供热管网节能改造及输热能效分析

供热管网节能改造及输热能效分析

郜文龙

天津市城安热电有限公司天津300204

摘要：供热管网的节能改造，主要是针对现有的供热管网设计不合理、设备设置不合理等问题，对其进行改造，从而减少能耗，提高供热系统的热效率，从而在短期内实现效益的最大化。合理的节能采暖既要兼顾建筑能耗、按户计费，又要推行节能减排的方针，而供热系统的节能改造则是节能工作的主要目的。在设计房子的时候要注意保温，选择保暖材料来降低房子的能耗，这样的设计不仅可以降低采暖系统的能耗，还可以满足用户的需要。文章论述了供暖系统的节能改造和热能效率的分析。

关键词：供热管网；节能改造；输热能效；节约能源

前言：就目前我国供热分布来看，在供热管网管理方面，我国存在着一些较大的问题，其主要表现在资源浪费的情况。通过采取合理措施，对目前应用的供热管网进行节能改造，对于提升整个系统的供热效率，提高区域居民生活舒适度有着积极的意义。

1热网节能改造的必要性与可行性分析

目前，能源消耗量的惊人增长已经成为制约我国经济规模化发展的重要瓶颈之一，在全国总能源消耗量中，建筑能耗占1/4以上的比例，而空调、制冷、供热等能源消耗又占建筑能效的1/3，特别是在居民对生活品质要求越来越高的今天，巨大的冬季供热能耗量，即使供热行业面临着各种难题，也使节能工作面临着新的机遇[1]。

集中供热因其能耗低、无燃烧、供热质量好、设备运行稳定等优点已逐步替代分散供热，成为了我国城市供热的主要方式。集中供热系统由热网、用户及换热站三部分构成，其能效控制的两个主要指标分别是锅炉热效率和热网效率，本文仅就提高供热管网节能效果进行了分析，从热网效能的现状出发，提出富有针对性地改造对策。

2供热管网目前运行中存在的问题

2.1供热管网水力失调

所谓水力失调，是指在供热系统之中，用户的实际流量与供热系统的设计要求流量之间存在不一致的状况。产生水力失调的根本原因在于，供热管网不能在用户需要的流量下实现各用户环路的阻力相等，即阻力不平衡导致水力失调。造成水力失调的主要原因有以下几个方面[2]。

（1）实际供热系统建设过程之中，由于材料或设备的选择不当造成的水力失调情况。例如，若循环水泵选择不当，就会出现扬程或流量偏小或偏大的情况，进而导致管网水力状况偏离最佳的运行状态，从而导致水力失调的情况。

（2）供热管网用户的增加或减少会导致水利失调。供热管网用户的增加或部分热用户停供都会导致全网阻力特性改变。另外，供热系统中某些用户需热量的变化亦会引起管网整体流量和温度的变化，从而破坏供热管网的水力平衡状态。

（3）供热管线及人为因素也会导致水利失调。比如：流量调节阀的选择不当;人为地随意调节入口处阀门，分支阀门口径设计不合理;管网中个别管段水流不畅，管网压力增大;供热管网失水状况严重，补水措施不及时，失水严重时甚至造成管网运行压力不足;用户室内的水力工况改变等。

2.2热网失水

热网失水主要因为以下3种原因。首先，施工单位在进行管段施工过程中，实际技术的不规范，使得实际管网结构中会由于焊接技术水平以及安装施工技术导致出现失水以及泄漏的问题。其次，就是由于换热站没有与供热管网的核心管理部门进行及时沟通，在没有经过通知以及允许的情况下进行放水，进而就导致了整体供热管网的漏损系数显著增大，即使在经过了二次网的补水流程，但还会引起极大的冒水、漏水的现象，造成极为严重的热力损失。其三，就是由于相关人员对于供热管网设备检修的工作不到位，使得管网中相关设备出现陈旧老化的现象，继而由于设备自身的原因，导致失水现象的发生，严重阻碍了热网的正常运行，给管网的维修也带来了极大的不便[3]。

2.3热源问题和设备问题

在我国大部分的地区中，往往都是将蒸汽作为了热能的直接来源，而只有少部分地区采取的是汽暖供热的方式，同水暖供热相比，气暖供热的温度要明显提升，通常情况下要高出水暖供热20度左右，但是它的热损失却远远的高出了水暖的热损失，一般要高出25%左右，而且对于汽暖供热来说，汽暖供热会对管线的保温提出更高的要求，而且也会发生泄漏的现象，从而降低了供热工作的安全性和节能性。除此之外，还存在管网的设备老化，热源不合理，建筑物热性能差等问题，都对热网节能的工作产生了一定的负面影响。

3供热管网节能改造的相关措施

3.1优化管径设计

通过优化管径设计，可以有效降低水力失调问题的发生概率，从而提高整个系统运行的稳定性。在具体应用过程中，首先，需要对外网的水力情况进行计算，确定最佳的水力参数，通常情况下，可以借助专业计算软件对相关参数信息进行计算，在完成数据计算之后，还需要借助人工调整的方式，从而实现管网内部水流动态调整，加强近端用户阻力的作用。其次，结合设计图纸，对于管网节点的具体位置进行标注，可以在各个管道节点上进行编号，同时还需要结合计算结果标注管道的受压载荷情况，为后续管径调整提供科学性的数据参考。最后，做好相应的数据统计工作，结合统计数据对目前管道的回水温度进行科学设计，将该温度作为基准数值，以该标准来完成管网运输过程中的管理工作

[4]。

3.2管网系统的平衡设计

目前供热管网的主要热量来源是煤炭燃烧产生的热量，随着社会经济的快速发展，煤炭的存储量也在快速减少，为了更好地满足供热需求。需要做好相应的平衡设计工作，在具体操作过程中：①考虑到原有供热管网系统中，节流孔板和闸阀的可控性相对较低，对此在平衡设计过程中，需要对节流孔板进行调整，平衡其运行功能，从而有效改善供热管网系统的运行情况;②可以利用平衡阀来取代以往的闸阀或截止阀，相较于原有结构，平衡阀会与智能测压设备进行关联，监督阀门前后的压差情况，根据压差情况进行阀门运行情况的调整，从而提高系统应用的稳定性。需要注意的是，为了确保系统运行的可靠性，需要做好安全管理工作，不允许他人随意调整阀门，提高结构运行的可靠性[5]。

3.4管网敷设方式改造

通过加强管网敷设方式改造，可以提高管网使用寿命，减少维护成本的经济支出。在具体应用过程中：

①在保温材料选择方面，应结合具体应用环境情况来进行选择，如在潮湿环境中，应选择防水性能与保温性较强的材料作为主施工材料，从而降低供热成本.

②结合区域实际情况来选择合理的管道敷设方式，并且需要积极引进新型材料，如泡沫保温材料、钢管结构等，从而提升系统运行过程所带来的企业经济效益与基础社会效益。

4供热管网节能改造后输热能效分析

4.1传输温度分析

经过节能改造之后，位于沟壑位置的供热管道，在冬季下雪天气后，覆盖在上方的积雪融化速度较慢，利用温度计测量表面温度，只是略高于外界温度，这也意味着在供热管网工作的过程中，并没有过多热量的损失。

4.2传输效率分析

从抽样调查结果来看，经过节能改造后的供热管网，其供热传输效率也有了大幅度提升，结算当月耗煤量，同比上月下降了13.52%，这也意味着管网的传输效率得到了大幅度提升。

结语

通过对管道直径的优化，可以减少管网的水力失衡问题，实现管网系统的整体结构设计，从而达到提高整体系统的节能效果。

参考文献

[1]张梦，王春青.供热管网节能改造及输热能效分析[J].节能，2019，38（01）：113-114.

[2]孙志勇.供热管网节能改造技术探究[J].住宅与房地产，2018（15）：285.

[3]冯丽洁.某城市集中供热系统余热回收节能改造方案[J].节能，2018，37（04）：52-55.

[4]李仕国，王烨.中国建筑能耗现状及节能措施概述[J].环境科学与管理，2008.

[5]徐世军.影响供热管网输热能效的因素及解决措施研究[J]中国科技信息，2013（16）.