摘要：近年来，我国经济快速发展、城市化建设不断推进，建设可持续发展的城市成为了发展方向。因此，城镇的能源和环保问题是城市化建设工程的重要内容。我国北方城市取暖季较长，主要采用的是集中供热的方式。因此，对城市集中供热系统的经济性、合理性，以及节能问题的分析和处理对于国民经济可持续发展、环境保护、能源节约等问题都有着重要意义。本文在分析现有城市集中供热系统节能存在的主要问题基础上，探讨节能问题的对策。
关键词：城市；集中供热系统；节能问题；对策
1城市集中供热系统节能问题
1.1集中供热系统中的锅炉运行热效率偏低
根据我国《民用建筑节能设计标准》相关要求，民用建筑锅炉的热运行效率标准为68%以上，国际上对于此项目的热运行效率标准为80%。而在我国的城市集中供热系统中，锅炉的热运行效率平均仅有63%，可以看出不但远低于国际标准，距离国家标准也还有很大差距。锅炉运行效率低主要是由于我国锅炉燃料多采用的是质量较差的原煤，原煤中包含大量的杂质、水分，燃烧性能差、不能满足锅炉燃烧的条件，不能支撑锅炉的满负荷工作。
1.2供热管网输送效率低
供热管网的输送效率计算方式为：计划由管网输送的热量总和减去在输送过程中损失掉的热量总和，其结果除以真正获得的热量总和后得到的数值为该供热管网的热输送效率。我国关于集中供热系统供热管网输送效率的标准为不低于90%，而在我国实际的供热系统中，输送效率仅为65%。我国现在建成使用的供热管网存在严重的保温热损失、水力失调、热泄漏等问题。
1.3冷热不均，浪费能源
我国城市集中供热系统基本采用的都是单向顺流的方式，即热量从热源开始沿一个方向贯通所有居民家庭。这种方式造成了严重的供热冷热不均。一部分家庭距离热源近，室内温度非常高，冬季还需要开窗降温，极大的浪费了能源。另一部分家庭由于距离热源远，热量传输过来时温度已经不够，室内温度过低还需要再开空调、电暖器等设备取暖，造成了二次资源的消耗。城市集中供热系统为了能使每个家庭的温度都达标，只能加大力度供暖，一方面浪费热力资源，另一方面造成部分家庭温度过高。
3城市集中供热系统节能问题对策
3.1水力失调问题对策
水力失调主要是由单向顺流的供热方式造成的。首先我们给出理想的单向顺流水压图和实际使用过程中水力失调的水压图，分别见图1和图2。
由图1和图2可以清楚地看出，在实际运行过程中末端的水压线中已经没有循环动力了，水流量很小，因此供热性能极差，在单向顺流的供热方式中，末端的用户室温非常低。前端的用户室温高、流量大，而末端的用户室温低、流量很小。解决水力失调的问题传统办法是人工进行测温调节，测温发现低温点后就人工调节阀门。这种办法一个问题是人工工作量太大，有时可能不能够及时发现问题、准确定位。另一个问题是由于整个供热系统是联通的，调节一个阀门就会引起其他阀门的流量变化，从而引起其他用户室内温度降低。为了解决这个问题，提出了机械式自动调节的方法，通过使用机械调节阀并对其设定一定数值，保证在一定压差范围内，流经此阀门的流量是固定在这个数值的。当管道内压差过大，超出阀门阈值，则需要人工进行干预。除此之外，还可以通过新建热传站、重新布置管网，以及使用现代化的计算机监控系统等方式实现对管道的实时监控。总之，必须实现科学的管道运行调度，实现按需供热的方式，才能提高供热性能，避免水力失调的问题。
3.2水泵节能分析
在集中供热系统中，由水泵提供动力来保证供热介质的输送，因此水泵的性能以及节能性对于整个集中供热系统的运行都有着很大影响。我们以某地供热期内泵房耗电量情况为基础分析水泵的节能问题。现有的集中供热系统热负荷高、热流量大，从而导致泵站能耗大。另外造成泵站能耗大的原因是泵站使用年限较长、效率较低。对泵站的改造对策主要包括避免并联运行多台泵，并联运行的功率远大于单台泵，而运行的效果也不如单台泵。所以在能够满足供热系统运行的前提下，尽量选择使用单台泵。可以使用变频调节技术来自动控制泵的出口压力及流量。通过变频控制能够实现供回水压力的恒定，我们在上一节讨论过人工控制阀门和自动控制阀门的问题，而如果可以实现变频控制则不再需要阀门控制，而直接通过调节电机转数来调节压力，从而大大提高工作效率、减轻工人的工作强度。另外，为了提高泵站的节能性，我们建议在街区回水压力较高时，如果能够满足回水量直接回到大网，则可以暂停回水泵来节能。而当电厂的供水压力大于街区供水压力时，可以暂停供水泵来实现节能。在日常运行过程中应及时清除污垢、降低运行阻力，节约电能；减少失水、减少补水的操作，可以降低能耗。
3.3运行调节分析
传统的集中供热系统运行调节包括质调节、量调节、分阶段调节等方式。质调节的方式是指在供暖季循环水泵在额定工况下工作，供热管网中的流量恒定不变。这种调节方式简单、便于工作，但由于泵站全程处于满负荷工作，因此运行的费用最高。量调节方式是指根据外界温度的改变调整供热量，当室外温度达到一定高度时，迅速减少供热系统中的热循环量、调低回水速度。量调节方式工作较复杂，一旦出现水力失调就会影响部分用户的用热需求。但因为采用了变频泵站可以节省电能。分阶段调节的方式能够根据室外温度的改变，调整供热管网的流量和回水速度，同时在泵站设置变频调速装置和其他动态测量装置，从而大大提高对末端用户的温度调节能力。通过优化运行调节方案，可以实现科学的执行调度指令，通过绘制供热曲线，科学的调整供回水的温度。
3.4水耗分析及节能措施
集中供热系统中的水水耗问题不但造成大量失水，还造成了大量损失热量。因此，一般以补水率作为供热系统的失水指标。目前，我国集中供暖系统中的补水率一般在0.5%到10%的范围内变化。这是由于各地建设情况不同，管道泄漏的情况不同。另外用户私下放水的问题也会影响补水率。其中由于管道泄漏、阀门泄漏等所造成的补水属于正常补水；而由人为泄水造成的补水是社会公德问题。下面我们给出了某地2008和2009年两个供热期回水率的对比图，具体见图4。供热管理部门通过加强巡检力度、更换老旧设备、加大管网平衡调节，以及在供热水中加药等措施，提升回水率。但由图4我们可以看出，此举对整体管网的水耗问题改进不大，回水率低的管网仍然回水率较低。因此，针对提升回水率的问题，需要针对不同管网的特殊情况进行有针对性的处理。
4结论
供热系统作为耗能大户，在环境问题日益突出的今天，节能减排势在必行;采暖系统的设计者首先需要确定建筑物实际负荷，因为热负荷是供热管网选型的基础;只有在正确数据的基础上，才能做出最节能高效的选型;供暖系统的水力工况决定供暖系统的稳定和末端热用户体验，采用自立式平衡阀可有效实现水利平衡;最后就是要根据建筑物功能和天气变化等综合条件来确定供热温度变化，而不仅仅是室外温度单一变量。通过在集中供暖运行中各个环节的把控，才能使集中供热系统更节能、更高效、更环保。
参考文献：
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论文作者:吕兴亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2017/12/28
标签：集中供热论文; 系统论文; 回水论文; 管网论文; 节能论文; 泵站论文; 方式论文; 《基层建设》2017年第27期论文;