摘要：隨著我國城市集中供熱事業的蓬勃發展, 人們對熱源和集中供熱系統的設計、施工和運行調節中的節能問題越來越關心, 作者針對目前城市集中供熱情況，提出供熱系統的節能措施，以改進和完善集中供熱系統，提高城市熱源、熱網的利用率。
關鍵詞：集中供熱,系統節能,措施,自動控制
集中供熱系統的熱源、熱網、熱用戶, 是實施集中供熱系統的三大主要組成部分, 它們之間既互相聯系又互相制約。北歐等一些發達國家, 國內資源缺乏,對節能早已引起了高度重視。我國雖有大量的能源資源, 但是某些自然資源的是不可再生的, 如何充分節約利用好有限的資源, 造福于當代，同時也要為子孫后代著想，是現階段一個重要的課題。近年來世界各國對集中供熱系統中的節能有了進一步的深入認識, 首先，節能是保障國家經濟安全的必然選擇。我國正處于經濟高速發展的工業階段，一方面能源資源相對不足，另一方面能耗高、浪費大、效率低下。我國要在21世紀中葉達到中等發達國家的水平，必須兩條腿走路，一靠開發，二靠節約。其次，節能是治理污染改善環境的最有效的途徑。我們不僅要解決現實污染問題，還要解決經濟發展對能源需求的增長給環境帶來的潛在的巨大壓力。第三，節能降耗是提高企業經濟效益，增強企業競爭力的重要措施。
1、熱源的節能。
為實現可持續發展戰略, 國家的產業政策鼓勵熱電聯產集中供熱，多種熱源統籌發展。目前我國城鎮集中供熱的熱源中主要有三種形式：一是熱電廠, 二是集中供熱大型鍋爐房, 三是分散供熱的小鍋爐房。其它還有如：核能供熱、垃圾焚燒和燃氣熱電聯產、利用地熱空調采暖、太陽能采暖、嫩料電池用于采暖和空調、農村秸桿和木材工業廢棄物料等用于熱電聯產的生物質發電熱電聯產等, 但這些都應當跟據具體實際情況, 進行優化對比然后來加以選擇。熱源的選擇和確定, 關系著是否能實現我國集中供熱的環保和節能的雙重效益問題, 國家產業政策已明確規定了鼓勵發展熱電聯產, 因為熱電聯產項目具有節約能源, 改善環境, 供熱質量穩定, 增加電力供應等綜合效益, 是城市治理大氣污染和提高能源利用率的重要措施, 符合國家可持續發展戰略。根據國家最新節能減排和熱電聯產發展政策，《關于加快關停小火電機組若干意見的通知》(國發[2007]2號文)和《熱電聯產和煤矸石綜合利用發電項目建設管理暫行規定》(發改能源[2007]141號文)，“十一五”期間關停50MW以下常規火電機組，并要求城市周邊15公里范圍內的現有電廠135MW以下純凝發電機組實施供熱改造和以高參數、大容量供熱機組替代老、小機組等方式，發展城市集中供熱。因此需根據國家新政策和城市發展需要全面進行城市供熱熱源布局規劃。一般講, 大型發電廠理論的熱效率可達40%左右, 而熱電聯產實際運行時熱效率可高達60%以上,據國家統計數據表明,6千千瓦以上火電廠發電標準煤耗為375g/(kW.h),, 而熱電聯產的發電標準煤耗為200g/(kW.h)左右, 小鍋爐分散供熱的標準煤耗率為60g/GJ 左右, 而熱電聯產的平均供熱標準煤耗為40.77kg/GJ。不難看出, 熱電聯產比熱電分產為企業節能帶來的好處非?？捎^, 另外, 中國的能源資源總量煤居世界第三位, 在當下還是供熱能源的第一選擇。下表是以主要能源為主的城市供熱熱源經濟性比較表。
所以集中供熱能源結構為：充分貫徹以煤炭為主的城市供熱主要能源，以電力、油品、天然氣、煤氣、液化石油氣等優質潔凈燃料為輔的實施原則，輔之以垃圾焚燒、地源水源熱泵、太陽能、嫩料電池、生物質發電熱電聯產等方式。
2.熱網的節能。
我國的集中供熱對熱介質的選擇基本上有兩種, 一種是蒸汽, 另一種是熱水。目前利用蒸汽采暖的現象還存在, 其主要原因：一是為滿足工業生產的需要, 必有采用蒸汽, 且又和生產采暖處于一個系統的情況下, 另一方面就是由于部分工業廠房內部空間太高大, 熱水采暖很難滿足供熱的要求。但是, 近年來, 利用蒸汽采暖的已越來越少了, 這與近年來人們對節能意識的不斷提高有一定關系, 尤其是山東省隨著近年來高溫水采暖技術的快速發展,使得高大的工業車間利用熱水介質采暖供熱已經可以滿足要求, 且效果也非常好, 汽改水在各個地市基本上都在改裝或者已經改裝完畢。在供熱介質問題的選擇問題上應當本著以下原則, 即如果是完全針對集中供熱采暖負荷的熱網, 最好采用高溫熱水供熱介質, 通過一次供回水溫差，提高管道的輸送能力，同時進行質調節與量調節相結合的方式，這樣可以滿足不同情況下的供熱需求, 提高供熱整體的平衡度和效果, 同時可以節約大量工程投資, 如果是完全的工業用熱, 可以考慮單獨敷設一個供熱蒸汽網, 但供熱半徑應控制在合理范疇內, 否則,不僅達不到供熱效果, 還可能造成在蒸汽輸送過程中的大量損失和浪費。在有條件的熱源單位可以進行熱電廠汽輪機低真空循環水供熱改造項目，對凝汽器進行改造，將冷卻塔中的循環水通過循環泵房對熱源周圍的負荷進行低溫水直接供熱，也可有效利用電廠余熱，滿足民用采暖要求，達到節約能源的目的，效果很好。
熱網調節主要根據國家節能降耗政策的要求，對現有熱損失高達20%的蒸汽管網供熱系統應盡快進行供熱改造，過渡到熱損不到3%的高溫熱水供熱系統，同時積極推廣高溫熱水混水直供方式，推廣低溫循環水供熱方式，降低能耗，提高管網供熱效率。
3.熱網設計上的節能。
3.1供熱管網熱負荷的確定一是要按全年熱負荷的性質, 確定出平均熱指標和提出全年的熱負荷,制定出供暖熱負荷年負荷延時曲線圖, 供熱年負荷延時曲線在供熱規劃和設計中起著重要作用,是對熱電聯產方案進行經濟比較分析的重要依據。二是根據近遠期熱負荷的發展情況，確定好供熱管網的管徑及循環水泵的選型方案。既要充分考慮遠期的供熱能力，也要考慮經濟性，避免大投入、高耗能、低產出的項目出現。
3.2熱網系統型式設計
選擇管網系統型式的最基本原則, 應當是保證熱網的安全性, 其次就是要保證系統的經濟性, 在熱網設計中, 不能只考慮熱網的可靠性, 而不考慮它的經濟性。對傳統的熱網設計, 一般是考慮單熱源的枝狀管網的型式, 這樣有一定的經濟性且有投資較少、建設工期短的特點, 所以近年來我國的枝狀管網的發展較普遍, 隨著供熱系統的發展、成熟，為保障供熱系統的安全性，也可根據實際情況把熱網建成環狀網, 這樣可以大大提高供熱系統的可靠性, 提高整個熱網的水力自平衡能力。
3.3控制形式
為了提高熱網的運行管理水平，降低運行費用，提高系統的運行可靠性，保證供熱質量，節約能源，自熱源到各個熱力站應設置一整套自動化檢測儀表和自動控制系統，用以提高現代化管理水平，并可讓各熱力站無人值守，從而提高經濟效益。
根據需要，采用DCS自動控制平臺及計算機監控管理系統，即在中心控制室設置監控管理機及各種檢測儀表，組成現場控制層;各熱力站與中心控制室之間利用通訊網絡聯系起來，進行數據通訊，形成一個獨立的計算機監控網絡。各系統分工明確，既能獨立工作，又能在統一指揮下協調工作。各熱力站在正常運行情況下無人值守，自動運行。發生故障時，在中心控制室報警，并顯示發生故障的熱力站及故障點，并可在現場手動操作。1.基本調節原則：推薦采用在熱源處根據室外溫度的變化進行分階段改變流量的集中質調節。系統設置熱網監控管理中心，承擔系統運行狀態監測、運行參數設定、負荷預測、調度指揮、統計分析等多重功能，中心應有可靠專業的監控管理軟件，保證監控系統各項功能得以實現。2.系統初調節。
系統運行前應仔細核實熱負荷情況，畫出熱網的水壓圖，這是選擇管網管徑和用戶入口應消耗壓頭的重要依據資料;
近期運行時，系統按傳統方式運行，應利用集中供熱監控系統采用手動措施將各熱力站的流量調節裝置將各用戶的多余壓頭消耗掉;
遠期規模時，系統在首站循環泵和分布式變頻泵相結合的方式運行，零壓差點前側的用戶利用采用手動措施將各熱力站的流量調節裝置將各用戶的多余壓頭消耗掉;零壓差點以后用戶利用各自分布式水泵的變頻調節及控制閥門調節，使用戶達到需要的流量。
4.改善供熱系統節能措施。
為了推動城市供熱體制改革，改善城市大氣環境質量，應切實實行可持續發展戰略，不斷進行技術創新，改進和完善集中供熱系統，提高城市供熱熱源、熱網的利用率，實現節能降耗、清潔舒適的目標，建議采用以下供熱系統節能措施。
4.1城市集中供熱。
通過編制和完善城市供熱規則，積極推進城市集中供熱，嚴格限制新建分散鍋爐房，對現有分散鍋爐房要有計劃地限期逐步改造，提高城市集中供熱的普及率，城市供熱規模限制在單臺容量不小于10t/h。
4.2技術改造。
重點支持新技術、新材料、新工藝和新設備的研制、開發應用，在確保技術先進、質量可靠、經濟合理的前提下，提高熱網和熱力站的技術裝備水平和現代化管理手段。對能耗高、效率低、性能差的供熱設備，有計劃、有步驟地進行更新改造和淘汰。
4.3熱源。
重點發展區域鍋爐房，使單臺鍋爐向大容量發展。
1)積極發展熱電聯產，提高能源利用效率;
2)對燃煤鍋爐積極推廣使用分層燃燒、水汽助燃及煤渣混燒等技術;
3)加強水處理、吹灰及清焦、采用清灰劑、節能等增強供熱的措施;
4)普遍在風機、水泵上采用變頻調速裝置等節能措施;
5)大力推廣鍋爐自動控制，提高鍋爐房運行管理水平，備齊用好監控儀表，建立健全用能計量和統計制度，降低運行費用，提高鍋爐燃燒效率;
6)積極探索其他熱源的開發和利用;
7)積極開發利用垃圾能源、太陽能、地熱系統等技術。
4.4輸配管網。
1)提高輸配管網的安全、可靠性及耐久性，降低工程造價，降低熱損失，減少管網的泄漏率，加強熱力管道高效防腐保溫和地溝、檢查井防水技術的研究，減少熱損失;
2)加強對計量收費改革后集中供熱系統的運行調節和控制技術研究;
3)加強對熱力站合理規模及控制技術的研究等;
4) 通過改變大流量、小溫差的運行方式，提高供水溫度和輸送效率;
5)推廣應用熱力站入口裝設流量控制設備，解決一次水系統水力失調現象，熱力站安裝監控系統，實現調節供給用戶的熱量，改善二次水系統和用戶系統，解決小區建筑物內部房屋冷熱不均和浪費能源的問題。
6)大力推廣拖泵汽輪機(汽動泵)的應用
在電廠的鍋爐給水泵、首站主循環泵等大功率設備處使用工業汽輪機拖動，對電廠抽汽進行充分的階梯利用，大大節省電廠的廠用電量，達到節約能源的目的。
4.5熱用戶。
1) 著重解決水平失調，垂直失調的問題，在用戶樓棟入口設置流量控制設備，對各樓之間流量進行合理的分配和調節，節約能源;
2)對集中供熱住宅進行分戶計量、分室溫控的研究，完善既有住宅分戶供熱計量收費改造的技術規程和標準，切實提高行為節能的作用;
3)加強對廣泛應用高熱效率散熱器的研究推廣，使用地面熱水低溫輻射采暖電熱膜采暖，并對合理利用電力負荷峰谷平電蓄能來供暖進行研究。
4)提高節能建筑比例。規劃新建建筑執行現行建筑節能標準，積極響應國家節能產業政策，大力推行舊有建筑考慮維護結構節能改造。
5.結束語。
總之, 供熱系統的節能是多方面的, 要依據各個熱網的具體情況進行針對性分析和研究, 切勿無理論依據不根據熱網的實際情況進行調整和改造, 以免破壞了整個系統的水力平衡,造成不必要的浪費。既浪費了大量資金，又使系統難以調整,供熱效果失控。應該積極探索供熱新的方式和技術，輔之以嚴謹的理論計算，并在實踐中不斷總結出好的可行的經驗, 然后加以推廣, 為節約人類有限的資源做出貢獻。
