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【摘 要】热能工程是国际社会和国内社会共同关注的话题，更切实际地关系到资源合理利用以及可持续发展的道路的延续。本文分析了供能系统中锅炉及管网运行的节能潜力和系统能耗现状，就运行中能耗偏高以及浪费等进行研究，并提出降低能耗的建议和提高性能的管理方法。
【关键词】热能工程；锅炉；供热系统；节能
我国北方大部分地区逐步发展集中供热系统，燃气供热炉、较大型热水锅炉、热力网投入使用，但由于技术的不够成熟，运行管理和节能减排等方面需要加强。供热系统存在普遍的高能耗现象，不但造成了能源的浪费，还加大了环境问题的压力。
一、供热系统节能潜力的分析评估
1.供热系统消耗能量的环节
供热系统通过热源把热能传送给热用户，一般分为4个环节：a.热制备；b.转换；c.输送；d.用热。
A.以锅炉房为例，区域锅炉房的耗能设备主要是锅炉、燃料的输送、清除灰渣机械设备、鼓风机、引风机、输配系统水泵和水制备系统；耗用燃料、水、热和电力；用单位供热量来测评耗能水平。
B.能量转换通过热力站的热交换器把一级网热能传送给二级网，并输送到用户。二级网的热源是热力站，主要设备有热交换器、补水泵和二级网系统的循环水泵。耗用能源是一级网的高温水（蒸汽）、水、热和电力；用单位供热量测评耗能水平。
C.热网承担热能的输送，钢管、保护层和保温层组成供热管道。沿途输送过程中损失能量，用热网效率来表示保温程度和效果。在热网管线上布置的水泵用单位供热量测评耗能水平。
D.用热设备主要提供建筑物的采暖，耗能设备是一般都是采暖散热器，用单位供暖面积来测评耗能水平。
2.系统热耗的估计
（1）输入能量=可用能量+∑能量损失
（2）能源利用率=可用能量/输入能量
3.系統电耗的估计
（1）水泵的耗电量
S=h∑0（△H×G）/（367.3·η）/∑N0 （G是水泵运行流量；△H是水泵运行扬程；η是水泵的运行效率；∑N0是系统的供热量；h为有效的小时数）
（2）风机耗电量也可用上式计算
G为风机的运行风量；△H是风机的运行风压；η是风机运行效率；∑N0为系统供热
4.系统泄漏损失的估计
（1）系统的补水率P=100·BS/G（%）（系统补水量BS；G为系统运行的循环水量）
（2）单位供热量所泄漏的热损失BR=[（t1-t0）P·G·ρ·C]/∑N0（ρ是水密度；C是水的比热；t1是供水温度；t0是水源温度）
二、供热系统能耗现状：耗能偏高的原因分析
（一）设计的不合理因素
1.锅炉容量的储备系数过高
主要原因：（1）采用偏高的指标法导致负荷估算偏高。（2）基于长久“安全第一”的思想，人为增加了安全裕量。
2.鼓、引风机、补水泵、循环水泵等设备储备量过高导致经济效益降低。在实际选设备机型时，由于各种客观条件限制或者是设计的粗糙，管理者往往坚持宁大勿小，设备大于系统需求，造成了辅助设备电容量偏高。而用户在实际使用过程中，为了解决水力失调，又采用“大流量加小温差”的方法，设备在全负荷的情况下运行，导致耗电量太高。
（二）实际运行过程中的弊端
1、锅炉换热面的热阻过大
由于在锅炉受热内、外表面都有严重的灰垢和水垢。因而增大了换热面热阻，导致锅炉的热效率大幅度降低。
2、使用的煤种较差
我国的工业锅炉煤种一般用二类烟煤。烟煤在我国储量最多，产地遍及全国，不同地区的烟煤的煤质差别较大。在实际使用中，煤质较差，因此要增大燃煤量，从而辅机设备的耗电也增加，最终导致锅炉的热效率降低。
3、锅炉的燃烧状况不佳
配风比例、炉膛温度、炉膛空气量、煤层厚度、炉排转速各个因素的控制不合理都将导致热量的损失，降低了锅炉的热效率。
4、管网的补水量过大
5、锅炉及管道的保温性能太差
三、实例分析，从供热系统的供热现状来看节能潜力
1.1997年，霍尼韦尔公司和烟台市合作建立计量收费试验点的实验研究，该实验主要是研究单管式与双管式系统，并设有对比楼。根据一整个冬季的运行，数据表明：用户满意，没有过热或过冷现象，能耗相对低，节能率大概在4.13%至10.76%。
2.浓海热网运用微机监控技术，节能效果比较可观：该公司对33个有微机监控下的热力站进行统计，平均采暖热指标35.5Kcal/h.m2，根据没有微机监控下的热力站统计数据，平均采暖热指标42Kcal/h.m2。这说明采用微机监控技术并实施科学运行管理，避免系统失调，大概能够节能15%。
由此可以明显地得出结论，我国的供热系统还有很大的节能潜力，供热系统还需技术改进，不断发展，从而达到节能的最终目标。
四、依靠先进的科学技术发掘节能潜力，提高能源利用率
提高燃烧效率和热量利用率是提高燃气供热锅炉效率的两个主要方面。目前，燃烧器的效率已经相对较高，再次提高有一定困难。所以，实现燃气供热炉的基本途径还是提高热能的利用率。
燃气锅炉排烟温度较高，所以，在烟气出口增加回收余热的装置，就能简便地提高燃气锅炉效率。目前通常采用低温系统回水来吸收热量。主要有直接吸收和热管余热回收这两种形式。热管技术是较新颖的一项技术，较传统换热技术在某些领域体现出更加优越的性能，因此许多公司大规模宣传热管技术。将热管技术应用在远距离传输热量的场合能够发挥独特的优越性，但是不能将其看做成一项万能的技术并取代所有的换热装置，因为这项技术发展的时间并不长，工业界暂未大规模使用，盲目投入其中必定造成资源的浪费和经济的损失。笔者认为，在获得可靠性的实验数据之后才可以将热管技术大规模投入使用。
节能潜力是通过不断地分析和对比得出的，寻找设备间的能耗差距、制订可行措施、挖掘节能潜力。定期检测分析，并结合实际情况研究出切实可行的方案，不断进步和完善系统和设备，选择先进的评估指标，在运行中并行检测是否达到预测的节能潜力和经济效益，这样才能达到降低能耗的最终目标。
参考文献
[1]黎达.锅炉及供热系统的节能问题技术对策[J].中国商界，2008，（6）
[2]王天民.锅炉节能数据30条[J].节能，1996（9）
[3]陈学俊，陈听宽.锅炉原理EM3.机械工业出版社，1979
[4]刘贺明.大力推进供热行业的节能减排工作[J].区域供热，2008，（5）
[5]杨世铭.传热学[M].第2版.北京：高等教育出版社，1980，10.
[6]薛凯.浅谈燃煤供热锅炉房节能措施[J ].上海节能，2008，（6）
[7]王应鹏.集中供热节能技术措施[J].山西建筑，2008，（30）
[8]黄问盈.热管与热管传热器设计基础[M].北京：中国铁道出版社，1995.11.
【关键词】热能工程；锅炉；供热系统；节能
我国北方大部分地区逐步发展集中供热系统，燃气供热炉、较大型热水锅炉、热力网投入使用，但由于技术的不够成熟，运行管理和节能减排等方面需要加强。供热系统存在普遍的高能耗现象，不但造成了能源的浪费，还加大了环境问题的压力。
一、供热系统节能潜力的分析评估
1.供热系统消耗能量的环节
供热系统通过热源把热能传送给热用户，一般分为4个环节：a.热制备；b.转换；c.输送；d.用热。
A.以锅炉房为例，区域锅炉房的耗能设备主要是锅炉、燃料的输送、清除灰渣机械设备、鼓风机、引风机、输配系统水泵和水制备系统；耗用燃料、水、热和电力；用单位供热量来测评耗能水平。
B.能量转换通过热力站的热交换器把一级网热能传送给二级网，并输送到用户。二级网的热源是热力站，主要设备有热交换器、补水泵和二级网系统的循环水泵。耗用能源是一级网的高温水（蒸汽）、水、热和电力；用单位供热量测评耗能水平。
C.热网承担热能的输送，钢管、保护层和保温层组成供热管道。沿途输送过程中损失能量，用热网效率来表示保温程度和效果。在热网管线上布置的水泵用单位供热量测评耗能水平。
D.用热设备主要提供建筑物的采暖，耗能设备是一般都是采暖散热器，用单位供暖面积来测评耗能水平。
2.系统热耗的估计
（1）输入能量=可用能量+∑能量损失
（2）能源利用率=可用能量/输入能量
3.系統电耗的估计
（1）水泵的耗电量
S=h∑0（△H×G）/（367.3·η）/∑N0 （G是水泵运行流量；△H是水泵运行扬程；η是水泵的运行效率；∑N0是系统的供热量；h为有效的小时数）
（2）风机耗电量也可用上式计算
G为风机的运行风量；△H是风机的运行风压；η是风机运行效率；∑N0为系统供热
4.系统泄漏损失的估计
（1）系统的补水率P=100·BS/G（%）（系统补水量BS；G为系统运行的循环水量）
（2）单位供热量所泄漏的热损失BR=[（t1-t0）P·G·ρ·C]/∑N0（ρ是水密度；C是水的比热；t1是供水温度；t0是水源温度）
二、供热系统能耗现状：耗能偏高的原因分析
（一）设计的不合理因素
1.锅炉容量的储备系数过高
主要原因：（1）采用偏高的指标法导致负荷估算偏高。（2）基于长久“安全第一”的思想，人为增加了安全裕量。
2.鼓、引风机、补水泵、循环水泵等设备储备量过高导致经济效益降低。在实际选设备机型时，由于各种客观条件限制或者是设计的粗糙，管理者往往坚持宁大勿小，设备大于系统需求，造成了辅助设备电容量偏高。而用户在实际使用过程中，为了解决水力失调，又采用“大流量加小温差”的方法，设备在全负荷的情况下运行，导致耗电量太高。
（二）实际运行过程中的弊端
1、锅炉换热面的热阻过大
由于在锅炉受热内、外表面都有严重的灰垢和水垢。因而增大了换热面热阻，导致锅炉的热效率大幅度降低。
2、使用的煤种较差
我国的工业锅炉煤种一般用二类烟煤。烟煤在我国储量最多，产地遍及全国，不同地区的烟煤的煤质差别较大。在实际使用中，煤质较差，因此要增大燃煤量，从而辅机设备的耗电也增加，最终导致锅炉的热效率降低。
3、锅炉的燃烧状况不佳
配风比例、炉膛温度、炉膛空气量、煤层厚度、炉排转速各个因素的控制不合理都将导致热量的损失，降低了锅炉的热效率。
4、管网的补水量过大
5、锅炉及管道的保温性能太差
三、实例分析，从供热系统的供热现状来看节能潜力
1.1997年，霍尼韦尔公司和烟台市合作建立计量收费试验点的实验研究，该实验主要是研究单管式与双管式系统，并设有对比楼。根据一整个冬季的运行，数据表明：用户满意，没有过热或过冷现象，能耗相对低，节能率大概在4.13%至10.76%。
2.浓海热网运用微机监控技术，节能效果比较可观：该公司对33个有微机监控下的热力站进行统计，平均采暖热指标35.5Kcal/h.m2，根据没有微机监控下的热力站统计数据，平均采暖热指标42Kcal/h.m2。这说明采用微机监控技术并实施科学运行管理，避免系统失调，大概能够节能15%。
由此可以明显地得出结论，我国的供热系统还有很大的节能潜力，供热系统还需技术改进，不断发展，从而达到节能的最终目标。
四、依靠先进的科学技术发掘节能潜力，提高能源利用率
提高燃烧效率和热量利用率是提高燃气供热锅炉效率的两个主要方面。目前，燃烧器的效率已经相对较高，再次提高有一定困难。所以，实现燃气供热炉的基本途径还是提高热能的利用率。
燃气锅炉排烟温度较高，所以，在烟气出口增加回收余热的装置，就能简便地提高燃气锅炉效率。目前通常采用低温系统回水来吸收热量。主要有直接吸收和热管余热回收这两种形式。热管技术是较新颖的一项技术，较传统换热技术在某些领域体现出更加优越的性能，因此许多公司大规模宣传热管技术。将热管技术应用在远距离传输热量的场合能够发挥独特的优越性，但是不能将其看做成一项万能的技术并取代所有的换热装置，因为这项技术发展的时间并不长，工业界暂未大规模使用，盲目投入其中必定造成资源的浪费和经济的损失。笔者认为，在获得可靠性的实验数据之后才可以将热管技术大规模投入使用。
节能潜力是通过不断地分析和对比得出的，寻找设备间的能耗差距、制订可行措施、挖掘节能潜力。定期检测分析，并结合实际情况研究出切实可行的方案，不断进步和完善系统和设备，选择先进的评估指标，在运行中并行检测是否达到预测的节能潜力和经济效益，这样才能达到降低能耗的最终目标。
参考文献
[1]黎达.锅炉及供热系统的节能问题技术对策[J].中国商界，2008，（6）
[2]王天民.锅炉节能数据30条[J].节能，1996（9）
[3]陈学俊，陈听宽.锅炉原理EM3.机械工业出版社，1979
[4]刘贺明.大力推进供热行业的节能减排工作[J].区域供热，2008，（5）
[5]杨世铭.传热学[M].第2版.北京：高等教育出版社，1980，10.
[6]薛凯.浅谈燃煤供热锅炉房节能措施[J ].上海节能，2008，（6）
[7]王应鹏.集中供热节能技术措施[J].山西建筑，2008，（30）
[8]黄问盈.热管与热管传热器设计基础[M].北京：中国铁道出版社，1995.11.