新时代环境下探讨热能工程技术在供热领域中的改革及创新

新时代环境下探讨热能工程技术在供热领域中的改革及创新
发布时间：2022-05-05T05:30:50.248Z 来源：《工程建设标准化》2022年第2期作者：郭晓雪
[导读] 本文分析了供热领域的热能工程技术，探讨了热网改造的必要性和障碍。

郭晓雪
中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司贵州贵阳 550081
摘要：本文分析了供热领域的热能工程技术，探讨了热网改造的必要性和障碍。

根据目前热工技术存在的问题，提出改进措施，为我国城市供热系统的健康发展提供参考。

关键词：供热领域；工程；改革；路径
1热网改造和热工技术改造概述
1.1热网改造和热工技术改造的必要性
中国的城市发展异常迅速，城市化的快速推进导致城市规模的增大，早期的城市供热管网已经无法满足城市工程的需要。

新建管网与传统管网有很大的技术差异，管网过早老化导致老城区供暖效果差，落后的热能工程技术导致巨大的能源消耗，给城市发展带来巨大压力。

目前我国城市供热系统为间接供热，热能通过一级管网输送到换热站，再由换热站输送到二级管网，最终输送到热能用户[2]。

在这个过程中，不仅热能会在交换中流失，而且旧设备容易失效，热能传递效率不高。

为了提高城市供热质量，增强居民冬季供热水平，城市供热管网改造势在必行。

1.2热网改造的障碍
1.2.1转型规模巨大。

在城市热网改造中，最大的障碍在于改造规模巨大。

从我国城市发展来看，城市旧的供热管网从城市建设之初就存在了。

起初，这些管网是以暴露在自然条件下的供热管道的形式存在的，造成了很大的热量损失。

随着技术的成熟和城市发展的需要，管网逐渐走向地下，目前城市发生了翻天覆地的变化。

高层建筑多，大部分工程管线深埋地下，改造难度大，且供热管网改造需要拆除原有供热管网。

旧城区管网规模庞大，改造周期长，运营难度大，对热网改造造成了不利影响。

此外，传统的城市供热管网已经偏离了城市建设，大部分管线没有分布图，无法有效识别和改造。

1.2.2新旧热网的连接
新旧热网的衔接也是当前城市热网改造的难题之一。

首先，由于早期城市供热管网中城市建筑规模小，城市居民人数少，供热管道往往尺寸较小，热能输送距离短。

随着城市规模的增大，热能传输距离增大。

为了提高热能输送效率，一次管网规模增大，输送压力增大。

这就导致了早期的管道无法匹配现在的供暖系统。

不仅供热管径变了，一次管网更大的输送压力也会造成旧管道损坏。

其次，热网改造必然涉及新旧热网的对接。

如果不更换早期供热管道，需要考虑管网管径变化对输送压力的影响以及管道连接的可靠性。

这对于热网改造来说是一个非常困难的问题[3]。

1.2.3改造成本过高。

改造成本高也是城市供热管网改造的一大难点。

城市供热管网作为一项关系民生的工程，与人民生活息息相关。

然而，城市供热系统遍布城市，连接着千家万户。

城市热网改造一旦启动，就要协调各家各户，改造各级热网，需要大量的人力物力。

而且先进的城市热能供应系统的材料和建设成本更高，这对金融和热力企业来说压力很大[4]。

因此，如何规划城市供热管网改造，降低改造成本压力，是提高城市供热服务质量的关键内容，需要相关部门和热企重视。

1.2.4热工技术约束
热能技术的制约对热网改造影响很大。

在热网改造过程中，无论是供热厂机械设备的更新，还是热力管网线路的改造，都需要相关的热工技术支持。

但目前热工技术还不完善，导致城市集中供热改造存在很大风险，改造完成后城市供热效果改善不明显。

因此，如何突破技术难题，解决热工技术对热网改造的制约，是当前需要重点研究的问题。

2当前供热领域热工技术存在的问题
2.1热效率不高。

在大多数供热企业中，热能利用效率不高，主要技术问题是再热效率低。

再热是指在一定范围内对热能进行再利用的技术。

以蒸汽热网为例，携带大量热能的蒸汽在管网中传输，如果使用一次，剩余的热能就会被浪费掉，通过多次重复利用蒸汽携带的热能，可以使热能的利用效率最大化，提高再热效果。

然而，由于热能工程技术水平的限制，管网中热能的回收还不能满足用户的需求。

根据对热能企业的调查，大部分企业的再热率在10%以下，可见在提高再热效率方面有很大的发展空间。

2.2污染问题严重
污染也是当前供热领域热能工程技术改造面临的问题之一。

中国的热能转换形式比较简单，虽然目前我国已经掌握了核技术、地热技术等，但大部分城市供热企业还是靠烧煤来产生热能。

这种形式的热能转换会造成严重的环境污染和对城市生态环境的不利影响。

特别是随着城市规模的增大，为了保证城市热能的供应，燃料消耗大大增加。

这些燃料燃烧完成后，不仅会产生气体污染物，还会产生燃烧废渣等固体污染物，造成土地和水体污染，处理不当会影响城市生态。

2.3水分损失大。

水汽损失是目前蒸汽供热网中普遍存在的问题。

气体在管道中流动很快，同时可以携带更多的能量。

但在热能传递的过程中，会不断发生损失，管道中的蒸汽会因热量损失而凝结，由气体转化为液体，使含湿量大大降低。

液态传热介质的低流速将进一步增加热损失，湿气凝结成液体后，除了热能的损失外，对管道和阀门的损坏也会增加，导致热力管道的使用寿命降低。

因此，解决热网的水分损失问题是热能工程技术改造的一个挑战。

2.4调压和换热能耗过高
在城市供热系统中，为了提高热能传输效率，减少热能损失，通常只有两级热能管网。

不同等级的干管和支管压力不同，随着输送距离的增加，管道内的压力也会有增有减。

为了提高热能输送的质量，在热能输送过程中，不仅需要调节压力，还需要通过换热站在不同级别的
热网之间进行热量交换。

由于技术限制，在调压换热过程中，热量损失会成倍增加，远远超过管道输送的损失。

如何提高换热和调压效率是热能工程技术改造中需要解决的难题。

3热工技术改革的有效路径分析
3.1提高再热效率
热再利用效率低与多种因素有关。

在解决再热问题和提高效率的过程中，热力工程师需要重点攻克蒸汽储存和循环系统的技术，通过调整蒸汽储存和循环的水平来提高再热的利用率。

在这个过程中，要针对再热利用中存在的问题，以提高用户使用质量和满足冬季供暖需求为根本目标，进行技术研发和创新。

特别是随着当前技术的进步，供热企业机械设备的精度和工作效率大大提高，对再热问题的解决有很大帮助。

3.2改进技术，减少环境污染
在解决集中供暖造成的环境污染时，可以从以下几个方面入手。

第一，用新能源替代传统的燃料燃烧来产生热量。

当今，发展新能源是解决能源问题的有效手段，供热企业可根据自身区域条件和发展优势，利用核能、风能、地热能作为城市热能来源。

第二，提高燃烧效率，实现燃料价值最大化。

传统燃烧热能转换的主要问题是燃料燃烧效率低，热能释放不足，导致燃料浪费。

改进燃烧技术，通过充分燃烧释放燃料能量。

第三，提高热能转换效率。

燃烧热能损失很大，需要注意改进能量转换技术，提高转换效率。

3.3优化技术以减少水分损失
水分流失对城市供暖水平影响很大。

在热能工程技术改造中，减少水分损失是提高城市供热质量的有效途径。

水分流失是热能流失的表现。

因此，减少传输过程中的热量损失至关重要。

技术人员可以改进管材和结构，提高管材的保温能力，达到减少水分损失的目的。

或者改变管道中的热能传输介质，使其更容易保持气体状态，提高介质传输速度。

3.4合理选择配置方式，降低能耗
科学分配是提高热能传递效率的有效措施之一。

由于热网管道内的压力会随着距离的增大而增大和减小，因此热能在管道内的传递速度会降低。

一级热网和二级热网在换热站进行热交换时会损失大量的热量。

因此，选择合理的分配方式，可以提高传输速度和换热效率，减少热能在传输和交换过程中的损失。

4结束语
综上所述，在热能工程技术改造中，由于水分流失、热效率低、污染严重、能量损失大等原因，城市供热系统的服务质量和供水水平并不好。

城市热网改造面临诸多障碍。

为了提高热能传输效率和城市工程水平，热能工程技术的改革是必然的选择。

在技术改革创新过程中，需要解决热工技术存在的问题，进行技术突破和新能源应用，以提高城市热能供应质量，为城市发展和人民生活提供良好服务。

参考文献
[1]胡国联.分析热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].中外企业家，2019（35）：136.
[2]李文宗.热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].绿色环保建材，2019（3）：240.
[3]赵金.热能工程技术在供热领域中的应用研究[J].能源与节能，2020（6）：79-80，91.。