摘要：当前，城市化进程越来越快，城市集中供热的范围与规模越来越大，集中供热系统的节能减排也受到了社会各界的广泛关注。整个供热系统主要包括热源、热用户以及热网组成，系统通过热源为热用户输送热能。在此过程中，存在着能源消耗的问题。基于此，文章就集中供热系统节能减排进行简要分析，以期能够提供一个借鉴。
关键词：集中供热；节能减排；分析
1 集中供热系统中的节能减排探讨的意义
近年来，世界上的各个国家都对节约能源十分重视，所以建筑节能中的集中供热节能也深受人们的关注。在我国节约能源对国民经济的快速增长，推进技术进步，提高人民生活水平，减少环境污染，有着重大的意义，也是实现我国可持续发展战略的重要举措。为了应对能源问题，作为人口大国的我们提出了建筑节能的新思想。这个思想可以降低建筑的能耗，非常有效地环节我国能源的紧缺问题。在我国集中供热作为供热的主要形式，供热能耗在建筑能耗中占据着主要地位，其能源的节约量是十分可观的。集中供热对国家经济增长有着全面的影响，也具有引领发展方向的深远影响，与人们的生活个工作密不可分。由于当前人们对生活品质的要求越来越高，对能源和环境的关注度也越来越高，有限的能源和环境的质量已成为敏感的话题，国家对能源利用和环境保护政策的法律法规也越来越完善。当前供热的发展形势是供热所涉及的范围越来越广，而人们对供热系统投入和运行的费用要求越低越好，也就是说人们希望供热系统的产热和输热效率提出了新的更高的要求，所以集中供热模式的发展受到更进一步的关注。集中供热模式在我国已经有了一定的发展，不过集中供热管网在降低能耗方面还有很大的提升空间，集中供热管网系统节能减排的研究是符合当今社会节约理念、响应国家号召的研究，因此，集中供热管网节能的监测和控制普及是顺应时代需求的。
2 我国集中供热系统的常见问题
2.1 集中供热系统换热站存在的问题
第一，部分换热站内的设备不具备系统性，各设备之间不能同步协调运作，导致供热投入能源损耗过大。比如，部分换热站由于老化而进行改建，而锅炉房施工在前，这样会导致换热站后期配置的设备与锅炉房不协调，造成热源供应增加，相应地，燃料供应也会增加，从而造成资源浪费。同时，换热站内部规划不合理、设计不科学、缺乏先进的技术设备等，不仅会导致换热站热源供应量不符合实际需求，还会导致换热站热源供应方式不科学，从而造成资源浪费。
第二，换热站内循环泵和补水泵输出量不能根据供暖需求和管道压力进行调整。当用户对供热需求量增加时，换热站内热水供应不足，导致供热不能达到用户指定的温度需求；当用户对供热需求量减少时，热水输出量不能及时减少，热供应超标，造成热源浪费，并且给供热管道带来了一定压力，容易引起热管道爆管等现象，造成换热站热供应故障，影响热用户的正常取暖，并且给供热单位增加维修成本。
第三，换热站内部缺乏现代化的控制系统。换热站未能及时更新内部设备，一些传统的设备存在数据指示不准、感应系统不灵敏等问题，不能及时反映热水的输出量、补水量等参数，导致换热站工作人员判断错误，比如，输入热水量超过热用户实际需求量，造成资源浪费。
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2.2 热网管道热损失分析
供热系统的热能输送由管网承担，管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。其热能损失主要产生原因是由于管道保温不好或管道附件未保温造成的，管道保温不好和管道泄漏时介质带走热量损失，一次网高温水所占比例很大，占总热损失的80%左右。对于二次网低温水的热损失，主要是由于管网泄漏时热介质损失所带走的热量损耗，这部分损失在一次网总热量损失占的比例有70%左右，所以在二次低温管网的管理上，应以控制失水为主。一般热网效率应大于90~95%，而架空和管沟敷设管道都达不到要求，其热损失远大于10%。由于地沟不防水或失效，造成积水管道泡水，保温性能遭到破坏，其损失甚至大于裸管。
3 以集中供暖系统的节能为例分析
3.1 热源节能
当前我国北方地区供热大部分热源是热电厂、锅炉房以及小型锅炉房，除此之外，还有一些诸如垃圾焚烧、核能供热、太阳能供热等实际情况需要单独而论。选择不同热源与节能和环保有非常密切的联系，就目前情况来说，国家政策中有详细的鼓励各个企业发展拥有改善环境同时降低能耗，并且在此基础上提供稳定的热能供应等综合性效益的热力电力联合生产的形式。
3.2 换热站节能措施
3.2.1温度的调节控制
换热站系统对温度的调节控制就是要保证二次侧有一个恒定的预设定供水温度，该温度随室外温度变化而变化，并且可分时段进行补偿。控制元件是换热器一次侧的电动调节阀，该阀门控制换热器的一次热媒流量。将预设定温度作为给定值，测量温度值作为反馈值，阀门的开度作为输出值，保证二次供水温度的恒定。当换热器的二次网供水温度低时，控制器自动将电动调节阀开大，增加二次网的供热量；当二次网供水温度高时，将电动调节阀关小，减少二次网的供热量，以此改变传送到换热器的热能，使二次网的供水温度稳定在设定值附近，达到节能的目的。
二次网供水温度给定值可按两种方式得出：线性设定和非线性设定。通常由室外温度计算出二次供水温度给定值，换热站运行中再根据供热情况对二次供水温度给定值进行调整，通常经过一个采暖季的调整后，就可以获得比较好的效果。
3.2.2循环水泵变频控制
传统换热站系统循环泵通常采用工频泵，循环泵选定后，换热站二次网的流量无法进行调整，造成换热站系统无法根据室外温度及实际供热需求来调整，造成热力及电力资源的浪费。而且大功率的工频泵在起停时会对电网造成冲击。
换热站系统二次网循环泵通过变频器来调速，改变了传统采用改变出水阀的开口度来调节流量和压力的方法，避免了能量的大量浪费。在换热站循环泵变频控制中，采用供回水温差结合供回水压差控制的方式。换热站控制系统根据各系统的实际情况，设定一个供回水压差目标值。设定此供回水压差值以满足二次管网的供暖水循环。在此基础上，换热站PLC系统通过测量二次网供回水温差来对循环泵进行修正。当二网供回水温差偏大时，则需提高循环泵转速，加大二网流量，提高二网回水温度，改善供热效果；当二网供回水温差过小时，需适当降低循环泵转速，减小二次网的流量，实现小流量大温差的运行模式。这种调整可以起到节约电能及热能的效果，在大型热网中，这种节能手段就能取得可观的效果。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点还可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，延长供热设备和各部件的使用寿命。
3.2.3改进补水定压方式
利用变频调速技术进行补水定压，通过安装在系统管道上的压力传感器去检测压力信号P，并把此信号传送给调节器与设定的固定压力信号P0相比较，比较的结果作为调节参量送给变频器以调节变频器输出电压的频率，变频器再将频率输出信号传给补水泵，进而改变补水泵转速调节补水量，以维持系统压力的恒定。当P<P0时。通过变频器来调节电源频率使其增加，那么补水泵转速就会加快，P就会增加直至P0附近；相反当P>P0时，通过变频器来调节电源频率使其减少，补水泵转速就会减慢，P就会减少直至P0附近。这样，无论P初始值是多少，最终总会维持在P0左右。还有一种特殊情况，当系统压力高于设定的压力上限值时，系统会自动报警并开启阀门泄水。直至压力恢复到正常值，阀门又自动关闭，停止泄水，这样系统运行起来就更安全。
3.3 热网节能
在正常运转的情况下，热网最主要的任务就是将供热系统当中的热能借助管网直接输送到用户处，在热能输送的过程中是否可以比较安全且高效地完成输送也是设计供热管网的重要环节之一，设计方案能否保证高度的合理性也能够直接地影响到整个电网的经济效益、环境效益以及整体的社会效益等。从整体上来看，设计人员设计电网之前，必须要充分地展开计算，保证热网的设计参数基本明确之后再去选择合适的热网形式，保证其高度的安全性以及经济利益。
总而言之，在社会的进步下，集中供热系统的节能减排问题已经引起了社会各界的广泛关注。因此，需要积极采取有效的节能技术措施、优化设计，以真正实现集中供热系统的节能目标。
参考文献：
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[3]黄阳.城镇集中供热系统节能分析[J].东方企业文化，2014，01：337.
论文作者:蒋金容
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/9/28
标签：集中供热论文; 系统论文; 节能论文; 温度论文; 热源论文; 回水论文; 换热站论文; 《基层建设》2016年12期论文;