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        集中供熱能耗產(chǎn)生的原因及節(jié)能降耗技術(shù)應用探討

        2021-05-06 09:22:02李臣良段軍
        城市建設理論研究(電子版) 2021年3期
        關(guān)鍵詞:熱電供熱管網(wǎng)

        李臣良 段軍

        1.江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 江蘇 南京 210000

        2.汕頭中圣科營熱電有限公司 廣東 汕頭 515100

        集中供熱可以改善我國目前生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,滿足社會對生活能源的需求和標準,同時也可以維持生態(tài)環(huán)境的平衡性。隨著我國城市人口增多導致城市規(guī)模加大,各類規(guī)模的工業(yè)園區(qū)逐漸增加,集中供熱是節(jié)約能源的一個不二選擇,但是目前工業(yè)耗能量大、成本過高、效率低、耗能大是目前城市集中供熱過程中主要存在的現(xiàn)象。

        一、集中供熱能耗的產(chǎn)生原因

        (一)換熱環(huán)節(jié)的熱量流失

        國家節(jié)能減排的有關(guān)標準提出,集中供熱過程中的管網(wǎng)輸送效率在只有達到90%以上,才能夠達到國家安全生產(chǎn)的標準,但是實際集中供熱過程中的管網(wǎng)輸送效率并不能達到國家規(guī)定的標準,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,只能夠達到65%左右[1]。

        集中供熱的水泵和換熱設備都比較落后,導致運行效率逐漸降低,使這個環(huán)節(jié)中所輸送的熱量大量流失,集中供熱需要利用多種新型的技術(shù)和設備[1]。能耗損失影響了整個供熱管道中熱汽的質(zhì)量,導致資源嚴重浪費,也阻礙了該城市社會經(jīng)濟的發(fā)展[2]。

        (二)另一種熱量損失方式(非物理性損失)及流量計選型探討

        一個功能規(guī)劃完整的工業(yè)園區(qū)集中供熱往往采取過熱蒸汽作為熱能載體,且按照質(zhì)量來計量的話,能量損失往往是通過質(zhì)量損耗來體現(xiàn)的。質(zhì)量損耗數(shù)據(jù)則來自于計量儀表。作為有貿(mào)易結(jié)算性質(zhì)的流量計關(guān)乎供熱企業(yè)的成本與利潤和供用汽企業(yè)之間的公平公正,所以,流量計選型是工業(yè)供熱中非常重要的一個環(huán)節(jié)。市場上常見的流量計有孔板式流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。其中,渦街式流量計表和孔板式流量計表是常選用的,其詳情見表1。

        表1 渦街式流量計表和孔板式流量計表

        例如,位于廣東省汕頭市潮南區(qū)的汕頭市潮南工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園屬于一個印染企業(yè)集中的工業(yè)園,共有127家印染企業(yè)(其中自建廠房52家,其他小企業(yè)統(tǒng)一入駐通用廠房)。這些企業(yè)主要是通過蒸汽給口罩帶、女性內(nèi)衣、襪子、紗線、布匹等印染和定型的。熱電聯(lián)產(chǎn)項目公司是這個園區(qū)的能源島。降低蒸汽損耗是屬于熱電公司首要解決和處理的問題。最直接、有效的措施是:根據(jù)不同的用戶需求選定合適量程的流量計,以最大限度減少儀表“小流量切除”和“超流量難計量或少計量”而帶來的非物理性蒸汽損失。

        二、集中供熱節(jié)能降耗技術(shù)應用分析

        (一)降管損之選用新型保溫材料及工藝

        建議采取新材料和新保溫工藝減少管道散熱損失。通過利用先進的保溫材料增強管道保溫的性能,提升管道抗寒、防濕的作用[3]。例如:硅酸鋁纖維氈、高溫錫箔反射層、雙層納米納米氣囊等新型材料的綜合利用,見圖1。

        圖1 架空管道保溫圖

        然而,實際應用中需要根據(jù)集中供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小、用戶數(shù)量、建設周期以及材料性能來選擇性價比高、導熱系數(shù)較小的保溫材料作為保溫層的主要材料,這樣可以全面提高管道保溫的性能,提升熱汽輸送的質(zhì)量[4]。

        (二)采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)降耗

        火電廠中的火力發(fā)電機,在產(chǎn)生電能的同時,也可以生產(chǎn)出大量的廢熱能量(通過汽輪機作功后的乏汽要用循環(huán)水來冷卻,從而導致部分的能量白白浪費),通過采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)能夠通過將大量的廢熱能進行熱轉(zhuǎn)換,從而成為有用能源直接提供給熱用戶。熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應用能夠提高資源的利用率,提升節(jié)能效率,更好地順應時代發(fā)展的潮流[5]。為了在集中供熱系統(tǒng)中充分體現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應用價值,需要做好以下工作:

        安裝維持管內(nèi)阻力平衡裝置。在供熱系統(tǒng)運行過程中,管內(nèi)阻力具有自我調(diào)節(jié)的作用,可以根據(jù)運行情況對阻力大小進行調(diào)節(jié),確保系統(tǒng)能夠正常運行,保障能源安全輸送。調(diào)節(jié)后,管內(nèi)阻力還可以保持平穩(wěn)狀態(tài),能夠使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行[6]。循環(huán)水泵需要嚴格按照阻力的大小對管段長度進行確定,如果管段中的壓力過大,無法將其全部排放出去,就會出現(xiàn)嚴重的水力失調(diào)現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)上述問題,專業(yè)技術(shù)人員和工作人員需要及時采取有效措施對其阻力進行調(diào)節(jié),確保阻力維持平和,但是調(diào)節(jié)流程復雜,難度系數(shù)大,需要反復調(diào)試,反復試驗才可以確保其阻力的平衡性,易耗費大量的人力和和物力[7-8]。

        (三)提高供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能效率

        首先,優(yōu)化供熱管網(wǎng)的主、支線設計。管網(wǎng)主、支干線的設計對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)安全性起著至關(guān)重要的作用,所以需要合理設計主干線。在設計時提前考慮到5年或者10年后用熱規(guī)模的增加情況,母管尺寸選擇要放有足夠的余量。另外,在對支管網(wǎng)的管徑設計時,需要嚴格按照熱平衡的原理進行操作,進而提高能源輸送的效率,這符合城市集中供熱能源質(zhì)量所提出的標準和需求[9]。

        其次,合理選擇補償器和控制電耗。由于熱力管網(wǎng)會在熱脹冷縮的狀態(tài)下產(chǎn)生一定的應力,所以為了避免出現(xiàn)安全事故,確保系統(tǒng)運行和用戶使用能源的安全性,合理選擇補償器和控制電耗。一方面,能夠有效避免安裝補償器可能出現(xiàn)的各種安全隱患,提高設備運行的安全性;另一方面,能夠有效控制電能損耗,提高能源的利用率,避免大量能源流失[10]。

        再者,減少設置地埋管并加強運營管理。由于地埋管有一次投資造價高、熱損耗大、維護成本高、容易被用戶暗埋管道偷汽等弊端,所以,建議通過采取預制保溫地埋管(降低熱能消耗)和盡量采取架空輸送管道等方式來解決以上的問題。另外,當?shù)卣拖嚓P(guān)部門要充分發(fā)揮自身的職能作用,加大對管網(wǎng)系統(tǒng)運行情況的重視,定期組織相關(guān)工作人員對其進行維護和維修。

        結(jié)束語

        綜上所述,供熱系統(tǒng)在運行過程中要想實現(xiàn)節(jié)能減排的目標,需要經(jīng)過長時間不斷的探索和分析,總結(jié)出最具有價值的成果,這正是促進我國目前社會經(jīng)濟發(fā)展首要完成的一項任務。在節(jié)能減排的理念下,要不斷創(chuàng)新,優(yōu)化升級,確保以往的管理模式能夠符合目前供熱系統(tǒng)安全運行的需求和標準,妥善解決能源大量流失問題,全面提升我國能源輸送的效率和質(zhì)量,提高資源的利用率,為推動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展奠定良好的基礎。

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