关于供热系统节能潜力及节能措施的初探

一、引言
　　根据相关数据测算，到2020年，我国GDP将翻两番。如果按照现有的社会经济发展模式推算，到时我国每年的能源消耗量将从现在的14亿吨标煤，增至56亿吨标煤。这一巨大的能源消耗量，将会给我国经济发展带来巨大的负担，在如此巨大的能源消耗量和能源供给日益紧张的局面下，我国经济发展势必会受到严重的制约。
　　二、供热系统的节能潜力
　　众所周知，建筑能耗约占全国总能耗的30%左右，而供暖、制冷等所需能耗又占到建筑能耗的30%多。尤其在我国供热行业中，至今仍然延续着粗放式经营的管理模式，大量管理制度的缺失和技术的落后造成了供热行业一直处于高能耗运行之中，供热节能已经到了刻不容缓的地步。
　　我国建筑供暖节能工作需经历三个阶段[1]。每个阶段建筑节能都以1980年的指标为基数；锅炉效率55%，热网效率85%。第一阶段节能30%（锅炉效率60%、热网效率90%）。第二阶段节能50 % （锅炉效率68%、热网效率90%）。第三阶段节能65%（其中锅炉，热网效率维持第二阶段水平）。目前，全国普遍执行第二阶段节能指标。以北京为例，第二阶段煤耗为12.6 kg/m2，第三阶段煤耗为8.82 kg/m2 ，其它各地区由于气候条件等各方面原因耗煤指标多有不同，而目前单就笔者所处的唐山市钱家营区域来说，在与北京气象条件相近的情况下，每平方米耗煤指标高达28 kg/m2，参照以上节能阶段目标控制值来说可谓差距巨大，但同时也蕴藏着相当巨大的节能潜力可以挖掘。
　　三、供热系统节能措施
　　提到建筑供热节能措施，在行业内主要通过两种途径来实现：一是提高建筑物维护结构的保温性能，所有新建建筑的围护结构必须严格按照现行的建筑节能规范来设计施工。对原有的建筑进行节能改造，对其外墙进行保温处理，以提高其保温性能，从而降低其热负荷指标。二是提高供热系统的能效。虽然改善建筑物围护结构的保温性能是建筑节能的途径之一，并且有很大的潜力，但必须值得注意的是，提高供热系统能效始终是建筑供暖节能的重中之重。这是因为如果单一的提高建筑围护结构保温性能，进而无法有效的利用太阳能、电器散发的热能、人体散发的热能等自由热量，维护结构保温性能即便再好，其节能效果也不会有显著的提高。所以提高供热系统的效能成了当务之急。
　　那么我们如何来提高供热系统效能呢？系统效能是需要相关指标对其进行量化评估的，首先在这里要说两个常用的指标：锅炉热效率和供热管网热效率。在这两个常用的指标里，锅炉热效率所占比重较大，也相对重要，对于燃煤锅炉，现阶段用集中式供热代替区域锅炉房的分散式供热就是为了整合热源以便提高锅炉热效率，进而提高供热系统的整体能效。但仅依靠这两个指标，还不能全面的反映影响系统能效的各种因素，特别是不能反映各种因素之间的相互关系，同样我国其它现有的供热系统运行指标之间也缺乏相应的联系，经常出现有的指标很好，反而别的指标很差，造成了无法对整个系统进行准确有效的能效评估。为了解决这种状况，有业内专家提出了供热系统综合能效指标[2]。这个指标可以用下边的公式表示：

式中，—室温合格率；
　　—系统年耗能量，包括热源的 燃料消耗量与系统用电设备电力消耗的折合热量；—达到热用户要求室温的年有效热量。
　　通过这个综合指标计算公式可以看出，供热系统综合能效考虑了系统的总能耗，即同时考虑了燃料消耗量和电能消耗量。在总耗能量中包括电能消耗，这样便可防止系统的在大流量小温差的状态运行下造成的循环流量控制指标超标，起到了控制电能消耗的作用。另外，在这个指标中提出了系统有效热量的概念。所谓有效热量，是指把建筑物室温加热到用户需求的室温所消耗的热量。室温过热部分的热量、锅炉燃烧和热网输送过程损耗的热量统称为无效热量。有了有效热量概念便可准确反映建筑与建筑、房间与房间冷热不均消除的程度，能全面的显示锅炉、热网的热效率以及供暖用户室内温度的合格率。这个综合指标在供热运行中具有重大的实际意义，在它的指导下可以充分挖掘最大的节能潜力，使供热节能工作真正有的放矢落到实处。
　　利用供热系统能效综合指标作为理论基础，在供暖运行实际工作中便可依据该指标找出影响能耗的因素，并做出行之有效的节能技术改造，如在锅炉方面，采用分层给煤技术，改善锅炉燃烧状况；采用复合燃烧技术，增加锅炉出力；中小型锅炉采用煤渣混烧，减少炉渣含碳量；改善锅炉系统的严密性，降低过剩空气系数；保证锅炉受热面的清洁，防止锅炉结垢；加装省煤器，利用排烟热量提高锅炉进水温度；采用弱爆吹灰技术，及时清除烟管中积灰等。另外，在热网方面可着重解决管网的水利失调问题，因为水利失调热损失约为建筑实际所需热量的15%-30%，并且水利失调也是造成大流量运行的重要因素。水利失调虽不可避免，但可以通过必要措施减小其对供热系统能效的影响，如设计时严格仔细进行管网水利平衡计算；加装消除环路剩余压头的定量调节装置；选用性能合适的水泵，使水泵实际运行点符合设计运行点；在适当位置加装调节阀；加装热工仪表，掌握运行情况，根据实际的运行情况调节装在各部位的调节阀；对建筑物内部的供热管路系统进行改造，解决建筑物内部房间的冷热不均和能源浪费的问题。除了以上各种措施外，在实际工作中还可广泛推广应用变频技术。鼓风机、引风机、水泵采用变频调速技术，节约电能；在冬季供热锅炉运行管理上，可采用根据室外温度变化曲线来调整相应锅炉的运行台数和燃烧状态实现曲线供暖，并且合理调整炉排转数和煤层厚度。
　　四、结论
　　综上所述，目前建筑供热节能的潜力巨大，积极采用新工艺、新技术，建立健全行之有效的供热系统运行管理制度，从多方面对供热系统效能进行提升，把供热工作从粗放型向集约型转变。总之，所有的管理创新和技术改革的目的只有一个，那就是提高供热系统能效，降低能耗，节约能源，搞好这项工作，是功在当代，造福子孙的千秋大业。