摘要:本文主要介绍了城市集中供热管网的节能优化措施,分析认为,热水网路的设计、供热热力站的主要运行方式、解决水力失调问题、温控及变频调节设备的应用、二次网运行水力平衡调节、集中供热系统引入自动化控制等方面对城市集中供热系统节能技术对城市集中供热管网系统进行优化,从而提高城市集中供热的能力。
关键词:集中供热系统;节能技术;供热管网
中图分类号:TU995文献标识码:A
引言
目前,我国北方地区采暖主要以集中供热为主。随着城镇化进程的不断扩大,供热规模也在随之扩大。北方地区集中供热主要以热电联产为主,其中换热站是连接一次网和二次网的热交换媒介。换热站在运行过程中的能源资源浪费问题日益严重。论文主要分析城市集中供热系统的节能优化对策,以期降低换热站运行成本,提高供热效率。
1集中供热换热站概述
集中供热系统的换热站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是根据热网工况和不同条件,采用不同的连接方式,将热网输送的热媒加以调节、转换,向热用户系统分配热力以满足用户需求,并根据需要,进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。根据热网输送的热媒不同,可以分为热水换热站和蒸汽换热站.
2城市集中供热系统的节能优化对策
2.1热水网路的设计
热力站在城市集中供热节能环节具有重要作用,热水管网分为一级和二级管网,并且是热力站的重要部分。二级管网主要是供住户使用的,在管网的设计过程中,管径的大小主要是以用户流量总和为基础,然后把热水管网的主干线和沿程的线路统计出来之后,进行相应的计算。再根据各个热水管网主线的不同管道的流量和不同的表格,计算出平均比摩阻数值,从而确定出主干线不同管段的管径和与之相对应的比摩阻。为了精确热管网的管径,相关的工作人员选择管径以及管段中的局部组织形式,采用面积热指标法对热力站的热负荷进行计算与设计,严格按照热力网的相关规范操作流程进行操作,从而保证城市集中供热热力的有效供应[1]。
2.2供热热力站的主要运行方式
在城市集中供热的过程中,热力站在其中扮演着重要的角色,热力站控制系统结构如图1所示。为了能给人们提供生活所需的热量,相关的工作人员就要熟悉热力站的工作流程。从目前的情况来看,热力站主要由回水和供水两个部分再加上各个阀门之间的切换及控制设备的运行来保证人们日常生活热能的供应,这样也能推进集中片区供暖的发展。另外,随着经济社会的不断发展,智能化技术也越来越广泛地应用到人们的日常生活中,通过智能化的手段来控制热力站,不仅能更加快速高效地收集到信息,还可以在出现问题时做出相关的补救措施,从而实现对热力站时时刻刻的监控。
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2.3解决水力失调问题
在城市集中供热系统过程中,要想实现更加节能的目标也要要求相关的工作人员关注水力失调的问题,这样不仅可以降低因为供热不平衡造成的热量损失,还可以为人们提供更加舒适的供热服务。对于水力失调所出现的问题,工作人员需要根据该地区对于热量的需求,通过较为精确的水力计算结果实现人们的供热保障。利用流量和压差进行科学合理的计算分析使得城市集中供热能够顺利进行,从而改善热能分布不均的问题。另外,在供热的过程中,要加强供热管的调控优化效果,保证温度控制阀安装在更加合适的位置,从而确保供热管中温度的有效调整,避免一些不必要的热量损失[2]。
2.4二次网运行水力平衡调节
换热站水力失调是普遍存在的问题之一,且目前无根本性的解决方案。为了解决“远冷近热”的情况,供热部门只能不断地增大二次侧供水温度和循环流量。这种方法不能从根源上解决水力失调的问题,反而会导致水力失调加重[4~8]。因此,二次网水力平衡调节是换热站节能运行调节的首要的问题。解决水力失调首先需要找出供暖水力失调的支路,通过调整支路的管径或者使用平衡阀,对水力失调的支路进行调节优化,从而缓解水力失调的问题。
2.5温控及变频调节设备的应用
在空调领域中有很多优秀的便利调节技术,我们可借助空调领域的技术,安装温控器面板及一些调节用阀门,例如平衡阀、压差控制器、恒温阀等,将此类阀门安装在分户热计量表处,借助温控板让用户自行调节,并辅以阶梯供暖价格等政策,可有效减少用户对待室内温度过高时使用开窗通风的方法降温的问题,为用户带来方便的同时,也提高热利用效率,减少了能源浪费。对于智能的恒温阀,温控部分温度传感器内的感温介质能够感受外界温度,并作出相应的反应使其控制阀芯的开度,控制通过温控阀的热水流量,最终起到控制温度的作用。同时,为了实现对整个采暖系统的能源用量调节,也可在热源处的热水循环泵安装变频装置通过改变电源的频率和电机的转速以改变循环水量,提高能源的利用率,并减少电能的浪费,最终达到节能效果。特别是在施工过程中,考虑到以后的扩容及采暖系统的稳定性,所使用的水泵远大于实际需要,变频不仅能保持采暖系统正常运行,还有利于降低能耗。
2.6集中供热系统引入自动化控制
大部分集中供热控制调动中心引入自动化平台实现全网自动平衡控制。自动化平台主要把自动反馈系统和电动调节阀相结合,实现全程实时控制。主要工作原理如下:各个热量端作为信号采集点,通过温感器、压感器等,把采集的数据再转换成电信号,通过数据信息处理系统分析辨认做出相应的反馈。通过指定模块和相应的控制算法计算出所需各类参数,来调节二次供水温度和供热流量,最终达到各个供热站的水力、热力平衡,从而大大降低了一次管网的热力失调的发生频次。除此之外自动化控制平台还可以适时对供热系统进行调节,比如:学校、商场白天利用率高于夜晚,因此晚上就可以通过自动化平台自动调节供热时间。而住宅则是白天外界环境温度高于夜晚外界环境温度,自动化平台可以根据外界环境和建筑物使用特点实时进行调节。这样就可以合理的利用能源,起到节能的效果[3]。
结束语
城镇集中供热迅速发展,集中供热在提高居民生活水平的同时也造成了极大的能源和资源的浪费。通过城市集中供热管网节能运行的分析,制定出相应的节能改造措施,从而大大节约人力和物力成本,降低能源和资源的消耗,提高能源综合利用率,确保换热站节能、高效地运行。
参考文献:
[1]汲丽.城市集中供热的现状及发展趋势研究[J].中国住宅设施,2020(02):62-63.
[2]徐宏.集中供热现状、能耗产生原因及节能技术分析[J].石化技术,2019,26(10):221+223.
[3]郭梦凯.城市集中供热系统二次管网的动态模拟[D].石家庄铁道大学,2019.