集中供热系统的节能分析和优化设计

集中供热系统的节能分析和优化设计

发表时间：2017-12-07T10:46:11.547Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：赵太俊耿祥勇

[导读] 摘要：随着国民经济的不断发展以及城市化建设进程的不断推进，我国城镇人口飞速增长，因此集中供热系统作为城镇的重要基础设施工程，其节能性、高效性对城市的发展有着重要意义。

临沂市阳光热力有限公司（临沂市费县探沂镇工业园）山东临沂 276000

摘要：随着国民经济的不断发展以及城市化建设进程的不断推进，我国城镇人口飞速增长，因此集中供热系统作为城镇的重要基础设施工程，其节能性、高效性对城市的发展有着重要意义。本文重点探讨了蒸汽计量的特点以及集中供热常见问题及优化方案，使集中供热系统更节能、高效、环保。

关键词：集中供热；节能；对策

总言

近年来，我国经济快速发展、城市化建设不断推进，建设可持续发展的城市成为了发展方向。因此，城镇的能源和环保问题是城市化建设工程的重要内容。其中发电机组产生的蒸汽作为供热源使用，但想此供热源发挥作用必须要其他供热设备运作。因此，对城市集中供热系统的经济性、合理性，以及节能问题的分析和处理对于国民经济可持续发展、环境保护、能源节约等问题都有着重要意义。蒸汽供热管道布置有其一定特点，只要根据其自身特点对热网进行优化并根据热用户的要求合理进行管道布置，可使蒸汽供热系统安全稳定地长期运行。本文在分析蒸汽计量的特点以及集中供热常见问题及优化方案。

1蒸汽计量的特点

全国广大用户基本上都使用饱和蒸汽。由于饱和蒸汽的使用量大，各家的饱和蒸汽质量又不相同，通常用干度来衡量饱和蒸汽的质量好坏（干度是指饱和蒸汽中的含水量多少）。最好的是干饱和蒸汽，一般称微过热饱和蒸汽，其中含水量可忽略不计。而干度差的称湿饱和蒸汽，含水量最多可达30%，这就存在着饱和蒸汽的“两相流”的问题。因为任何蒸汽计量仪表在计算饱和蒸汽流量时所用的设计压力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1时的数值，也就是干蒸汽的数值；同时，湿蒸汽因含有密度比干蒸汽大数百倍的液体水粒，在管道中流动时其速度比干蒸汽慢，这样测得的差压值就低，反映在仪表读数、记录上就存在着密度和流速受干度影响所带来的叠加性的双重负误差，因而造成湿饱和蒸汽计量难度。目前，单独测量饱和蒸汽的干度还没有一种更好的办法，大多数饱和蒸汽其干度都是未知数，因此计量误差无法修正。建议广大用户尽可能提高饱和蒸汽的质量，使用干饱和蒸汽才能达到预期的计量效果。蒸汽流量计量与蒸汽的密度有关，而蒸汽的密度随着蒸汽的温度、压力变化而变化。因此，在蒸汽流量计量中必须合理地进行温度、压力补偿，对密度进行修正，才能提高蒸汽流量计量的正确性，减小计量误差。蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽，由于蒸汽性质不同，在相同的压力下蒸汽密度是不同的。因此，在蒸汽流量的计量中所采用的计量方法也不同。应根据被测蒸汽的性质，合理选择计量仪器、仪表和补偿方法。

2集中供热常见问题及优化方案

2.1蒸汽流量计的配备与选型

目前，集中供热蒸汽计量广泛使用的蒸汽流量计为节流式差压流量计和涡街流量计，这两种方法各有优点和缺点，而且具有良好的互补性。在差压式流量计中，线性孔板以其范围度广、稳定性好的优势占有一定市场份额。涡街流量计量程比孔板宽，一般可达最大量程的10%～90%，安装方便，维护量较低。涡街流量计安装需满足直管段的要求，其对管道振动较敏感，抗振性差。在蒸汽流量计的配备方面，常见的问题有：（1）仪表没有配套使用温度、压力的补偿参数测量仪表，部分无补偿功能的仪表仍在使用中，从而造成计量不准确。（2）用户在安装初期往往出于发展的考虑，将蒸汽流量计的量程选得过大，从而使配套的测量仪表的有效测量范围不能覆盖实际流量，造成测量误差。（3）蒸汽流量计安装选择位置不合理，上下游直管段长度不够。上下游直管段不足，会导致流体未充分发展，存在漩涡和流速分布剖面畸变，造成流量计测量误差。

2.2管网的安装与维护

在蒸汽输送过程中，如何以最低的热量损失，将蒸汽输送到客户端，输送过程中的热量损失，与管道的安装与维护有至关重要的关系。长距离输送过程中输送管道越长，损失的热能越大，热损耗影响供热蒸汽的品质，严重时造成安全隐患。在管网的安装与维护方面，常见的问题有：（1）管径选择过大。用户在安装初期往往出于发展的考虑，将管道的口径选得比实际使用要大。管径选择过大，一方面增加了管道的散热损失，另一方面，蒸汽的运输速度下降，会增大冷凝水的产生，造成疏水损失增加。（2）无安装保温层或者保温层破损，造成管道散热损失加大，使得用户端的蒸汽品质下降。（3）管道走向选择不合理。表现在两个方面：一是造成输送距离加长，这必然会加大热量损失；二是部分斜坡地方，蒸汽由低处向高处输送，会造成冷凝水量增大，疏水损失增加。（4）管道安装不规范及其他管理不到位等原因使测量系统不能准确地运行。

2.3疏水器的安装与维护

疏水器的作用是阻止蒸汽通过，而把冷凝水排出，发挥汽液分离作用，保持蒸汽输送管中不带水。冷凝水产生越大，蒸汽热量损失越多。在蒸汽的输送过程中，冷凝水的产生一般是不可避免的，但应尽量减少冷凝水的产生。如果保持输送蒸汽管道适当的温度及压力，可以使经过的水蒸气不会被冷凝。要保持输送的水蒸气有一个最小流量，才能保证所需要的最低管道温度。对每一个不同的管段有不同的最小流量要求，需根据实际情况而定。疏水器安装方面有以下常见问题：（1）疏水器的安装位置不合适。部分疏水器几乎没有疏水，部分疏水器疏水量过大。应合理设计安装疏水器。（2）部分疏水器出口有过大的蒸汽喷出，损失大量的能量。疏水器是一个自动阀门，当蒸汽变成冷凝水时，温度也随之降低，疏水器中的受热元件收缩，将针型阀门打开进行排凝。在此过程中，随着冷凝液的流动，不可避免地将蒸汽带出，但蒸汽会加热疏水器中的受热元件使之膨胀，将阀门关闭。此受热元件的位置可以调整，当疏水器的排气量过大时，可将位置压紧一些，减少蒸汽散失损失。如疏水器损坏，应立刻对疏水器进行更换。

2．4凝结水处理

凝结水有很高的经济价值，包括新鲜水、除盐水和热值三部分。蒸汽凝结水的再利用最好途径是进入锅炉作为补充水使用，以取得最大的节能效益。因此，本次改造对蒸汽凝结水进行除铁、过滤，达标符合锅炉给水标准，保证锅炉机组的安全运行。在蒸汽凝结水回收改造中，新增1套凝结水精处理除铁装置和回收电泵机组。回收到动力车间的凝结水，经四级换热降温后，进凝结水精处理除铁装置进行精密除铁。精处理后的凝结水设有水质监控设施，包括电导仪、铁表、PH计。运行模式为：电导率和铁均合格时，直接进除盐水箱；铁合格而