区域供热２０１４．５期 浅谈城镇绿色集中供热及供热中的节能降耗 北京市热力集团有限责任公司销售分公司 郝伟 【摘 要】近年来采取的多项供热中节能降耗措施，这包括：（１）水泵的节能改造： 通过多台泵并联运行改为单台大泵．并加装变频器的运行方式，提高循环水泵效率， 降低供热系统运行电量 （２）换热设备保温：通过对换热设备进行保温处理，可有效地 降低热力站内热损失，节省热能。（３）公共建筑实施热计量：对能源利用计量、控制、监 督和科学管理的方法，有效降低了热耗 （４）调节二次系统水力平衡：通过安装流量控 制阀，合理分配系统流量，降低二次管网的水力失调度．建立二次系统的热平衡，实现 二次管网的经济运行 （５）采用二次混水系统：通过二次混水系统预设的调节曲线，控 制混合水量，实现对室内系统的质调节．实现经济运行。（６）大力推行户用热计量：供 热大锅饭的传统模式，无法主动行为节能，也无法实现“热”的商品化 【关键词】供热 热力站 节能降耗 １ 引言 网供热经历过的一系列演变过程 城市热网供热的核心部分是热力站 热 力站是用来转换供热介质种类、改变供热介 我国现阶段城镇的供热方式主要以集中 供热为主 随着国民经济的发展和人民生活 水平的提高．环保及节能意识深入人心 近几 年连续出现的雾霾天气已经开始影响百姓的 正常生活 ＰＭ２．５是形成雾霾最重要的直接 质参数，分配、控制及计量供给热用户热量的 设施，是热网与热用户的连接枢纽。 热网供热的热力站按供热形式分直供站 和间供站，前者是电厂直接供用户．温度高， 控制难．浪费热能 是最初电厂余热福利供热 的产物。 间供站则是以电厂为一次线．小区为二 次线，热源（电厂）、热网（一二次线管网）、热 用户（居民楼和单位）连接处为热力站。这是 内因，二氧化硫、氮氧化物及烟尘又是形成 ＰＭ２．５最重要的污染物。我国二氧化硫、氮氧 化物及烟尘的排放．绝大部分来自于煤炭消 费．而煤炭消费除发电外基本用于工业制造 和供暖．在减排技术与效率方面．二者远不如 燃煤发电环节成熟．烟尘治理仍然很差．每年 的烟尘排放占全国排放的近７０％ 因此加快 供热能源结构转型．减少燃煤锅炉烟尘排放． 大力推广利用电厂余热的城市绿色热网集中 供热模式则显得尤为重要。 ２集中供热的发展 现有城市热网供热采用的形式，该形式将一 次水和二次水系统彻底分开．保证一次水系 统的压力、温度等参数稳定，可调节性强，充 分利用了电厂余热．经过系统的科学调节，可 使得热水管网系统补水率稳定在１％以下的 水平．有效地保证了供热管网水力工况的稳 提到能源结构转型．就不能不说城市热 一６６一 区域供热２０１４．５期 定性．为提供良好的供热质量打下了坚实的 基础 通过多年的供热运行．随着供热理念及 技术的日趋成熟．热力站的换热设备开始由 初期的占地面积大、换热效率低的大型设备 向小型换热机组设备转型 换热机组是将换 热器、水泵、计量仪表、阀门以及控制器等设 备组合在一起的一种新型、高效的换热设备。 ｌ０％ ３％ 豳建筑物热耗 一站内热耗 一管网散热损失 一失水热损失 口水力失衡热损失 它具有多点参数设定、分时段控制、自动报 警、网络通讯、远程控制等功能 高效率的换 热器与高灵敏度的控制系统结合在一起．不 但减小了换热设备的占地面积．而且使热源 的利用率提高．改善了管网的供热能力．减少 了热能浪费 因此．利用电厂余热的绿色供热 模式．随着多年的发展已经具备很高的管理 及科学理念．是绿色智能化供热模式的中坚 力量．对首都的环境改善工作起到了至关重 要的作用 ３逐年改善的节能降耗工作 １ 下面就各节能模式进行分析： ３．１首先分析热力站热耗 由图１可见：供热过程中的热损失主要 来自管网散热损失和水力失衡热损失．而站 内损失也占一定的比例 对于占热损失首位 的管网散热损失可以通过二次管网保温来极 大地降低损失 因此调节水力失衡产生的热 损失和降低热力站内热损失则是节能降耗最 有效也最实用的途径 ３．１．１水泵的节能改造 节能降耗是建设节约型社会和提升企业 公众形象的需要．随着环保和节能意识的逐 原有热力站普遍采用多台泵并联的运行 方式．效率低、耗电量大。通过将多台泵并联 运行改为单台大泵．并加装变频器的运行方 式．达到提高循环水泵效率．降低供热系统运 行电量的目的 我公司对１４座热力站内的６８ 台水泵进行拆除．安装新水泵３２台。改造后 步深入．以及响应北京市政府节能降耗政策． 我公司近年来采取了多项针对热力站节能降 耗的措施并取得了一定的成果 节能降耗可以从站内及站外两个方向进 行：站内可以通过水泵的节能改造，换热设备 降低运行功率４４７．５ｋＷ 同采暖季运行电量 平均下降３５．６％．可节约电费８１．５万元 并对 保温，公共建筑实施热计量来实现：站外通过 调节二次系统水力平衡．采用二次混水系统． 大力推行户用热计量改造来实现 其中公共 建筑热计量及居民户用计量．充分调动热用 户白发的行为节能方式．已经成为近几年主 ３４座热力站的６１台水泵安装了变频装置 改 造后．同采暖季运行电量平均下降３１．８％．节 约电费９２．６万元 通过对原有耗电较大的循 环水泵进行改造．对水泵选型、运行方式、控 制模式进行数据分析．加强二次系统运行调 推的模式．节能效果也相当显著 表１水泵节电改造——多台泵并联改造 供暖面积 序号 站名 （ＩＴＩ ） １ 群园四区站 １３９８７２ （ｋＷｈ） ２７１９１０ （ｋＷｈ） １４７５８４ （ｋＷｈ） １２４３２６ ４５．７％ 改选前总电量 改造后总电量 节电量 节电率 ２ 槐柏小区 １５０３９８ ２１２３２０ １５５４４０ ５６８８０ ２６．８％ 水泵节能改造前后两年电耗对比．平均节能率为３７．４％。 一６７— 区域供热２０１４．５期 水泵节电改造——加装变频器 序号 站名 供暖面积 （ｍ２） ｌ ２ ３ 改造前总电量 改造后总电量 （ｋｗｈ） ８１５２０ ４０５６６５ １１２７７０ 节电量 （ｋｗｈ） ２１３２０ １５９６６５ ６９６５０ 节电率 （ｋｗｈ） ６０２００ ２４６ｏｏＯ ４３１２０ 复外２＃ 罗庄小区 前 门７号点 ７８１０７ ２３１９４９ ３３２９ｌ ２６＿２％ ３９．４％ ６１．８％ ４ ５ ６ ７ ８ 前三门１Ｏ号点 所部点（建外 站） 团结湖小区点 十字坡 新世界 ８４４８６ １２１９８２ ６１３１０ ４６０７８ ２９３ｌ８７ ９５０３００ ２３１４００ ３３９１００ ２２１５２０ １３６０２０ ７５６４８０ ２２８４４７５ １４８４４Ｏ ２１５６０Ｏ ｌ１６６７０ ９６２２０ ４８１３２０ １４Ｏ７５７０ ８２９６０ １２３５００ １Ｏ４８５Ｏ ３９８００ ２７５ｌ６０ ８７６９０５ ３５．９％ ３６．４％ ４７．３％ ２９＿３％ ３６．４％ ３８．４％ 水泵加装变频器，改造前后两年电耗对比，平均节能率为３８．４％。 节．充分发挥变频技术的优势．使水泵运行更 加合理与高效 ３．１．２换热设备保温 算）。 ３．１＿３公共建筑实施热计量 为了适应我国经济快速发展的需要．贯 热力站站内热损失主要来自裸露的换热 器，阀门等设备 目前保温项目共选用四种保 温材料：玻璃棉、聚氨酯、橡塑和岩棉。我公司 对２２座热力站７２台板式换热器加装保温的 彻计量法律法规．加强企业计量基础工作．以 量值溯源的技术手段．统一计量工作，做到统 一标准，分级管理．保证计量结果准确可靠。 对能源利用的计量、控制、监督和科学管理逐 步使用现代化的方法．这是节能技术进步的 基础工作，也是实现工艺、设备最佳运行的必 要手段 同时计量数据分析可以为统计城市 管网集中供热系统的供热量、能耗等提供基 础数据。其中通过试点测试．还可以科学统计 核算各种不同使用类型、不同建筑年代建筑 物的单位面积平均采暖耗热量、二次线管道 工作．并采用在部分热力站现场红外线成像 的方法．对其保温效果进行测试、分析。以某 站为例．测算设备的散热损失。单台板式换热 器作保温后．表面温度可降到３３℃．节能 ５４５．７Ｗ：该站共有５台板式换热器，若设备全 部作保温，一个采暖季可节热约３１．８３ＧＪ。折 算节能费用为２２１０元ｆ热价以６９元／ＧＪ计 表３热力站主要设备保温 热力站名称 所部 设备名称 板块 保温材料 玻璃棉 散热量（Ｗ） ２６３６．８７ 采暖季耗热（ＧＪ） ３０．７６ 未保温（ＧＪ／ｎ１ ） 已保温ｆＧＪ／ｍ ） Ｏ．０ｏ０２５ ０．ＯＨ０００００６２ 煤科总院低区 煤科总院中区 板块 板块 聚氨酯 岩棉 １３２３．６２ １３８３．２９ １５．４４ １６．１３ ０．Ｏ０ＯＨ０７ Ｏ．０Ｏｏ０８ ０．ｏｏ００５６ Ｏ．ＯＯｏ０６７ 百环西 所部 板块 一次闸阀 玻璃棉 玻璃棉 １７７９．７９ ２５７８．１４ ２０．７６ ２９．７ ０．ｏｏ００９ Ｏ．００ｏ２４３ ０．ｏｏ００１６ ０．００００２１ —６８— 区域供热２０１４．５期 的 ∞ 加 热损失情况、加热一吨生活热水的能耗量等， 为节能降耗和科学核算供热成本提供重要的 基础数据。以某采暖季为例，其耗能数值见表 ４及图２： 表４ 时间 １１月 ｌ２月 １月 ２月 ３月 整采暖季 全网平均 ２３．７７ ３０．６４ ３３．２８ ２６．９９ ２３．７６ ２８．１７ Ｗ／ｍ 热计量收费站 １２．６０ ２０．７７ ２３．１５ １６．７７ １４．Ｏ５ １７．９６ Ｗ／ｍ ●全国平均 口热计量收费站 ■薹 ■＿ｕ■薹 ●ＪＬ １月 ２月 ３月全采暖季 图２ 从数据对比明显看出．热计量模式比按 面积模式增强了节能效果 ３．１．４调节二次系统水力平衡 水力失调是一种常见的典型问题．它不 仅严重影响了供热质量．而且大大提高了供 热成本．造成了能源的极大浪费 管网运行的 水力平衡调节是供热系统中的重要环节．调 节的效果好坏直接影响用户的供热质量 在 这种形势下．消除系统水力失调．保证热网正 常、经济合理的运行，成为供热过程中节能降 耗的关键环节之一 通过安装流量控制阀．可 合理分配系统流量．降低二次管网的水力失 调度．建立二次系统的热平衡．在满足用户正 常用热的前提下．实现二次管网的经济运行 流量调节阀安装在每栋楼的人口处．单管系 统按照建筑面积以２０ ２５吨／万平方米分配 流量：双管系统按照建筑面积以３Ｏ～３５吨／万 平方米分配流量 流量调节后用超声波流量 计进行测量 通过上述手段可以很大程度上 合理分配二次水量。达到二次水量平衡效果 ３．１．５采用二次混水系统 用户二次系统管线过长容易产生水力失 调．如通过二次调节仍不能很好地改善失调 问题，则可通过采用二次混水系统加以改善 二次混水系统的控制原理：气候补偿控制器 根据室外温度的变化．通过预设的调节曲线． 控制｝昆合水量．实现对室内系统的质调节．进 而实现二次管网的大温差、小流量的经济运 行方式。通过建筑物内部的大流量、小温差运 行．消除了建筑物内供热系统的水力失调．且 有效降低了热力站的运行电量．提高了热能 的利用率 ３．１．６大力推行户用热计量 目前居民供热仍以按面积收费为主．无 论房间内是否有人．暖气都处于常开状态．如 果房间内温度较高．也因大部分住宅没有可 调节温度的装置（手动或温控阀）．很多人干 脆就直接开窗通风，使得就算有节能意识的 人也无法进行调节温度．这样无形中造成了 热能的极大浪费 且随着新建建筑保温效果 逐年提高、居民环保节能意识的增强．越来越 多的居民要求供热也要以量定价．打破供热 大锅饭的传统模式，实现“热”的商品化。 针对此类情况政府经过多方论证．决定 采取国际普遍采用的按户分摊原理的通断时 间面积法推广户用热计量 这种方法可以避 免在享受同等室温的前提下．因冷山墙、顶层 等户型结构耗热较多．造成付费差异较大情 况的出现。供热部门则根据居民家的面积、使 用时间、热量等数据科学地测算出居民应该 缴纳的热费．以实现按户计量的形式 同时户 内加装控制面板．也解决了无调节手段的尴 尬．让用户可以实现按需用热．强化了用户行 为节能的意识 同时供热单位也可以达到对 用户室温“低保高控”的合理（下转第８２页） 一６９一 区域供热２０１４．５期 低温用户温度要靠对系统调节和有效的控 制．排除故障。开展水力平衡工作．以便实现 低温用户温度达标、高温用户基本不变的目 的。 要改变供暖系统这种不正常的运行状 况．必须是国家的有关部门特别是设计部门 转变观念．从实际情况出发，适时修订有关设 计规范、标准，采用新材料、新设备，认真总结 借鉴国内外的先进经验．把工作落到实处．努 力提高供暖设计水平：供暖运行单位要认真 研究探索更加符合实际的供暖运行参数和运 行方式，提高运行管理水平。确保供暖质量． 降低能耗 ５．３ “三大”问题．已经到了必须认真对 待的时候了 避免低温、大流量、小温差循环的运行方 式。必须从设计开始，采取有效措施．努力纠 正“三大”问题，因为低温、大流量、小温差运 行方式．是“三大”的必然产物 长期以来由此 导致的基本建设投资大量增加和巨大能源浪 参考文献 费是令人痛心的 已经到了必须认真对待的 时候了，不能视而不见，任其泛滥了．要把提 高供暖质量，节约能源落到实处。 ．马有江等．现代节能减排技术与应用［Ｍ］．哈尔滨工业 大学出版社．２０１３． “ ． ．‘ｔ““ “ 址．址 ．１止．址 Ｓｔ ＳＩＬｊ止．址．‘止．址 （上接第６９页）运行管理。避免居室供温较高 造成热能的浪费 就目前而言．对能源的“开源”还很困难． 少客户投诉．取得了很好的社会效益和经济 效益。站内设备保温有效减少热损失 在保证 用户的用热需求的前提下实现经济运行．加 强对用户的室温监测．让室温能够达标的同 “节流”则成为降低能耗的最有效的方式．在 供热过程中降低能耗．不仅仅对企业的经济 利益有着很大的影响．而且对环境有着良好 的改善作用 ４结语 时又不超标 建筑物能耗的高低是节能的关 键。对能耗高的建筑物进行保温改造．对管线 老化腐蚀严重、失水量较大的进行更新改造 同时．应加大建筑热计量的推进．让节约热能 变成供需双方共同的关注点．更好的调动用 户的自主节能意识．发挥全社会的力量节能 环保．共同营造宜居的社会环境。 综上所述，通过水泵改造、加装变频控 制．热力站的电耗呈下降趋势．降低了运行成 本。安装流量调节阀使二次管网水力平衡．减 “－“ ． ｔ．“Ｊ Ｌ． — －“ （上接第７７页）水平。 能源是人类赖以生存的基本保障 长期 ２００９年ｌ２月．本市第一个大型沼气多村 联供工程——大兴留民营沼气站七村联供工 程正式竣工 该工程改变了传统沼气以村或 户为单位的建设方式．为我市生物质能规模 化应用提供了新的模式 ２０１０年１１月．位于北京市密云县果园西 路９号的北京青岛啤酒三环有限公司１台型 以来．人类对能源的永无休止开发使用．导致 地球上化石能源日益减少 寻求使用新能源 和可再生能源是世界各国能源战略的唯一选 择 ２０１２年在瑞典召开的全球生物质能大会 上．国际能源署（ＩＥＡ）公布了最新的技术路线 图．到２０５０年．生物能源可以提供全球建筑 供暖需求的２０％ 同时．生物质将会越来越多 号为ＬＳＳ１．０—１．０一Ｑ的蒸汽生产锅炉投入使 用．所用燃料为沼气 ７结语 一 替代其它ＣＯ，排放量大的能源 我国作为能 源消费大国．积极开发利用生物质能源具有 重要意义 ２一