淺析供熱系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化途徑

于振強(qiáng)

摘 要： 在當(dāng)前社會發(fā)展過程中，節(jié)能理念已滲透到各行各業(yè)，并受到高度重視。對于供熱系統(tǒng)而言，其在長時間運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的能源消耗，因此通過對供熱系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，以此來降低能源消耗，減少能源浪費現(xiàn)象發(fā)生，保證供熱系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。文中分析了供熱系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的必要性，并進(jìn)一步對供熱系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的途徑進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： 供熱系統(tǒng);節(jié)能優(yōu)化;燃燒技術(shù);智能控制系統(tǒng);熱電聯(lián)產(chǎn);新能源

供熱系統(tǒng)作為城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，同時也是能源利用的重要途徑。供熱系統(tǒng)需要最大限度的滿足人們的供熱需求，但對于供熱企業(yè)而言，還需要積極采取有效的措施來降低供熱成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要由熱源、熱熱站、用戶和熱源等環(huán)節(jié)組成，將熱源通過管道傳輸?shù)接脩艏抑?，這是一個循環(huán)的過程，對能源消耗較大，因此需要做好供熱系統(tǒng)的節(jié)能工作。

1供熱系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的必要性分析

基于當(dāng)前我國的國情而言，節(jié)約能源具有必要性，特別是我國提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，這與人類社會發(fā)展規(guī)律相符合，而能源節(jié)約也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，在供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過對其進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，在保證供熱質(zhì)量的基礎(chǔ)上，確保供熱系統(tǒng)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行?；诋?dāng)前的發(fā)展實際，資源是一個國家核心競爭力的重要體現(xiàn)。合理利用和配置資源具有極為重要的意義。因此通過優(yōu)化供熱系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)約能源的目的，這不僅與當(dāng)前我國的實際國情相符，而且也能夠適應(yīng)世界發(fā)展的趨勢。

2供熱系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的途徑

2.1改善燃燒技術(shù)

在當(dāng)前熱力企業(yè)中，集中供熱鍋爐多以鏈條爐排爐為主，由于多以混煤作為燃料，存在著火條件差及爐膛溫度低的問題，鍋爐熱效率普遍不高。在實際熱力企業(yè)供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)燃煤中粉末含量較高時，宜采用分層給煤燃燒技術(shù)，即在入料口利用分層裝置來對原煤進(jìn)行篩分，這樣在爐排上多為大顆粒煤，小顆粒煤進(jìn)入爐前型煤裝置中壓制成一定大小形狀的煤塊后再送入到爐排中，可以有效的提高煤層的透氣性，保證燃燒的效果，提高鍋爐熱效率。針對一些大型鏈條爐排鍋爐，當(dāng)用戶熱負(fù)荷增加時沒有能力擴(kuò)建鍋爐時，宜采用復(fù)合燃燒技術(shù)，將加裝磨煤燃燒系統(tǒng)及煤粉噴然裝置加裝在鏈條爐排鍋爐的爐側(cè)或是爐前，將制成的煤粉吹入到爐壁內(nèi)，依托于爐排上的火床將煤粉引燃，這時爐內(nèi)形成層燃和室燃兩種方式，可以朋效的提高鍋爐的熱效率。

2.2建立智能控制系統(tǒng)

由于供熱系統(tǒng)較為復(fù)雜，主要由熱源、管網(wǎng)和用戶共同組成，為了保證熱生產(chǎn)、輸送、分配和使用都能夠處于有序的狀態(tài)下，需要建立智能控制系統(tǒng)，以此來維持供熱系統(tǒng)水力工況的平衡，全面提高供熱系統(tǒng)能源的高效利用。由于供熱系統(tǒng)在發(fā)展和運(yùn)用過程中其安全性、可靠性及供熱量調(diào)整方面都取得了較好的效果。再加之計算機(jī)技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，有效的提高了供熱控制系統(tǒng)的智能怕性和交互性。通過利用智能控制系統(tǒng)，可以使熱力用戶根據(jù)自已的需要來選擇供暖時間及進(jìn)行室溫調(diào)節(jié)，而且多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)中，熱源能夠相互配合，更好的與供熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，有利于降低運(yùn)行費用，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2.3集中供熱管網(wǎng)的管徑優(yōu)化

通常的管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計，在現(xiàn)實的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，根據(jù)技術(shù)條件的不同，利用現(xiàn)代優(yōu)化算法會有很多種不同的優(yōu)化設(shè)計方法。由于在一般的集中供熱管網(wǎng)中，根據(jù)質(zhì)量守恒方程，設(shè)定節(jié)點流量連續(xù)性約束條件，使流動介質(zhì)的流速很低且穩(wěn)定，所得到的結(jié)果應(yīng)該保持?jǐn)?shù)量一致，符合不可壓縮流體的定義，實際計算得到介質(zhì)近似可按其處理。實際施工過程中管徑都是有工程標(biāo)準(zhǔn)，為了使優(yōu)化設(shè)計更加符合現(xiàn)場實際，每個管道管徑均為標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑，所以在優(yōu)化模型中附加適當(dāng)?shù)乃s束條件，所以根據(jù)城市熱網(wǎng)規(guī)范，這樣求解模型后能夠使管徑的組合最佳化。

2.4熱電聯(lián)產(chǎn)供熱技術(shù)

當(dāng)前熱電聯(lián)產(chǎn)的主要形式大致可以分為兩種，其一為以工業(yè)蒸汽為主要生產(chǎn)目的并兼顧企業(yè)自身用電，其二為公用熱電廠，熱、電兼生產(chǎn)的熱電聯(lián)產(chǎn)。在實際實施過程中，第一種方式機(jī)組較小，分布十分分散。第二種規(guī)模較大，而且機(jī)組容量呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢，而且大型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在節(jié)能降耗及減少污染排放等方面都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。特別是在當(dāng)前國家大力提供節(jié)能減排的新形勢下，在供熱行業(yè)中投入大型大容量熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，能夠更好的發(fā)揮其節(jié)能降耗的作用。在實際改造過程中，通過采用混水熱熱方案，可以有效的減少換熱器投資和安裝費用，其采用直接式混合換熱，具有較高的熱效率，而且熱損失較小，蒸汽凝結(jié)水具有較高的回收率。同時還能夠節(jié)省補(bǔ)水箱、補(bǔ)水泵及相關(guān)附件的投資。在供熱首站系統(tǒng)中應(yīng)用混水換熱控制，能夠減少運(yùn)行管理工作量，實現(xiàn)自動監(jiān)控，真正做到無人值守。在改造過程中還可以對熱網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，通過將熱網(wǎng)抽汽管道電液控制閥和電動調(diào)整門保持全開，調(diào)節(jié)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)口調(diào)整門，具體調(diào)節(jié)過程中需要對熱網(wǎng)加熱器出口溫度進(jìn)行注意，通過對熱網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，可以避免頻繁對熱網(wǎng)抽汽管道電液控制閥及電動調(diào)整門的操作，能夠控制閥門故障率，保證供熱的安全性。另外，還能夠減少抽汽管道節(jié)流，全面提高供熱的經(jīng)濟(jì)性。

2.5新能源的供熱利用

應(yīng)用太陽能熱泵供熱技術(shù)，太陽能熱泵供熱技術(shù)的工作原理有自身獨特的亮點，即綜合利用了太陽能和淺層地能，可實現(xiàn)全天候供暖。按照太陽能集熱器和熱泵蒸發(fā)器的連接方式，太陽能熱泵供熱系統(tǒng)分為直膨式和非直膨式兩種類型。直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)中的太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器直接連接在一起，而非直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)通過介質(zhì)連接太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器。工作原理：太陽能集熱器吸收熱量，熱泵蒸發(fā)器從集熱器中提取熱量并進(jìn)行加熱，用于供暖或制備熱水。正常天氣狀況下，啟動太陽能集熱器就可以收集熱能，利用太陽能供暖或制備熱水。若陰天、雨天，可利用淺層地能作為太陽能的補(bǔ)充，也可以保證建筑供暖或熱水制備的持續(xù)性。

運(yùn)用地源熱泵供熱技術(shù)，地源熱是一種清潔能源，具有環(huán)保、高效等優(yōu)點，地源熱泵技術(shù)運(yùn)用于暖通空調(diào)中，不但能夠節(jié)約能源，還能減少溫室氣體的排放，實現(xiàn)環(huán)保。吸收式、熱電式、機(jī)械壓縮式、蒸汽噴射式是地源熱泵常見的四種驅(qū)動方式。

3結(jié)束語

在當(dāng)前熱力企業(yè)發(fā)展過程中，將供熱節(jié)能技術(shù)在供熱系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效的降低供熱系統(tǒng)對能源的消耗，在保證供熱質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行，不僅有利于提高熱力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且與國家節(jié)能環(huán)保政策及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相符合。

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