集中供热系统节能潜力分析

"煤发热量为23.03MJ/Kg。"这个数字好像太大了吧，我记得最好的标煤也就11MJ/kg

三、供热系统能耗悬殊的原因分析

1.设备效率的不同：

□锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。目前，燃煤供热锅炉的设计热效率(≥7MW)一般在75—85%(燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右)。但在使用时，由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因，使锅炉的运行效率差别很大。好的，能达到设计热效率，保证锅炉出力，差的，燃烧不完全、排烟温度高，各项热损失大，热效率不及50%，锅炉出力大幅度降低，导致能源浪费，大气环境，污染增加。□风机、水泵效率是由电能转化为有用功的份额，体现电能被有效利用的程度：目前，风机、水泵效率一般在55—75%。它们的流(风)量和扬程(压头)的选择与配置是十分重要的。选择与配置得当，装机电功率合适，运行工作点处于设备高效率区域，电耗少。选择与位置得不当(一般是偏大)，装机电功率偏大，运行工作点偏离设备高效率区域，则电耗多。两者的相关可达10—30%。不仅如此，锅炉的鼓、引风机配置不当，还会导致锅炉热效率下降，循环水泵配置当当，还会影响系统水力工况。

风机是热源子系统的主要附属设备，水泵是热网(一级和二级)网子系统的主要设备。其电耗大小，不但对电资源有影响，也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热规律变化的特点，设置变速风机和水泵已在发展并被实践证明可以进一步节能。

2.输送条件的不同：

□热网热效率是输送过程保热程度的指标，体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90—95%。从上面实测情况看，直埋敷设管道能达到这一要求；而架空和管沟都达不要要求，其热损失远大于10%。如果地沟积水，管道泡水，保温性能遭破坏，其热损失甚至大于裸管。这一问题广泛存在于早期建设的热网。

□热网补水率可近似认为(忽略水热胀冷缩的补充)是输送过程失水的指标。目前，热网(特别是二级网)运行补水率差别很大，在0.5～10%范围变化。正常情况下，应在2%左右；好的，补水率可在1%以下；差的，管道泄漏和用户放(偷)水严重，补水率可达10%左右。系统泄漏丢失的是热水，补充的是比回水低得多的冷水(一般是10—15℃)，要把它加热到供水温度至少是循环水的三倍(二级网运行供水温度一般为55—85℃，回水温度40—60℃)。这就是说，系统补水不仅是水耗问题，热耗是更大的问题。例如：补水率1%，即相当于减少至少3%的供热量；补水率10%，则相当于减少至少30%的供热量，其差别多大呀!

3.运行技术水平的不同：

□热网水力失调度是流量分配不均程度的指标：按用户热负荷分配流量，使每个用户室温达到一致且满足要求，则失调度为1，即热网无水力失调。若分配不当，出现冷、热不均现象，说明有水力失调，其失调度是大于或小于1。大于1，会使用户室温过高，导致热量浪费，小于1，会使用户室温达不到要求，供热不合格是不允许的。为解决失调问题，正确的做法应该是改进和完善热网，如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施；但至今仍然有大大量的系统不同程度地采用‘大流量小温差’来缓和这一问题。其实，‘大流量小温差’运行并不减少供热的热损失，而且带来循环水泵电耗的大幅度增加和热源供热量的增大(电耗与流量、扬程成正比；在管网不变条件下，电功率随流量的三次方变化)。实例说明，科学解决水力失调，系统在设计流量下运行，能挖出8—15%的供热量。

□科学运行调度实施按需供热，实现设备长期在高效率区间运行：做到这一点的，供热能耗就会降低，违背这一点的，供热能耗就会升高。下面仅举几例说明：

☆根据实际情况，制订调节方式：目前，一般采用质调节。有些系统采用质、量并调，在初、末寒期适当减少循环水泵运行台数，就明显降低电耗。国外普遍采用量调节，其原因是：

①量调节的循环水泵电耗最少。从理论上说，在管道尺寸已确定的情况下，减少流量和降低电耗是三次方关系。如流量减少30%，电功率节省65.75，对于多数地区一长段时间用70%的流量运行、年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节能数字。②量调节对用户热量变化的响应比质调节快得多。质调节的温度变化从热源到用户热量变化的响应比质调节快得多。质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行，管道中水流速为1至2米/秒，传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒—16分40秒，如果传送到10公里远的用户就需要1.5—3小时；如果水流速低，传递时间将增加，而量调节是以声速传递，其响应几乎是同步的。因此，一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵，采用阀门节流的量调节运行，省电很少。

按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图，并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需，浪费能量。

☆热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小页确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数。这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的。一般地说，每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低，这里有10%以上的节能潜力。

☆设置热源和热网的微机监控系统，可实行最优化的运行调节和控制，实践已说明是目前实现运行节能的有效技术措施。

4.管理体制和水平的不同：

□供热单位正处于体制转轨过渡时期，自我经营、自我改造和自我发展的思想和能力有差别：在供热从福利变为商品、经营单位从事业机构转变到企业的期间、有的已经成为自负盈亏的企业(包括承包的)，为质量保证和效益驱动，在上级主管部门支持下积极以科学技术改进和完善系统，以高质量商品供给用户、以减少能耗来降低成本和提高经济效益。有耕耘就会有收获，因而能源利用率逐年提高。有的还停留原来的位置，热费收不上效益谈不上、改造无资金；老系统、老设备、老方法，于是，能耗就居高不下，能源利用率也就高不了。

□供热单位管理水平的不同显著影响能耗：人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新，……等差别对能耗影响是不言而谕的。例如，链条炉采用分层燃烧技术，就能改善燃烧提高热效率；保护和保持管道无泄漏和保温结构完好，就能减少大量能源浪费；严格水处理和保持水质，维持转换设备传热表面清洁，就能减少传热热阻、提高设备传热效率；对用户实行计量收费，就能刺激用户节能的积极性；……等等。不一一列举。

四、依靠科技技术提高供热能源利用率

1.利用科技技术提高能源利用率：所谓‘节能潜力’是预测一定时期内，耗能系统和设备的各个环节，利用当前科技技术，采取技术上可行、经济上合理，优化系统和设备以及用户能接受的措施后，可取得的节能效益(减少能耗量或降低能耗率)。也就是说，预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后，可取得的系统能源利用效率提高的程度。

2.与先进评估指标的差距体现节能的潜力：节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是指各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平，其运行评估指标的变化量则体现出了节能潜力。因此，其潜力大小与对比对象和自身的基础有关，所以，各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。

各环节欲追求的先进的评估指标可以选用：①历史上最好的水平；②国内先进水平；③全国平均水平；④国际先进水平；⑤理论上能达到的最高水平。 而且，随着节能科学技术的发展，系统和设备的不断进步和完善，选择先进的评估指标也会不断变化。

3.寻找能耗差距，制订可行措施，挖掘节能潜力：每个供热低位要定期检测和评仨各耗能环节的能耗指标，对比先进指标寻找能耗差距，分析能耗差别的原因。结合实际情况，研究和提出为实现先进指标的可行(包括技术和管理等方面)方案，经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能(分期或一次)实施。实施后，在运行中再检验是否达到预测的应挖掘的节能潜力和经济效益。 文章来源:清华大学