉热负荷大，鼓引风机、热网循环泵等运行接近额定参数，而在采暖期的初期和末期供热系统热负荷低，锅炉动力设备需要调整运行参数，以往是通过调节风机风门挡板的开度或调整泵出口阀门的开度来实现，这样人为地加大阻力，使动力设备在不同负荷状态下运行，电机功率也基本保持不变，这种“低负荷、高消耗”造成电能的很大浪费。采用变频调速技术可以通过变频调速改变电机的输入频率，进而调整鼓引风机、循环泵的转速实现负荷调节。在实际运行中，可以根据环境温度通过变频器来自动设定鼓引风机、循环泵最大技术参数，同时调节给煤量，从而达到“低负荷、低消耗”运行的目的，随室外温度变化调节锅炉热负荷，达到节能目的。供热热源热水锅炉、鼓引风机、循环泵等主要耗电设备由工频改为变频调速可实现节能。设备采用变频节电的同时，大大减小了对机械和电网电流的冲击，提高了设备启、停的安全性。采用设备变频技术以后，供热热源节电明显，比单纯工频设备节能30%左右。
（2）不可盲目采用变频技术。变频并不是万能的，加装变频器是在原动力设备特性曲线的范围内实现节电的。变频器的选择，如采用通用型的，其功率应与动力设备电机功率相一致。例如对于流量和扬程同时偏大的泵，也可以采用增加变频器或车削叶轮的方法解决。但对于只是扬程偏高，而流量合适或偏小的泵，只能更换动力设备，不能用加装变频器来实现。因为当用电的频率降低时，动力设备的扬程和流量会同时降低，使本来偏小的参数偏差更大。变频调节必须在原动力设备特性曲线的范围内实现节电。对于那些动力设备型号同实际需要相差甚大，必须重新选型才能达到根本的节电，盲目加装变频器的做法不可取。
5、动力设备并联运行问题。动力设备并联运行工况普遍存在，如多台锅炉引风机共用一个烟桥，多台水泵共用一个汇水集箱。下面以多台水泵共用一个汇水集箱为例分析：
循环水泵并联运行时进出口都装设汇水集箱，当总出水管设置在汇水集箱端部时，靠近汇水集箱总出口位置的循环泵（1#）出口与汇水集箱连接处要装设水流导向装置，最好几台并联循环泵出口处三通均装设导向装置，如图1所示。
图1 循环水泵并联三通连接导流装置
若循环水泵并联，靠近汇水集箱总出口位置的循环泵出口与汇水集箱连接处不装设导流装置，如图2所示，当只有1#循环泵运行时，由于泵出口压头相当高，一般都在几十米，此时不设导流装置，进入汇水集箱内的高扬程水柱，直接冲击正前方汇水集箱管壁，然后左右分流，实际上分流到左侧动能是靠左侧封头产生的反作用力，然后向右侧总出口方向流动，此过程也损耗电机功率增加能耗，实际上这台循环泵在此时所消耗的功率并不包括在水泵选型时水泵所需功率范畴之内，因此严重造成了水泵有效性能不足，不能满足供热系统对循环泵参数的需求。
图2 循环水泵并联三通不设置导流装置
下面分析1#循环泵运行时，再启动2#、3#循环泵的工况：
1#循环泵运行时其进入汇水集箱主流水束形成高强度的水墙，2#、3#循环泵水流欲穿透此水墙势必需要额外多消耗循环泵功率，同样会造成泵有效性能参数降低，也不可能达到泵并联运行时应该满足的参数要求。即使总出口设置在汇水集箱中部也存在着电机功率无谓增加消耗的问题。通过上述分析还可以扩展到其它动力设备进出口连接不当情况，同样也会无谓地增加系统阻力，必然增加电耗或影响设备性能。几台锅炉共用烟桥时，将会危及到锅炉能否正常运行，因此烟气导流尤为重要。
施工时更有甚者，在动力设备共用一个三通时不仅不安装导流装置，甚至于支管不切割相贯线，将平头管直接插入汇集装置内，个别不负责任者将平头管直抵汇集装置对面管壁，此种施工方式将埋下难以查找的致命隐患。可见精心设计，严格按有关规程、规定、标准施工，强化施工监管，确保设计、施工质量为重中之重。
四、结束语
综上所述，做好供热系统的节能减排，要针对系统存在的问题入手，采取有效措施提高能源利用率，降低生产成本，在保证人们正常生活的前提下，做到企业效益最大化。
参考文献：
[1]张铭.高温地热水供热系统关键技术研究[J].应用能源技术，2013，10（7）：48-50
[2]王月梅.浅谈供热节能途径[J]黑龙江科技信息，2011，12（11）：20—21
【关键词】 供热系统;节能;问题;对策
一、前言
经济的发展和进步对能源的需求不断增加，供热系统能耗巨大，造成了严重的资源浪费。因此，要通过节能措施的应用提高系统的运行效率，降低能耗。
二、供热系统的常见问题
1、锅炉运行中的问题。在锅炉的运行中，常见的严重的问题就是能源利用率比较低。在水的加温过程中，燃煤的消耗量大，但水温还是一直偏低。在保证了送煤的速度和煤层的厚度后，燃煤的消耗量和水温还是不能成正比，效率明显的偏低，锅炉达不到指定的理想发热量，这也造成了热能生产上的不足，给能源的消耗带来了严重的问题。
2、输送管网系统中的问题。在输送管网系统中，水力平衡失调的情况较为严重。由于在二级网的设计和安装质量上存在一定的问题，同时在设备的选型上又存在一定的不达标等，以及在之后的扩网过程中，不按照规章制度随意扩建，导致了二级网水力平衡严重失调。另一个原因是因为在二级网的管理上，人为的操作大意，意识麻痹，技术管理水平不达标，工作责任心不足。在管网的设计和安装位置上不科学，不认真。这便使流量分配偏离设计状态，各处的冷热不均，造成水力平衡失调。在选型上过大，设计供热面积也大于实际使用面积，在供热面积扩大后，也没有及时的调整和纠正管网状态。然后，在管网铺设完成后的使用过程中，没有及时的保养和维护，导致管道阀门生锈情况严重，管路热损失量大，增加了运行成本，造成不同程度的水力平衡失调。
3、在热能的使用上的问题。在供热系统的采暖形式上，长期以来普遍采用的都是室内垂直单管顺流式的采暖形式，导致了用户自己无法调节使用合适的热量和室温。因此，为了调节室温，用户只有打开门窗来降温，这便导致了热量的大量流失，能源的极大浪费，从而使利用围护结构来改善资源利用率的措施得不到体现，更加达不到节能减排的效果。另外，在这种以垂直单管顺流式的采暖形式的结构下，导致了上下层用户的室内温度不均匀，垂直失调的状况，在能源的使用上，存在着极大的浪费和使用率极度不足的问题。
三、供热系统的节能措施
1、热能生产的节能改造。对于供热系统热能生产中的节能改造，首先要改变现在的燃烧方式。在控制好煤风比例的情况下，充分的将锅炉的排烟利用到对空气的加热中去，再送回到炉膛里燃烧。在煤层的厚度上，根据燃煤的质量选择合适的、科学的厚度，然后根据燃烧情况再采取不同的送煤排煤速度。在提高水温的过程中，将所有的锅炉都满负荷的打开使用，快速的提高水温，减少热效率的状况，在水温达到使用标准后，减少锅炉的使用，只用几台锅炉来保证水温的持续性，减少了燃煤的使用量，达到节能的目标。同时在锅炉的清扫维护上，定期保证清除沉积物，维持其传热面的清洁，保证设备在传热过程中热量的不流失，进而有效降低热损耗。
2、对输送管网的节能改造。在供热系统中输送管网的设计上，要充分考虑到之后管网的扩建和管网的使用时间和地理因素，在规划期较长的项目上，避免在设备的选型上选项过大，运行工作点偏离，设备运行效率偏低。在规划期比较中期的项目，避免在设备的选型上太定型，要留有余地。为了避免造成输送能耗太大的情况，在运行的方式上要采用变频调节的方式，避免采用阀门节流的方式。同时，在引入口管段安装自力式压差调节器或自力式流量控制器等。另外，在管网的运行方式上采取外网大温差小流量，室内采取小温差大流量。这样便减少了供热系统的输送能耗，并且还改善了垂直失调不平衡的状况。
4、采用变频调速技术
（1）合理采用變频调速技术。采暖期随室外温度变化各阶段需要热负荷不同，严寒季节锅炉热负荷大，鼓引风机、热网循环泵等运行接近额定参数，而在采暖期的初期和末期供热系统热负荷低，锅炉动力设备需要调整运行参数，以往是通过调节风机风门挡板的开度或调整泵出口阀门的开度来实现，这样人为地加大阻力，使动力设备在不同负荷状态下运行，电机功率也基本保持不变，这种“低负荷、高消耗”造成电能的很大浪费。采用变频调速技术可以通过变频调速改变电机的输入频率，进而调整鼓引风机、循环泵的转速实现负荷调节。在实际运行中，可以根据环境温度通过变频器来自动设定鼓引风机、循环泵最大技术参数，同时调节给煤量，从而达到“低负荷、低消耗”运行的目的，随室外温度变化调节锅炉热负荷，达到节能目的。供热热源热水锅炉、鼓引风机、循环泵等主要耗电设备由工频改为变频调速可实现节能。设备采用变频节电的同时，大大减小了对机械和电网电流的冲击，提高了设备启、停的安全性。采用设备变频技术以后，供热热源节电明显，比单纯工频设备节能30%左右。
（2）不可盲目采用变频技术。变频并不是万能的，加装变频器是在原动力设备特性曲线的范围内实现节电的。变频器的选择，如采用通用型的，其功率应与动力设备电机功率相一致。例如对于流量和扬程同时偏大的泵，也可以采用增加变频器或车削叶轮的方法解决。但对于只是扬程偏高，而流量合适或偏小的泵，只能更换动力设备，不能用加装变频器来实现。因为当用电的频率降低时，动力设备的扬程和流量会同时降低，使本来偏小的参数偏差更大。变频调节必须在原动力设备特性曲线的范围内实现节电。对于那些动力设备型号同实际需要相差甚大，必须重新选型才能达到根本的节电，盲目加装变频器的做法不可取。
5、动力设备并联运行问题。动力设备并联运行工况普遍存在，如多台锅炉引风机共用一个烟桥，多台水泵共用一个汇水集箱。下面以多台水泵共用一个汇水集箱为例分析：
循环水泵并联运行时进出口都装设汇水集箱，当总出水管设置在汇水集箱端部时，靠近汇水集箱总出口位置的循环泵（1#）出口与汇水集箱连接处要装设水流导向装置，最好几台并联循环泵出口处三通均装设导向装置，如图1所示。
图1 循环水泵并联三通连接导流装置
若循环水泵并联，靠近汇水集箱总出口位置的循环泵出口与汇水集箱连接处不装设导流装置，如图2所示，当只有1#循环泵运行时，由于泵出口压头相当高，一般都在几十米，此时不设导流装置，进入汇水集箱内的高扬程水柱，直接冲击正前方汇水集箱管壁，然后左右分流，实际上分流到左侧动能是靠左侧封头产生的反作用力，然后向右侧总出口方向流动，此过程也损耗电机功率增加能耗，实际上这台循环泵在此时所消耗的功率并不包括在水泵选型时水泵所需功率范畴之内，因此严重造成了水泵有效性能不足，不能满足供热系统对循环泵参数的需求。
图2 循环水泵并联三通不设置导流装置
下面分析1#循环泵运行时，再启动2#、3#循环泵的工况：
1#循环泵运行时其进入汇水集箱主流水束形成高强度的水墙，2#、3#循环泵水流欲穿透此水墙势必需要额外多消耗循环泵功率，同样会造成泵有效性能参数降低，也不可能达到泵并联运行时应该满足的参数要求。即使总出口设置在汇水集箱中部也存在着电机功率无谓增加消耗的问题。通过上述分析还可以扩展到其它动力设备进出口连接不当情况，同样也会无谓地增加系统阻力，必然增加电耗或影响设备性能。几台锅炉共用烟桥时，将会危及到锅炉能否正常运行，因此烟气导流尤为重要。
施工时更有甚者，在动力设备共用一个三通时不仅不安装导流装置，甚至于支管不切割相贯线，将平头管直接插入汇集装置内，个别不负责任者将平头管直抵汇集装置对面管壁，此种施工方式将埋下难以查找的致命隐患。可见精心设计，严格按有关规程、规定、标准施工，强化施工监管，确保设计、施工质量为重中之重。
四、结束语
综上所述，做好供热系统的节能减排，要针对系统存在的问题入手，采取有效措施提高能源利用率，降低生产成本，在保证人们正常生活的前提下，做到企业效益最大化。
参考文献：
[1]张铭.高温地热水供热系统关键技术研究[J].应用能源技术，2013，10（7）：48-50
[2]王月梅.浅谈供热节能途径[J]黑龙江科技信息，2011，12（11）：20—21