集中供热系统的节能分析和优化设计 高海燕

集中供热系统的节能分析和优化设计高海燕

摘要：社会在不断进步，经济在飞速发展，城市建设问题越来越被人们关注，

尤其是供热问题深受人们的关注。在城市建设和发展中，供热节能问题会直接影

响到城市的整体节能状况，供热节能受到现行的经济体制和供热收费体制的制约，用户在节能方面也没有太大的动力。文章对如今供热节能优化控制系统进行简要

分析。

关键词：集中供热系统；节能分析；优化设计

引言

集中供热系统是城市基础设施系统的一部分，主要发挥着对居民热力热能供

应的作用。近年来，随着自动化技术的不断发展，正在被逐渐运用于集中供热系

统中，提高了集中供热系统运行的自动化水平，而且降低了能源消耗，达到节能

环保的目标。

1城市集中供热系统节能问题

1.1集中供热系统中的锅炉运行热效率偏低

根据我国《民用建筑节能设计标准》相关要求，民用建筑锅炉的热运行效率

标准为68%以上，国际上对于此项目的热运行效率标准为80%。而在我国的城市

集中供热系统中，锅炉的热运行效率平均仅有63%，可以看出不但远低于国际标准，距离国家标准也还有很大差距。锅炉运行效率低主要是由于我国锅炉燃料多

采用的是质量较差的原煤，原煤中包含大量的杂质、水分，燃烧性能差、不能满

足锅炉燃烧的条件，不能支撑锅炉的满负荷工作。

1.2城区受限

在城区新建商业和住宅项目中，建筑物体形系数的限制、围护结构保温措施

的改善、门窗气密性的提高、建筑群整体布局规划的完善和建筑物从朝向、间距、形体上受到太阳辐射面积和日照时间的优化，使新建项目建筑物单体的能耗已经

满足节能需求，并且大部分建筑物室内温度高于22℃，甚至有些高层住宅项目中间层因为室温超过30℃需要关闭供暖阀门并且打开门窗来降低室温;但城区中与

之形成鲜明反差的老旧小区建筑物室内温度无法达到基本供热要求，有的还不到14℃甚至更低。造成这种现象的原因笔者认为主要为水力失调和管网老化:其中管网老化需要供热公司在供暖季到来前及时修复和更换管道;集中供热管网水力失调现象普遍存在于一次网和二次管网内，并且在集中供热系统的热源总量没有增加

的情况下，新建项目和改造项目使水力失调现象进一步加剧，造成能源的浪费。

2集中供热系统的优化设计

2.1热力站结构的优化设计

以前，大多数热力站的墙体铺设的是空心砖，屋面多是预制混凝土板．地基

处理根据地质条件而定。近几年来，轻钢结构、夹芯板发展迅速，以多种优势取

代了传统的墙体和屋面。轻钢结合夹芯板，这种材料有着更好的隔热效果，具有

质轻、布置灵活、造价低等诸多优势，是目前在热力站建设中首选的材料。轻钢

彩板装配式热力站实现了热力站建筑、设备一体化。

2.2优化管线布设

在城市集中供热管网进行管线建设时，需要将科学设计思想和成熟的技术加

以充分的融入，建立集中的管线区域。对于管线的供热半径实现降低，控制集中

供热管网的成本消耗，减少供热官网中存在的阻力，达到热负荷平衡的目的。针

对管线的实际优化设计中，需要做好细节工作，对于阀门的数量必须加以控制，

管线附件等应进行科学的布置，这样可以减少城市热源的消耗以及集中供热产生的能耗。优化管线时必须要充分考虑到生产生活中的各种因素可能会对整个系统产生的影响。尤其是在进行管线埋设时，必须要重视到管线的安全性和美观度，对于城市建筑与管线、城市道路与管线之间的关系加以科学划分与协调，最终提升管线的整体性能，减少在热网维护和维修中的难度。

2.3供热管网分层管控技术的应用

热量三级管理体系是供热管网最常见的分层管控方式：第一层，一级管理，即供热调控中心管理。调控中心管理工作人员能够对下属各监控数据信息进行采集与监控，同时及时传输异常数据和控制命令。除此之外，调控中心计算机系统能够及时地处理收集数据信息，并充分考虑下属各区域对于热量的数据需求来发布相对应的命令，确保热量的按需分配。第二层，监控分站为核心。其主要的目的就是监管下属区域内部各中继站的实际运行状况。第三层，中继站热量管理。中继站中的下位机在接收监控奋战所转发的操作质量以后，能够保证其运行的安全性，进而满足不同热量调控工作的目标。在下位机当中，PLC控制器是最常见的调控方式，而其具体的功能有三部分，具体表现在：①信号测量。下位机能够针对指令来准确地测量出一二次供热管网当中的供热参数。②控制操作。通过单回路控制方式的运用，下位机能够科学合理地调控热量与一次管网当中的回水定压以及循环泵抽口压力等多方面数据信息。③预警功能。在检测出管网数据的异常或者是水泵电机电流超出限制范围，变频器发生故障等问题，下位机就能够及时地发出报警信号。

2.4加强运行监控和计量检测，提高供热能效

首先，引导企业从粗放型向精细化、数量化、模型化管理模式的转变，帮助企业实现资源的量化管理，使企业降低资源、管理和运行成本；帮助企业制定有效的能源计量管理制度，依法制定合理的能源计量器具的购买、验收、使用、保管、检定、维修、报废制度；其次，要提倡过程控制中的资源计量。指导企业掌握各生产经营环节能源消耗数据，建立能源消耗计量管理部门；帮助企业合理配置能源计量器具和节能降耗技术人员，鼓励企业实行能源计量三级管理；监督企业配备检定合格的能源管理计量器具，严格执行周期检定，以保证能源计量器具的数据准确可靠。再次，帮助用能企业建立能源计量管理部门，企业能源计量仪表的配备率应该符合或者取优于国家标准，帮助用能企业制定相关的培训制度、资质审核制度和岗位责任制度。

结语

在城市化发展阶段，集中供热已经成为必然的发展趋势，而且远程自动化集控系统开始被引入到城市集中供热管理之中，因此加强对自动化集控系统程序组态的研究，可以简化工作人员的工作量，将相关数据直观、实时地呈现在管理人员面前，从而使他们更好地了解和掌握城市集中供热现状，确保集中供热系统的正常运行。

参考文献

[1]张妍.城市集中供热管网的风险评价研究[D].北京建筑大学,2013.

[2]周守军.基于管网动态模型的城市集中供热系统参数预测及运行优化研究[D].山东大学,2012.

[3]王崇春.平顶山市高新区集中供热热力管网工程建设项目管理研究[D].南京理工大学,2011.