大型集中供热系统热力站耗热量基准研究

大型集中供热系统热力站耗热量基准研究

汪洋

辽宁大唐国际沈抚热力有限责任公司  辽宁省沈阳市  110000

摘要：为了充分掌握不同热力站能耗使用情况，以便对使用规律相似、用能情况相同的热力站进行合理有效的节能潜力评估，应该对每一类热力站建立能耗基准值。国内外学者对能耗基准建立方法进行了大量应用研究。Shabunko等人利用EnergyPlus模拟软件进行建筑能耗基准研究，获得3种类型建筑的能耗基准范围为47.8～64.2kW·h/m2，同时得出造成不同类型建筑年耗热量使用强度的主要原因为建筑围护结构、窗户类型。Attia等人利用EnergyPlus软件建立埃及3个地区典型住宅建筑的能耗基准模型，利用实际调查数据与EnergyPlus输出结果进行对比验证，结果显示EnergyPlus模拟软件建立的能耗基准具有较高的准确性。李郡基于累计频率分布法建立不同地区住宅建筑能耗基准，为后续评估建筑节能潜力提供重要基础。

关键词：集中供热系统；热力站；耗热量基准；

引言

我国北方地区冬季气温较低，影响人民的正常生活，因而需要采取集中供暖的方式为建筑住宅提供充足的热量，确保室内温度处于人体适应的范围内，以此提升北方地区人类的生活质量。传统集中供暖系统管理过程中，主要采用的是人员管理模式，即人员根据外界气温、对用户室内温度的简单调查来确定系统运行水平，导致整个集中供暖过程中存在诸多问题：不同用户室内温度差异明显，资源浪费问题严重等。所以，为了进一步提升集中供暖效果，必须采取智能化的集中供暖方案。

1集中供热系统构成

供热系统是支持城市正常运行的重要组成部分，其中具体包括管网、热源和热用户几部分，在供热过程中需要经过制备、转换、输送以及用热等过程。供热设备主要是热电厂或锅炉房，通过燃烧能源或资源来产生热量，具体能源包括燃料、水、电和热;热源由锅炉、运送燃料和清除灰渣的机械设备、水处理和输配系统的水泵、鼓风机等部分构成;供热系统管网包括管道、相配套设备和附件构成，管网具体铺设方法则有架空、管沟和直埋等方式。供热管网运行过程中，能量损失主要表现在热传输过程以及泄漏。换热站作为二次网热源，能耗设备有热交换器、循环水泵以及补水泵等装置。热用户则是通过取暖设备将热量传输到各个房间，维持室内温度。而用户热量消耗大小，主要是取决于散热器质量和性能以及建筑物的保温性能和围护结构。

2集中供热系统存在的问题

2.1锅炉运行效率不高，污染排放量较大

锅炉系统是集中供热系统中的重要组成部分，但是在以往的锅炉系统设计中，经常存在设计不合理的现象，也有部分锅炉系统存在运行控制精确度不足的现象，进而造成锅炉运行过程中能源消耗较大，产生的污染排放也比较大，不仅浪费大量的能源，也会引发严重的污染。为此，这一问题也逐渐成为新时期集中供热系统研究中的热点话题。从以往的集中供热系统来看，大部分集中供热单位所使用的锅炉都是燃煤锅炉，而这种类型的锅炉最大缺陷就在于锅炉运行效率不高，而且会带来严重的污染。现阶段，在我国煤气改造理念的推动下，煤改电和煤改气工程的不断完善，也取代了传统的燃煤锅炉，逐步采用电锅炉和燃气锅炉。以电锅炉为例，其主要是通过电力能源的转化来达到高效供热效果，但是作为二次能源，将污染源由锅炉转移到电厂，也会引发一定的环境问题。

2.2供热管网热能损失严重

集中供热系统常见问题便是能源损耗，引发这一问题的主要因素是热管网中的热能损失严重，从而导致供热系统的热输送效率无法满足预期供热目标，也影响集中供热系统节能效果。而引发这一问题的因素包括以下几种：①供热管网缺乏城市供热系统合理规划，导致管网长时间使用无法有效维护，经常出现管网破损等问题；②管网安装设置环节中，由于施工人员的疏忽引发管网泄露等问题，大大降低了管网热输送效率，从而给集中供热企业带来较大的损失。

3热力站耗热量基准建立

通过数据预处理后可对热力站耗热量数据进行统计分析，根据建筑的保温性能及供暖方式将热力站耗热量数据进行分类处理，具体情况如表1所示。

表1热力站耗热量数据统计情况

统计情况如表1所示，热力站耗热量数据中建筑的供暖方式数量大不相同，其中A2、A3两类热力站中散热器及空调热力站的数量仅为3、1、2、4;还有B2、C2、D1三类热力站中空调热力站的数量仅为1、3、3。对于利用洛伦兹曲线建立耗热量基准值而言，热力站数量较少时曲线的拟合优度会降低。为建立的每一类热力站耗热量基准值合理有效，热力站数量较少的类别采用箱线图法建立耗热量基准值，具体如图1所示。如图1所示，其中A2地暖的耗热量基准值为0.283GJ/(m2·a);A2空调的耗热量基准值为0.266GJ/(m2·a);此外可获得剩余类别的耗热量基准值，并且各类热力站耗热量基准值都接近总体耗热量的50%，可以作为各类热力站耗热量基准值。

图1不同类别热力站耗热量基准值

4集中供热运行管理的节能措施

4.1完善热耗量计算系统

精准计算热耗量，摒弃以往的按照面积缴费模式，有助于消除用户的抵触情绪，减少不必要的损失，实现热费收缴工作规范、合理，为集中供热系统推广应用创设有利系统条件。传统的按照住户面积缴费模式并不合理，致使用户缴费积极性不强，这一现象较为普遍。对此，可以通过热计量表、热量分配表等方式，更加精准、可靠地计算热用户耗热量，在此基础上建立相较于完善的热费收取体系。通过此种方式，精准计算用户热能耗量，可以在室内入口区域安装热计量表，按照耗热量计算和缴费。对于一些没有条件的用户，也可以安装楼栋热计量表，用温度面积法分摊每户热用户的热能耗量，这样可以有效提升耗热量计算精准度，解决传统按面积收费模式的收费过高情况，尽可能减少用户抵触情绪，潜移默化培养用户的节能环保意识。

4.2分布式智能供热系统

集中供热系统作为一个结构复杂、规模宏大、目标多样的系统，在智能化设计中还要充分遵循大系统理论思路，将系统的总体功能与目标结合一定关系分配到各子系统中，所有子系统都设置独立控制装置，并且具备独立决策能力，将大系统功能和目标分解，各子系统复杂性比整合系统复杂性小，容易实现自身最优化，并且实现良好的协调，取得系统全局优化设计的效果。在整套系统的设计思路中，应用大系统理论，能够结合不同的系统结构，设计出各自的控制方法与方向，对集中供热系统进行阶梯化结构设计，通过把大系统分解成单独的子系统，以确保各系统之间共同管理信息，并通过为上级系统设计协调处理信息的自动管理功能，进行上下级信息交流，并且取得子系统优势的基础上，以确保大系统中获得最优值。

结束语

集中供热系统不断优化改良，相较于传统分散供热模式，可以有效减少不必要的资源损耗和环境污染，是环境友好型城市发展的重要内容。因此，为了提升集中供热系统运行效率，减少能耗，应该契合区域实际情况，了解用户实际需要，制定合理有效的节能降耗措施，以期最大程度上减少能耗，创造更大的效益。

参考文献

［1］周永阳，彭良德．城市集中供热运行管理的节能降耗措施分析［J］．国际建筑学，2021，30(9):120－122．

［2］杜野．城市集中供热系统节能技术及热力站控制系统的思考［J］．技术与市场，2020，41(9):113，115．

［3］卢冰冰．城市集中供热系统节能技术及热力站控制系统的分析［J］．机械管理开发，2020，35(8):264－265，291．

［4］杨永福，许浒．基于城市集中供热锅炉运行中的节能环保技术分析［J］．中国设备工程，2020，36(3):219－220．

［5］李楠．我国中小城市集中供热管理日常问题及对策研究［J］．科技经济市场，2019，35(3):114－115．