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供熱系統(tǒng)消耗能量的環(huán)節(jié)

供熱系統(tǒng)由熱源反熱能送達(dá)熱用戶，一般都要經(jīng)過熱制備、轉(zhuǎn)換、輸送和用熱這幾個(gè)環(huán)節(jié)。我國城市集中供熱熱制備主要來自燃燒化石燃料的區(qū)域鍋爐房和城市熱電廠。區(qū)域鍋爐房的主要耗能設(shè)備是鍋爐、燃料輸送及灰渣清除機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)、水制備和輸配系統(tǒng)的水泵，它們耗用的能源是燃料、電力、水和熱;通?？梢杂脝挝还崃康南牧縼碓u(píng)定耗能水平。熱電廠是由抽凝式、或背壓式供熱機(jī)組排(抽)汽通過熱能轉(zhuǎn)換裝置傳遞給熱網(wǎng)系統(tǒng);首站是供熱系統(tǒng)的熱源，主要耗能設(shè)備是熱交換器、輸配系統(tǒng)的水泵。它們耗用的能源是蒸汽、電力、水和熱;通常可能用單位供熱量的消耗量來評(píng)定耗能水平。

熱能輸送由熱網(wǎng)承擔(dān)，供熱管道由鋼管、保溫層和保護(hù)層組成，其結(jié)構(gòu)依敷設(shè)而異。管道敷設(shè)有架空、管溝和直埋三種方式。它們的能量消耗是沿途散熱的熱損失和泄漏的水、熱損失。一般可用熱網(wǎng)熱效率來表示其保溫效果和保熱程度;熱網(wǎng)補(bǔ)水率來表示熱網(wǎng)水泄漏的程度。在熱網(wǎng)管線上有時(shí)還設(shè)置中間加壓泵，以降低和改善系統(tǒng)水力工況(設(shè)置在非空載干線上，還能節(jié)省輸送電耗)，它的能量消耗設(shè)備是水泵，可用單位供熱量的耗電量來評(píng)定耗能水平。

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供熱系統(tǒng)能耗懸殊的原因分析

>>>>設(shè)備效率的不同

鍋爐熱效率是衡量熱源子系統(tǒng)熱能利用率的指標(biāo)。體現(xiàn)燃料熱被有效利用的程度。目前，燃煤供熱鍋爐的設(shè)計(jì)熱效率(≥7MW)一般在75-85 %(燃油、汽供熱鍋爐熱效率在90%左右)。但在使用時(shí)，由于鍋爐結(jié)構(gòu)、燃料供應(yīng)、技術(shù)水平、管理水平、人員素質(zhì)等方面不同的原因，使鍋爐的運(yùn)行效率差別很大。好的，能達(dá)到設(shè)計(jì)熱效率，保證鍋爐出力。差的，燃燒不完全、排煙溫度高、各項(xiàng)熱損失大，熱效率不及50%，鍋爐出力大幅降低;導(dǎo)致能源浪費(fèi)，大氣環(huán)境污染增加。

風(fēng)機(jī)、水泵效率是電能轉(zhuǎn)化為有用功的份額，體現(xiàn)電能被有效利用的程度：目前，風(fēng)機(jī)、水泵效率一般在55-75%。它們的流(風(fēng))量和揚(yáng)程(壓頭)的選擇與配置是十分重要的，選擇與配置得當(dāng)，裝機(jī)電功率合適，運(yùn)行工作點(diǎn)處于設(shè)備高效率區(qū)域，電耗少。選擇與配置不當(dāng)(一般是偏大)，裝機(jī)電功率偏大，運(yùn)行工作點(diǎn)偏離設(shè)備高效率區(qū)域，則電耗多，兩者的相差可達(dá)10-30%。不僅如此，鍋爐的鼓、引風(fēng)機(jī)配置不當(dāng)，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐熱效率下降。循環(huán)水泵配置不當(dāng)，還會(huì)影響系統(tǒng)水力工況。

>>>>管理體制和水平的不同

熱網(wǎng)熱效率是輸送過程保熱程度的指標(biāo)，體現(xiàn)管道保溫結(jié)構(gòu)的效果。一般熱網(wǎng)熱效率應(yīng)大于90-95%。從上面實(shí)測(cè)情況看，直埋敷設(shè)管道能達(dá)到這一要求;而架空和管溝都達(dá)不互要求，其熱損失遠(yuǎn)大于10%。如果地溝積水，管道泡水，保溫性能遭破壞，其熱損失甚至大于裸管。這一問題廣泛存在于早期建設(shè)的熱網(wǎng)。

熱網(wǎng)補(bǔ)水率可近似認(rèn)為(忽略水熱脹冷縮的補(bǔ)充)是輸送過程失水的指標(biāo)。目前，熱網(wǎng)(特別是二級(jí)網(wǎng))運(yùn)行補(bǔ)水率差別很大，在0.5-10%范圍變化。正常情況下，應(yīng)在2%左右;好的，補(bǔ)水率可在1%以下;差的，管道泄漏和用戶放(偷)水嚴(yán)重，補(bǔ)水率可達(dá)10%左右。系統(tǒng)泄漏丟失的熱水，補(bǔ)充的是比回水低得多的冷水(一般是10-15℃)，要把它加熱到供水溫度至少是循環(huán)水的三倍(二級(jí)網(wǎng)運(yùn)行供水溫度一般為55-85℃，回水溫度40-60℃)。這就是說，系統(tǒng)補(bǔ)水不僅是水耗問題，熱耗是更大的問題。例如：補(bǔ)水率1%，即相當(dāng)于減少至少3%的供熱量;補(bǔ)水率10%，則相當(dāng)減少至少30%的供熱質(zhì)量，其差別多大呀!

>>>>運(yùn)行技術(shù)水平的不同

熱網(wǎng)水力失調(diào)度是流量分配不均程度的指標(biāo)：按用戶熱負(fù)荷分配流量，使每個(gè)用戶室溫達(dá)到一致且滿足要求，則失調(diào)度為1，即熱網(wǎng)無水力的失調(diào)，若分配不當(dāng)，出現(xiàn)冷，熱不均現(xiàn)象，說明有水力失調(diào)，其失調(diào)度是大于或小于1。大于1，會(huì)把用戶室溫過高，導(dǎo)致熱量浪費(fèi)，小于1，會(huì)使用戶室溫達(dá)不到要求，供熱不合格是不允許的。為解決失調(diào)問題，正確的做法應(yīng)該是改進(jìn)和完善熱網(wǎng)，如在終端設(shè)置自力式流量平衡閥或其它有效措施;但至今仍然有大量的系統(tǒng)工程不同程度地采用'大流量小溫差'來緩和這一問題。其實(shí)，'大流量小溫差'運(yùn)行并不減少供熱量的熱損失，而且?guī)硌h(huán)水泵電耗的在幅度增加和熱源供熱量的增大(電耗與流量、揚(yáng)程成正比;在管網(wǎng)不變條件下，電功率隨流量的三次方變化)。實(shí)例說明，科學(xué)解決水力失失調(diào)，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)流量下運(yùn)行，能挖出8-15%的供熱量。

科學(xué)運(yùn)行調(diào)度實(shí)施按需供熱，實(shí)現(xiàn)設(shè)備長期在高效率區(qū)間運(yùn)行：做到這一點(diǎn)，供熱能耗就會(huì)降低，違背這一點(diǎn)的，供熱能耗就會(huì)升高。下面僅舉幾例說明 。

根據(jù)實(shí)際情況，制訂調(diào)節(jié)方式：目前，一般采用質(zhì)調(diào)節(jié)。有些系統(tǒng)條用質(zhì)、量并調(diào)，在初、末寒期適當(dāng)減少循環(huán)不泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，就明顯降低電耗。國外普遍采用量調(diào)節(jié)，其原因是：①量調(diào)節(jié)的循環(huán)水泵電耗最少。從理論上說，在管道尺寸已經(jīng)確定的情況下，減少流量和降低電耗是三次方關(guān)第。如流量減少30%，電功率節(jié)省65.7%，對(duì)于多數(shù)地區(qū)一長段時(shí)間用70%左右的流量運(yùn)行，年減少電耗40%左右是不成問題的。這是一個(gè)十分可觀的節(jié)能數(shù)字。②量調(diào)節(jié)對(duì)用戶用熱量變化的響應(yīng)比質(zhì)調(diào)節(jié)快得多，質(zhì)調(diào)節(jié)的溫度變化從熱源到用戶的傳遞是以流速進(jìn)行，管道中水流速為1至2米/秒，傳送到1公里遠(yuǎn)的用戶需要的時(shí)間是8分20秒-16分50秒，如果傳送到10公里遠(yuǎn)的用戶就需要1.5-3小時(shí);如果水流速低，傳遞時(shí)間將增加。而量調(diào)節(jié)是以聲速傳遞，其響應(yīng)幾乎是同步的，因此，一級(jí)網(wǎng)采用量調(diào)節(jié)是發(fā)展趨勢(shì)。量調(diào)節(jié)應(yīng)采用變速循環(huán)水泵，采用閥門節(jié)流的量調(diào)節(jié)運(yùn)行，省電很少。

按照室外溫度繪制運(yùn)行負(fù)荷圖、溫度圖、流量圖甚至?xí)r間圖，并以它們指導(dǎo)運(yùn)行。這樣可以避免初、末寒期供大于需，浪費(fèi)能量。 　　熱源的容量和臺(tái)數(shù)是由設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)負(fù)荷、最大負(fù)荷、最小負(fù)荷和平均負(fù)荷的大小而確定的。運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷的大小選擇投入臺(tái)數(shù)，這是因?yàn)殄仩t熱效率是隨運(yùn)行負(fù)荷變化的，一般地說，每臺(tái)都維持在80%以上負(fù)荷能獲得高效率運(yùn)行。低負(fù)荷運(yùn)行效率降低，這里有10%以上的節(jié)能潛力。

設(shè)置熱源和熱網(wǎng)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)行最優(yōu)化的運(yùn)行調(diào)節(jié)和控制，實(shí)踐已說明是目前實(shí)現(xiàn)運(yùn)行節(jié)能的有效技術(shù)措施。

>>>>管理體制和水平的不同

供熱單位正處于體制轉(zhuǎn)軌過渡時(shí)期，自我經(jīng)營、自我改造和自我發(fā)展的思想和能力有差別：在供熱從福利變?yōu)樯唐贰⒔?jīng)營單位從事業(yè)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變以企業(yè)的期間，有的已經(jīng)成為自負(fù)盈虧的企業(yè)(包括承包的)，為質(zhì)量保證和效益驅(qū)動(dòng)，在上級(jí)主管部門支持下積極以科學(xué)技術(shù)改進(jìn)和完善系統(tǒng)，以高質(zhì)量商品供給用戶，以減少能耗來降低成本和提高經(jīng)濟(jì)效益。有耕耘就會(huì)有收獲，因而能源利用率逐年提高。有的還停滯不前留原來的位置，熱費(fèi)收不上、效益談不上、改造無資金;老系統(tǒng)、老設(shè)備、老方法，于是，能耗就居高不下，能源利用率也就居高不下 。

供熱單位管理水平的不同顯著影響能耗：人員和技術(shù)管理、系統(tǒng)和設(shè)備的檢查、保養(yǎng)、維修和改造更新，……等差別對(duì)能耗影響是不言而喻的。例如，鏈條爐采用分層燃燒技術(shù)，就能改善燃燒提高熱效率，保護(hù)和保持管道無泄漏和保溫結(jié)構(gòu)完好，就能減少大量能源浪費(fèi);嚴(yán)格水處理和保持水質(zhì)，維持轉(zhuǎn)換設(shè)備傳熱表面清潔，就能減少傳熱熱阻、提高設(shè)備傳熱效率;對(duì)用戶實(shí)行計(jì)量收費(fèi)，就能刺激用戶節(jié)能的積極性;……等等。不一一列舉。

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依靠科學(xué)技術(shù)提高供熱熱源利用率

利用科學(xué)技術(shù)提高能源利用率：所謂'節(jié)能潛力'是預(yù)測(cè)一定時(shí)期內(nèi)，耗能系統(tǒng)和設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)，利用當(dāng)前科學(xué)技術(shù)，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、優(yōu)化系統(tǒng)和設(shè)備以及用戶能接受的措施后，可取得的節(jié)能效益(減少能耗量或降低能耗率)。也就是說，預(yù)測(cè)通過技術(shù)改造和用戶可接受的有效措施后，可取得的系統(tǒng)能源利用效率提高的程度。

與先進(jìn)評(píng)估指標(biāo)的差距體現(xiàn)節(jié)能的潛力：節(jié)能的潛力是通過分析對(duì)比得出的。目標(biāo)是反應(yīng)各個(gè)耗能環(huán)節(jié)現(xiàn)有的耗能指標(biāo)提高到先進(jìn)水平，其運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)的變化量則體現(xiàn)了節(jié)能潛力。因此，其潛力大小于對(duì)比對(duì)象和自身的基礎(chǔ)有關(guān)，所以，各單位、各系統(tǒng)的潛力是不可能完全相同的。

各環(huán)節(jié)欲追求的先進(jìn)評(píng)估指標(biāo)可以選用：①歷史上最好的水平;②國內(nèi)先進(jìn)水平;③全國平均水平;④國際先進(jìn)水平;⑤理論上能達(dá)到的最高水平。而且，隨著節(jié)能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)和設(shè)備的不斷進(jìn)步和完善，選擇先進(jìn)的評(píng)估指標(biāo)也會(huì)不斷變化。

尋找能耗差距，制訂可行措施，挖掘節(jié)能潛力：每個(gè)供熱低位要定期檢測(cè)評(píng)估各耗能環(huán)節(jié)的能耗指標(biāo)，對(duì)比先進(jìn)指標(biāo)尋找能耗差距，分析能耗差別的原因，結(jié)合實(shí)際情況，研究和提出為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)指標(biāo)的可行(包括技術(shù)和管理等方面)方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證認(rèn)為技術(shù)可行且經(jīng)濟(jì)合理后才能(分期或一次)實(shí)施。實(shí)施后，在運(yùn)行中再檢驗(yàn)是否達(dá)到預(yù)測(cè)的應(yīng)挖掘的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益。