张志伟 郭振宇 侯玉良
大唐万宁天然气发电有限责任公司，海南 万宁 571500
摘要：近年来，我国的现代化建设的发展迅速，所谓分布式变频输配系统就是分级泵变流量输配系统，其主要特点是通过合理匹配分级泵，调节水泵电动机频率改变其流量，以替代调节阀调节流量，从而起到“以泵代阀”的作用。其一增强了供热系统流量的可调性，可有效解决系统水力失调现象，进而减少因热力失调导致过度供热的热损失；其二可以减少调节阀的节流电耗损失。从设计角度看，分布式变频输配系统和集中输配系统相比较，无论多级循环水泵如何布置，二者管网系统的流量分配是完全相同的。根据特勒根定理进行理论分析，２种输配方式相比较，管网系统（管道）流量输配所消耗的能量也是完全相同的。但是集中输配系统采用调节阀对近端用户节流，必然要消耗能量，所以会额外增加循环水泵的电耗。从水力工况看，二者的区别只是分布式变频输配系统比集中输配系统减少了调节阀节流的能耗损失。所以从理论上讲，前者循环水泵输配电耗可减少２０％～３０％。然而在实际工程应用中，有的分布式变频输配系统的节能效果并不明显，有时其输配电耗比集中输配系统还要高，自然引起质疑，问题何在？
关键词：供热领域；热能工程技术；改革路径分析
引言
能源是社会发展和经济增长的重要基础，不仅为社会各行各业运转提供动力，同时也是改善人们生活条件，提供生活便利的重要因素。在我国气候寒冷地区，冬季气温过低，严重影响了人们日常生活和工作。随着城市的发展，冬季取暖也开始逐渐由个人单独取暖向着城市集中供暖转变，城市供热系统初步建立成型。集体供热不仅能够提高能源的利用效率，同时还能够提高城市居民生活质量。但是随着我国城市规模的增加，城市供热系统已经与人们生活需求不匹配，供热技术问题和供热系统的老化严重影响了寒冷地区供暖效果。为了解决这一问题，需要热能工程技术的优化完善和城市供热系统的改造。
1 热网改造与热能工程技术改革概述
1.1 热网改造与热能工程技术改革的必要性
我国城市发展速度异常迅速，城市化进程的快速推进导致城市规模增加，早期城市供热管网已经无法满足城市工程需求。新建管网与传统管网之间存在较大的技术差异。早期管网老化导致老旧城区供热效果不佳。落后的热能工程技术导致能源耗损巨大，给城市发展造成了巨大的压力。目前，我国的城市供热系统为间接供热，通过一级管网将热能输送到换热站，然后再利用换热站传递给二级管网，最终输送到热能用户。在这个过程中，热能不但会在交换时出现损失，而且老旧设备容易发生故障，热能传输效率也不高。为了改善城市供热质量，提升居民冬季供热水平，对城市热网进行改造势在必行。
1.2 热网改造的阻碍
1.2.1 改造规模巨大
在城市热网改造中，最大的障碍就在于改造规模巨大。从我国城市发展历程来看，老旧城市供热管网在城市建设之初就已经存在。这些管网最初以暴露在自然条件下的供热管线形式存在，热量损失较大，随着技术成熟和城市发展需要，管网逐渐转移到地下。当前，城市发生了翻天覆地的变化，高层建筑林立，大部分工程管线深埋在地下，导致改造困难。进行热网改造需要将原本供热管网拆除，遍布老旧城区的管网规模巨大，改造周期较长，作业困难，热网改造造成了不良影响。除此之外，传统的城市供热管网与城市建设发生了偏移，大部分管线没有分布图纸，无法进行有效的识别和改造。
1.2.2 新旧热网衔接
新旧热网衔接也是当前城市热网改造的难题之一。首先，早期城市热网由于城市建筑规模小，城市居民人口数量少，所以供热管线往往尺寸较小，热能传输距离短。随着城市规模的增加，热能传输距离增加，供热厂为了提高热能传输效率，一级管网尺寸增加，传输压力增大。这就导致了早期管线无法与现行供热系统进行匹配衔接。不仅供热管径发生了变化，一级管网更大的输送压力也会导致老旧的管线发生损坏。其次，热网改造必然会涉及新旧热网的对接。
如果早期的供热管线不进行替换，就需要考虑到管网直径变化对传输压力影响和管线连接的可靠性。这对热网改造来说是非常棘手的问题。
1.2.3 改造成本过高
改造成本高也是城市热网改造的一大困难。城市热网作为关系民生的工程，与人们的生活息息相关。但是城市供热系统遍布城市各个角落，连接千家万户，一旦着手进行城市热网的改造，就需要进行每一个住户的协调和各级热网的改造，需要投入大量的人力物力。而且先进的城市热能供应系统材料和施工成本更高，对于财政和热力企业来说都是非常大的压力。因此，如何规划城市热网改造，降低改造成本压力，是提高城市供热服务质量的关键内容，需要相关部门与热力企业加以重视。
1.2.4 热能工程技术制约
热能工程技术制约对于热网改造影响巨大。在热网改造过程中，不论是供热厂机械设备的更新，还是热能管网线路的改造，都需要相关的热能工程技术支持。但是，目前热能工程技术并不完善，导致城市集中供热改造存在较大的风险，且改造完成后，对于城市供热效果的提升并不明显。所以，如何突破技术难题，解决热能工程技术对热网改造的制约，是当前需要重点研究的问题。
2 分布式供冷供热输配系统设计
2.1 冷热负荷
分布式输配系统冷热负荷计算按GB-50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的规定执行，热负荷按房间热负荷计算，空调冷负荷按逐时冷负荷计算，不用考虑负荷放大系数。
2.2 管网系统设计
合理确定冷热源机组的运行台数，使冷热源在系统运行时可调范围较大；合理确定冷热源的供回水温差，尽量采用大温差、小流量的设计和运行方式；根据末端用户工况相同或不同确定采用直连式系统还是混连式系统；确定零压差点的位置，使输配系统功耗最小；确定自控方式，选择合理的控制策略。
2.3 系统工况的选择
一次网供回水温度尽量采用合理的大温差；根据一次网供水温度确定二次网的供水温度，根据用户网的最低回水温度确定二次网的回水温度，包含用户的所有工况。
2.4 管网零压差点的选择
零压差点的位置不同，系统的设备初投资和管网的运行费用也不同，应该经过初投资和管网运行费用的技术经济分析确定零压差点的位置。一次网要根据系统功耗最小来计算确定零压差点位置；二次网可以根据系统功耗最小来计算确定零压差点位置，也可以将零压差点设于主机房内。
3 结束语
综上所述，在热能工程技术改革中，由于湿气损失、重热效率低、污染严重、能耗损失大等原因，城市供热系统服务质量和供水水平不佳。城市热网改造面临着众多障碍。为了提高热能传输效率，提高城市工程水平，热能工程技术的改革是必然的选择。在技术改革创新过程中，需要立足于解决现有热能工程技术存在的问题，技术突破和新能源应用提高城市热能供应质量，为城市发展和人们生活提供良好的服务。在采用分布式变频循环水泵的设计方法时，应该贯彻全面、协调、可持续发展的理念。在绿色、低碳、节能、高效的供热智能化大环境下，尤其是随着热网系统长输管线技术的推广，分布式变频输配系统在实现管网系统水力工况动态调节及智能化供热方面，具有不可替代的优势。可以预见，在未来的供热行业发展中，可以更好地利用分布式变频输配技术进一步提升能效，实行精细化管理、按需供热、精确控制，从而使供热系统真正实现智慧供热、高效运行。
参考文献：
[1]王红霞．分布式变频供热输配系统的应用研究[D]．北京：北京建筑工程学院，2003：4-6.
[2]石兆玉，王红霞，李德英.供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新[C]∥2004全国供热技术研讨会论文集，2004：18-27.