[摘 要]我國(guó)北方供熱管網(wǎng)中跑冒滴漏現(xiàn)象嚴(yán)重，熱損失大。有必要對(duì)城市供熱管網(wǎng)進(jìn)行改造，以提高能源利用效率。
[關(guān)鍵詞]輸配管網(wǎng)；城市供熱系統(tǒng)；節(jié)能改造
1 城市集中供熱存在的主要問題
我國(guó)的集中供熱，對(duì)城市建設(shè)和改善人民生活帶來不可估量的收益，但是，由于長(zhǎng)期受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的制約，存在著供熱體制、供熱成本和供熱技術(shù)方面的問題，本文主要研究技術(shù)方面的問題，對(duì)于技術(shù)方面存在的問題如下：
1.1 管網(wǎng)敷設(shè)方式落后
供熱管網(wǎng)的敷設(shè)方式普遍采用管溝方式，這種敷設(shè)方式占地比較多，在城市規(guī)劃管線綜合安排上有一定的困難，施工周期長(zhǎng)，對(duì)城市交通影響大。尤其在城市中心會(huì)遇到大量的拆遷問題，增加了大量的投資，在供熱管網(wǎng)建設(shè)施工中，經(jīng)常會(huì)與城市的整體建設(shè)規(guī)劃產(chǎn)生沖突，與相關(guān)部門的協(xié)調(diào)配合存在較大問題，增加了施工難度，阻礙了施工進(jìn)度，甚至無法實(shí)施，減緩了城市集中供熱的發(fā)展速度，導(dǎo)致供熱管道及熱源的建設(shè)趕不上城市發(fā)展的需要。
1.2 運(yùn)行的室外管網(wǎng)多為支狀管網(wǎng)，供熱管網(wǎng)末端缺乏必要的調(diào)節(jié)手段，水力失調(diào)嚴(yán)重，同時(shí)大部分用戶未采熱計(jì)量的手段，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重
如何有效的保證供熱管網(wǎng)的水力平衡是亟待解決的問題，另外管網(wǎng)水力調(diào)節(jié)需要大量的資金、設(shè)備和人力投入，在實(shí)際操作中仍存在困難。
1.3 供熱系統(tǒng)的控制水平和調(diào)節(jié)水平落后
供熱管網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)形成規(guī)模，但是由于大多數(shù)系統(tǒng)沒有熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，熱源、熱力站自動(dòng)化程度低，大大降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
1.4 供熱系統(tǒng)不能適時(shí)的有效調(diào)節(jié)供熱流量和供水溫度
現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)只是針對(duì)設(shè)備的粗放型管理，很少考慮對(duì)整個(gè)系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，更沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶室溫的遠(yuǎn)程檢測(cè)，無法準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)供熱水平和質(zhì)量，操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)供熱量。另外，由于沒有采用氣候補(bǔ)償技術(shù)，在實(shí)際運(yùn)行過程中依然只能采用“看天燒火”的傳統(tǒng)方式，即通過人工手動(dòng)方式來調(diào)節(jié)供熱量，不能自動(dòng)的適時(shí)的進(jìn)行分時(shí)按需供熱，造成采暖初末期造成大量浪費(fèi)熱量。
2 城市供熱輸配管網(wǎng)節(jié)能改造的具體方案
2.1 建立熱網(wǎng)信息化及數(shù)據(jù)采集管理工作
通過采用先進(jìn)的信息化手段，建立一套從熱源、到熱網(wǎng)、到熱用戶全方位的綜合管理平臺(tái)，將現(xiàn)場(chǎng)繁雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析處理，通過水力計(jì)算等高級(jí)功能模塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管網(wǎng)信息做水力工況診斷分析，從而協(xié)助用戶解決現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際問題，達(dá)到提高生產(chǎn)管理水平和節(jié)能降耗的目的。
在建設(shè)供熱信息化的同時(shí)，需要有步驟、有計(jì)劃的實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集工作，包括管網(wǎng)信息的現(xiàn)場(chǎng)勘查工作，用戶室溫采集點(diǎn)布置工作。只有現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)工作做的細(xì)，信息化平臺(tái)才能夠發(fā)揮大的作用。信息化平臺(tái)的建立后，可以實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的在二級(jí)網(wǎng)管路上安裝必要的流量平衡調(diào)節(jié)設(shè)備，并實(shí)施必要的管路、閥井改造工程，以達(dá)到有效緩解水力失調(diào)問題的目的。
�。�1）建立供熱調(diào)度管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大型熱網(wǎng)的中心控制室的集中調(diào)度管理，熱網(wǎng)平衡分析。（2）建立供熱管網(wǎng)信息平臺(tái)，基于GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備檔案管理，并可對(duì)熱力管網(wǎng)實(shí)施水力工況計(jì)算，實(shí)現(xiàn)診斷分析功能。（3）建立供熱呼叫服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)話務(wù)量統(tǒng)計(jì)分析功能。（4）建立供熱能耗分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的量化管理，定量分析功能。
2.2 實(shí)施全面的熱網(wǎng)水力平衡技術(shù)改造
全面熱網(wǎng)平衡工作，是搞好供熱系統(tǒng)節(jié)能改造工作的基礎(chǔ)工作。熱網(wǎng)平衡在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的細(xì)化程度，決定了供熱系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目最終能夠?qū)崿F(xiàn)多大的節(jié)熱、節(jié)電效果。
2.2.1 分支環(huán)路水力平衡方案
通過站內(nèi)的分支線閥門調(diào)節(jié)，主要是解決了樓群與樓群間的平衡。換熱站的二級(jí)網(wǎng)循環(huán)泵的揚(yáng)程主要是為了克服最不利的那個(gè)環(huán)路的阻力，如果其他支線環(huán)路不加以控制，就會(huì)造成其他支線環(huán)路流量過大，在同等供水溫度的前提下，供熱量就會(huì)超標(biāo)。通過我們實(shí)施的管網(wǎng)分支環(huán)路平衡技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)電的雙重目的。
2.2.2 樓前水力平衡解決方案
在掌握用戶室溫?cái)?shù)據(jù)、供熱管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在專業(yè)的熱網(wǎng)水力平衡分析軟件的指導(dǎo)下，實(shí)施有效的熱網(wǎng)平衡改造及增加必要的調(diào)節(jié)手段，盡量減少因?yàn)闊峋W(wǎng)不平衡導(dǎo)致的能耗浪費(fèi)，將熱網(wǎng)平衡工作，變得更加具有可操作性。（1）改造單元閥井內(nèi)的閥門，使其具有可調(diào)節(jié)性。（2）單元供、回水閥門入戶側(cè)，安裝現(xiàn)場(chǎng)壓力測(cè)試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)量化調(diào)節(jié)。（3）對(duì)部分空間狹小，條件惡劣的閥井或樓內(nèi)閥組間，實(shí)施改造。（4）根據(jù)調(diào)節(jié)精度要求，布置室內(nèi)溫度測(cè)點(diǎn)安裝數(shù)量。
2.2.3 平衡到戶的末梢水力平衡方案
全面水力平衡調(diào)整工作，在細(xì)化到樓前用戶側(cè)時(shí)，對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)的水質(zhì)提出了很高的要求，這就需要我們?cè)趯?shí)施水力平衡改造前，先解決系統(tǒng)的水質(zhì)問題。主要采取的技改措施為：（1）在換熱站內(nèi)二級(jí)網(wǎng)總回水，安裝立式擴(kuò)容除污器，以降低水流速，將水中的絮狀沉淀，匯集到沉淀器一端，通過排污排出沉淀箱，達(dá)到除污目的；（2）采用新型環(huán)保防腐阻垢劑，可起到防腐、阻垢、除垢、除銹、育保護(hù)膜、防人為失水、濕法停用保護(hù)、殺菌、滅藻、除生物黏泥、修復(fù)作用在水質(zhì)問題解決的前提下，在每戶的閥組間安裝戶平衡閥，解決戶與戶間的垂直失調(diào)問題，實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)約能源，均衡供熱。
2.3 實(shí)施全面的節(jié)電技術(shù)改造
通過嚴(yán)格的理論、分析、計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出一套有針對(duì)性的節(jié)電改造方案及節(jié)電分析報(bào)告，同時(shí)制定出與之配套的運(yùn)行管理辦法，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的節(jié)電效果。
2.3.1 換熱站分布式水泵節(jié)電方案
常規(guī)換熱站系統(tǒng)，每單分區(qū)系統(tǒng)多采用一套總循環(huán)泵的運(yùn)行方式，由于各分支環(huán)路的外管網(wǎng)特性差別較大，所需的流量和壓差不同，循環(huán)泵需要克服最不利支線環(huán)路所需要克服的阻力來運(yùn)行，其他支線環(huán)路就會(huì)在嚴(yán)重的大流量情況下運(yùn)行。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行效果是，在滿足最不利支線環(huán)路供熱基本要求的前提下，其他環(huán)路就會(huì)存在大量的能量浪費(fèi)，造成系統(tǒng)即費(fèi)電、又費(fèi)熱的運(yùn)行方式。
在換熱站實(shí)施二級(jí)網(wǎng)分布泵系統(tǒng)改造時(shí)，需對(duì)其所負(fù)擔(dān)的外網(wǎng)用戶所存在的問題進(jìn)行綜合分析后，實(shí)施改造，一般采取的辦法是：（1）取消現(xiàn)有的二級(jí)網(wǎng)循環(huán)泵，根據(jù)不同支路的外網(wǎng)管路特性，為每個(gè)支路單獨(dú)設(shè)變頻循環(huán)泵，將變頻泵裝于從分水器出來的供水管上。（2）在供回水管上均安裝壓力傳感器，水泵的轉(zhuǎn)速由供回水管壓差控制。
2.3.2 換熱站水泵系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方案
同時(shí)針對(duì)不宜實(shí)施二級(jí)網(wǎng)分布泵改造的換熱站，亦可根據(jù)各自的特點(diǎn)，有針對(duì)性地實(shí)施水泵或管路改造，并制定科學(xué)合理的運(yùn)行方式，達(dá)到最大的節(jié)電目的，具體如下：①加一網(wǎng)回水泵旁通管，減小站內(nèi)阻力。②水泵出入口管過細(xì)，阻力較大的位置實(shí)施改造，減小站內(nèi)阻力。③間供換熱站，板換阻力大，可通過加旁通管或調(diào)整板換入口閥門開度的辦法，調(diào)整適宜的板換阻力和換熱效率。④直供站，在以混合泵方式進(jìn)行工作時(shí)，一網(wǎng)回水閥門和摻水閥門應(yīng)有一個(gè)全部打開，以減少不必要的系統(tǒng)阻力。⑤在一條管路上，通過泵閥組合進(jìn)行參數(shù)調(diào)整時(shí)，泵運(yùn)行時(shí)，閥門應(yīng)該全部打開。⑥直供站，在二級(jí)網(wǎng)回水壓力高于一級(jí)網(wǎng)回水壓力時(shí)，應(yīng)停掉一網(wǎng)回水泵（或?qū)⒒旌媳�，改為純摻水），以降低站�?nèi)電耗。⑦對(duì)于多支線環(huán)路的，必須保證最不利環(huán)路的供回水總閥門處于全開狀態(tài)，減小不必要的阻力。⑧合理分析二級(jí)網(wǎng)站內(nèi)系統(tǒng)阻力，換熱器的阻力20-50kPa，水泵的進(jìn)出口阻力30-50kPa，除污器的阻力10-20kPa，對(duì)阻力損失過大的設(shè)備進(jìn)行合理的調(diào)整、檢修維護(hù)，減小站內(nèi)阻力。
參考文獻(xiàn)
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