【正文】 目 錄 序 言 .......................................................................................................................... 1 第一章 供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能運行技術(shù)措施研究 ............................................. 2 第二章 熱力站節(jié)能運行研究 ........................................................................... 29 第三章 集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)節(jié)能運行研究 ............................................... 59 第四章 公建節(jié)能運行措施的研究 .................................................................. 75 1 序 言 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國北方城鎮(zhèn)采暖能耗占全國建筑總能耗的36%，為建筑能源消耗的最大組成部分。單位面積采暖平均能 耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤為 20kg/m2年，為北歐等同緯度條件下建筑采暖能耗的 24倍。能耗高的主要原因有 3 個：一是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫不良；二是供熱系統(tǒng)效率不高，各輸配環(huán)節(jié)熱量損失嚴(yán)重；三是熱源效率不高。 在能源緊張的情況下，集中供熱作為一項節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、方便生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在城市發(fā)展中的重要地位日益顯現(xiàn)。集中供熱通過取替低效率的小鍋爐，代之以大型熱電聯(lián)產(chǎn)和大型熱水鍋爐房，有效提高了熱源的熱效率。但由于集中供熱系統(tǒng)龐大、環(huán)節(jié)多，也存在輸配環(huán)節(jié)熱損失大、系統(tǒng)整體效率不高等弊端。 承德熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司在河北省墻材 革新和建筑節(jié)能管理辦公室的資助下，通過對集中供熱系統(tǒng)節(jié)能運行進(jìn)行研究，結(jié)合承德熱力集團(tuán)有限公司的運行經(jīng)驗，從源頭設(shè)計、一次網(wǎng)的運行調(diào)節(jié)、管理；換熱站及二次網(wǎng)的運行調(diào)節(jié)、管理；公建的節(jié)能運行管理等幾個方面進(jìn)行了系統(tǒng)分析，編制了《供熱企業(yè)節(jié)能運行管理辦法和使用手冊》，希望對同行業(yè)提高運行管理水平、降低能耗起到幫助。 2 第一章 供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)節(jié)能運行技術(shù)措施研究 在能源緊張的情況下，集中供熱作為一項節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、方便生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在城市發(fā)展中的重要地位日益顯現(xiàn)。 據(jù)相關(guān)調(diào)查和資料顯示， 我國北方地區(qū)供熱 能耗為現(xiàn)行國家民用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的 ，為相同氣候條件下發(fā)達(dá)國家的 23倍 ，說明集中供熱 系統(tǒng) 能耗量偏大， 具有 節(jié)能潛力。集中供熱節(jié)能需要做兩方面工作，一是建筑本身節(jié)能 。 通過節(jié)能建筑及對既有建筑節(jié)能改造，降低建筑物本身能耗，是供熱系統(tǒng)節(jié)能的根源 ；二是集中供熱系統(tǒng)節(jié)能。依靠技術(shù)進(jìn)步 ， 將新技術(shù) 、新產(chǎn)品 應(yīng)用到供熱系統(tǒng)中去， 積極 推進(jìn)供熱節(jié)能減排， 不斷 挖掘供熱 系統(tǒng) 潛力。 集中供熱系統(tǒng)作為能源的直接消耗者和熱能的 分配 者， 熱 、電、水 的消耗是集中供熱 能 耗 的主要組成部分，也是節(jié)能減排控制的主要內(nèi)容。 本文以間接集中供熱管網(wǎng) 系統(tǒng)為例，對 熱水采暖 供熱管網(wǎng)系統(tǒng)能耗進(jìn)行分析，并針對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)能耗浪費情況提出了解決措施。 、 常規(guī) 集中供熱系統(tǒng)簡介 常規(guī) 集中供熱系統(tǒng)包 括 熱源、 一次網(wǎng)、換熱站 、 二次網(wǎng) 及熱用戶五部分 （圖 11） 。 3 圖 11：常規(guī)供熱系統(tǒng)示意圖 熱源 的作用是產(chǎn)生 高溫高壓水 并不斷向 一次網(wǎng) 輸出熱量 。 目前 ，集中供熱系統(tǒng) 熱源主要采用燃煤區(qū)域鍋爐房、熱電聯(lián)產(chǎn) 等形式。 一次網(wǎng)的作用是 將 熱源產(chǎn)生的熱量，即高溫 高壓 水 輸送至換熱站。 換熱站的作用是將一次網(wǎng) 的高溫高壓水轉(zhuǎn)換成低溫低壓水，并不斷向二次網(wǎng)輸出熱量 。 換熱站的主要設(shè)備包括 ：換熱器、循環(huán)泵、補水泵、除污器、水箱及相應(yīng) 測量 表計。 二次網(wǎng) 的作用是將 換熱站產(chǎn)生的 熱量，即 低溫低壓水 輸送至 用戶 。 熱用戶是熱量的使用者和消耗者。 熱 用戶根據(jù)采暖形式不同可以分為散熱器采暖、地板輻射采暖和風(fēng)機(jī)盤管采暖三種形式。 、集中供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)常見能耗浪費分析 、集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)主要能耗指標(biāo)分析 根據(jù)調(diào)查研究， 在集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中， 能耗成本占總成本的60%80%。 節(jié)約供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)的能源消耗，是供熱 單位 實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行的必要渠道。 只有 注重供熱管網(wǎng)的科學(xué)控制 、 合理調(diào)節(jié) 、 實現(xiàn)均衡供 4 熱 ， 并 結(jié)合運用現(xiàn)代 先進(jìn)管理方法，才能增強供熱 單位 的生存能力和競爭能力。 因此，實施供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)節(jié)能運行，是供熱 單位 的當(dāng)務(wù)之急。 集中供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng) 能耗主要由熱、電、水 三部分 組成 。 以承德市集中供熱為例， 20202020 采暖期， 熱量指標(biāo) 占集中供熱 能耗 成本 比例 的 %； 電量 指標(biāo) 占集中供熱 能耗 成本 比例 的 %； 水量 指標(biāo)占集中供熱 能耗 成本 比例 的 %（圖 12） 。 熱、電、水能耗比例意圖%%1%熱電水 圖 12：熱、電、水能耗比例示意圖 由此可見， 集中供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)中能耗最大的部分為 熱量， 其次為電量， 最小的部分為 水量。 、 常見 熱量浪費分析 熱量是 集中 供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng) 中 能耗最大的部分，也是集中供熱 管網(wǎng) 5 系統(tǒng)中占 集中供熱能耗 成本比例 最大 的部分。因此，通過對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng) 熱量浪費情況地分析，可以充分挖掘集中 供 熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)節(jié)能潛力，降低供熱成本。 熱量浪費主要由管網(wǎng)水力失調(diào)、不同采暖形式 混裝 、 公建熱量浪費 、粗放運行調(diào)節(jié)方式、供熱管網(wǎng)失水 、管道老化 引起的。具體分析如下 ： 、 管 網(wǎng)水力失調(diào)引起的 熱量浪費 管 網(wǎng)水力失調(diào)， 近端用戶水流量大于需求流量，遠(yuǎn)端用戶水流量小于需求 流量，產(chǎn)生 近端用戶過熱，遠(yuǎn)端用戶不熱 的現(xiàn)象 。 這 個時候，為了保證遠(yuǎn)端用戶供熱效果，大多數(shù)供熱 單 位 提高供水溫度、 提高循環(huán)泵功率、 加大 管 網(wǎng)循環(huán)流量 ， 這樣 95%的用戶室溫就超過了規(guī)定溫度 ， 超值享受到了夏天一樣的溫暖 。 由此可見，管網(wǎng)水力失調(diào) 產(chǎn)生 超溫浪費 ， 即 熱量浪費 。 以承德市氣象參數(shù)為例 ， 經(jīng)過理論計算， 用戶室溫每升高 1℃ ，每天 多增加供熱量 %。 、不同 采暖 形式混裝引起的熱量浪費 許多換熱站包含 不同采暖形式的熱負(fù)荷 ，如 散熱器、地暖混裝，散熱器、地暖 、 風(fēng)機(jī)盤管混裝。 其中，散熱器采暖設(shè)計供回水溫度為85/60℃，地板輻射采暖設(shè)計供回水溫度為 50/35℃，風(fēng)機(jī)盤管采暖設(shè)計供回水溫度 為 60/50℃ 。 為滿足最高供熱參數(shù)要求，造成其余用戶過熱，產(chǎn)生熱量浪費 。 若 某一換熱站 所帶負(fù)荷中 散熱器采暖 、 地板輻射 比例 為 1:1。 則 6 換熱站實際流量超過設(shè)計流量 20%，實際供熱量超過設(shè)計供熱量 25%，因此不同采暖形式混裝產(chǎn)生熱量浪費。 、 公共建筑熱量浪費 由于許多換熱站包含公共建筑及住宅兩種不同用熱性質(zhì)的建筑，換熱站 必須 每天 24 小時連續(xù)供熱。由于 公共建筑用熱 時間集中， 如辦公 樓 、學(xué)校 ，絕大多數(shù)工作人員同時上、下班 ，每天工作 8小時 。因此， 在 8 小時之外，供熱系統(tǒng)僅維持在防系統(tǒng)結(jié)凍狀態(tài)即可?？梢?，對于公共建筑而言， 一 天中 有 近 2/3的時間， 將 供應(yīng)的熱量大部分浪費掉了。 以 學(xué)校為例， 某學(xué)校用熱面積 1 萬平米， 年耗熱量 4378GJ。 根據(jù)用 戶用 熱性質(zhì)進(jìn)行分時段調(diào)節(jié) ， 即 每天 正常 供熱 8小時，其余時間維持 房間防凍。 可節(jié)省熱量 1313GJ， 這些熱量 可以滿足 3000 平米用戶的用熱需求 。 可見，公共建筑具有節(jié)能潛力。 、 粗放的運行調(diào)節(jié) 方式 起的熱量浪費 供熱量 的多少應(yīng)適應(yīng)室外溫度的變化，并保證 用戶 室溫在允許的范圍內(nèi)。 供熱單位應(yīng)該根據(jù)室外氣溫對供熱量進(jìn)行調(diào)整、修正。但有些 供熱單位沒有根據(jù) 室外平均溫度計算各換熱站 供 熱量 ， 而是 根據(jù)經(jīng)驗下 達(dá)供熱指標(biāo)，致使用戶超溫 ，產(chǎn)生熱量浪費 。 、系統(tǒng)失水引起的熱量浪費 供熱過程中損失多少水就必須補充多少水，但損失的是熱水，補充的則是冷水，冷熱水溫度的差異必然導(dǎo)致供熱質(zhì)量下降 ，并產(chǎn)生熱量浪費。 7 按 實際 供水溫度 85℃ ，補水平均溫度 5℃ 為例 ，每噸補水耗熱量為： Q=1000**（ 855） = GJ 若某換熱站 每天 失水 10m3，供熱天數(shù)按 150 天計算，每年失水1500 m3，這些水消耗熱量 504GJ， 這些熱量可滿足 1200 平米用戶的供熱需求。 、 管道老化引起的熱量浪費 隨 著供熱管網(wǎng)使用年限 增加，管網(wǎng)中的保溫管道保溫破損，管網(wǎng)保溫破損后，管網(wǎng)溫降增加，管道輸熱能送效率降低，產(chǎn)生熱量浪費現(xiàn)象 。 、 供熱管網(wǎng)系統(tǒng)常見 電量浪費分析 供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)中的 耗電設(shè)備主要是循環(huán)泵、補水泵 ，其耗電量占集中供熱管網(wǎng)總耗電量的 90%以上 。 循環(huán)泵、補水泵均為離心泵，離心泵的 流量 Q、揚程 H、功率 P、轉(zhuǎn)速 N、頻率 F 的關(guān)系式如下： Q/Qm=N/Nm=F/Fm。 （ 1） H/Hm=(N/Nm)2=( F/Fm) 2 （ 2） P/Pm=(N/Nm)3=( F/Fm)3 （ 3） 由上述關(guān)系式可以看出，循環(huán)泵、補水泵的功率與流量、揚程、轉(zhuǎn)速成正比 。供熱管網(wǎng)流量、阻力的增加均會影響泵的功率，從而影響 電量。 電量浪費主要由管網(wǎng)水力失調(diào)、設(shè)備阻力增加、設(shè)計不合理、二次網(wǎng)大流量小溫差運行方式引起的。具 體分析如下： 、 管網(wǎng)水力失調(diào)引起的 電量浪費 8 管 網(wǎng)水力失調(diào)，造成近端用戶過熱，遠(yuǎn)端用戶不熱。 這 個時候，為了保證遠(yuǎn)端用戶供熱效果，大多數(shù)供熱公司 提高管 網(wǎng)循環(huán)流量 ，使管網(wǎng)的實際流量超過設(shè)計流量， 由于 循環(huán)泵 功率 與 循環(huán)流量成正比 ，即 P∝ Q3， 在損失熱量的同時， 致使循環(huán)泵耗電量 大幅度 增加。 若 換熱站的二次網(wǎng) 循環(huán)流量增長 10%， 電量 將 增加 33%。 設(shè)備阻力增加引起的 電量浪費 集中供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)中的設(shè)備包含換熱器、除污器、閥門等。這些設(shè)備 因 磨損、銹蝕、 掛垢、堵塞 后 ，水流阻力增大，致使循環(huán)泵揚程升高 ， 由于 循環(huán)泵耗電同循環(huán)泵揚程 成 正比關(guān)系 ，即 P∝ H， 因此 水泵 耗電 量 增加。 、 設(shè)計不合理引起的 電量浪費 設(shè)計人員 應(yīng) 根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范》 ，計算供熱管網(wǎng)的循環(huán)流量及最不利環(huán)路水流阻力 ，并根據(jù)理論計算值選擇循環(huán)泵 、除污器 等設(shè)備 。 但是，現(xiàn)在有些設(shè)計人員不嚴(yán)格執(zhí)行《規(guī)范》，存在設(shè)計不合理現(xiàn)象。 設(shè)計不合理有以下 兩 方面 原因 ： 一是 設(shè)計保守 。設(shè)計人員 計算理論循環(huán)流量及水流阻力時，安全系數(shù)選取上限值 。 并且 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型號 設(shè)備與理論計算值不相符 時 ，選擇型號 偏大 的設(shè)備。 如 循環(huán)泵余量 偏大 ，額定流量、揚程偏高，循環(huán) 泵工作點偏離泵的高效工作區(qū)， 使 循環(huán)泵運行效率低，浪費電能。 二是設(shè)備預(yù)留 。由于建筑分期建設(shè)，換熱站內(nèi)設(shè)備選型按 建筑 最 9 終規(guī)模確定。因此，設(shè)備余量偏大。 如循環(huán)泵不能滿負(fù)荷運行 ， 無論循環(huán)泵是否采用變頻控制，循環(huán)泵都偏離高效工作區(qū)運行 ， 產(chǎn)生 電量浪費。 、二次網(wǎng)大 流量小溫差運行方式引起的 電量浪費 低溫水采暖是集中 供熱 采暖的普遍形式， 多數(shù)供熱單位采用 大流量小 溫差的運行方式 ，使實際運行流量大于設(shè)計流量，增加 了 循環(huán)泵電量 。 因此，在實際運行過程中，應(yīng)該避免采用大流量小溫差運行 方式 。 以散熱器采暖為例，采用大流 量小溫差的運行方式，供回水實際運行溫差不超過 15℃ ， 設(shè)計供回水溫差 25℃ 為例。 實際供回水溫差是設(shè)計溫差的 15/25 倍， 即 實際運行流量是設(shè)計流量的 倍， 根據(jù)循環(huán)泵功率與流量關(guān)系式 P∝ Q3，推導(dǎo)出 循環(huán)泵功率是設(shè)計功率的 倍。 由此可見， 采用大流量小溫差的運行方式 ， 當(dāng)供回水溫差由 25℃變成 15℃時，循環(huán)泵 的軸功率增 加 倍 ， 產(chǎn)生 電量浪費。 、 供熱管網(wǎng)系統(tǒng)常見 水浪費分析 目前一些城市的供熱 管網(wǎng) 系統(tǒng)失水很嚴(yán)重，能源浪費也很嚴(yán)重，給正常供熱工作帶來很大困難。 水 浪費主要由管網(wǎng)水力失調(diào)、管 網(wǎng)維護(hù)不當(dāng)、水質(zhì)不合格、監(jiān)管不到位引起的。具體分析如下： 、 水力失調(diào)引起的 水 浪費 二次網(wǎng)水力失調(diào)， 造成部分用戶不熱 ， 不熱用戶可能 會在散熱器 10 上安裝水嘴放水，強化二次網(wǎng)循環(huán)， 產(chǎn)生 水 量 浪費。 、 管網(wǎng)維護(hù)不當(dāng)引起的 水 浪費 由于管網(wǎng)使用 年 限 增加， 保養(yǎng)不當(dāng) ，管道腐蝕嚴(yán)重，致使管道跑、冒、滴、漏現(xiàn)象嚴(yán)重 。 、 水質(zhì)不合格引起的水 浪費 管網(wǎng)水質(zhì)不合格，致使管道、設(shè)備內(nèi)結(jié)構(gòu)