城镇集中供热节能改造技术分析
安琪
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安琪,. 城镇集中供热节能改造技术分析[J]. 城镇建设与科学,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157637.
摘要:
城镇集中供热节能改造技术是现代供热体系的重要改革内容,对节能环保等领域产生深远的影响和作用。本文以城镇集中供热节能改造技术为主要研究对象,围绕城镇集中供热节能改造技术的重要性、实施瓶颈以及改善措施进行论述和剖析,结合笔者多年从事城镇集中供热节能改造领域的实践经验,提出一系列行之有效的管控办法和实施建议。仅供参考。
关键词: 集中供热;节能环保;热力供给;供热管线
DOI:10.12721/ccn.2022.157637
基金资助:

引言:随着我国城镇成活质量的不断提升,集中供热成为众多城镇供暖的主要措施。一方面,以山东等地区为代表的省份相继开展集中供热的服务,将供热体系进行多区域的拓展和应用,提高了城镇服务的内容和质量,另一方面,多地区建设集中供热系统,对应的能源需求急剧增加,亟待进一步改善集中供热节能系统,满足城镇集中供热的实质需求。

一、城镇供热节能改造技术的重要性和影响性

基于“十四五”规划元年的有效实施,碳中和、碳达峰成为社会各个行业的关注重点。一方面,以城镇供热体系为代表的集中供热,是城镇能源消耗体系的重要组成部分,特别是越来越多的城镇居民认识到集中供暖的价值和作用,引发大量城镇开展集中供暖等服务需求,另一方面,大量城镇在冬季进行集中供暖等服务,对于城镇的环境和空气,都会造成一定的污染和影响,特别是利用石化燃料进行供热补给,对应的影响性更加显著。因此,针对城镇供暖的实际情况,开展供热节能改造工作成为行业发展的必然趋势。开展城镇集中供热节能改造技术,能够有效提高城镇集中供热的效率和质量,特别是对于供热、供电企业来说,能够解决大量能源浪费问题。目前,我国发电站、供热站等公共服务场所,利用石化燃料进行供热服务,对应的燃烧效率不足30%,甚至部分地区低于20%,进而说明开展城镇供热节能工作已经成为当前时代刻不容缓的重要内容,亟待对集中供暖工作进行突破和创新,利用节能改造技术,不断提高现有供热服务水平,控制大量能源的浪费和损失,为城镇集中供热服务的提升贡献积极的动力和支持,以按需供热为基础,拓展城镇集中供热的提升空间,促进供热服务能力和节能环保水平的同步提升。

二、城镇集中供热节能改造技术的主要内容

(一)智能温控平衡系统

智能温控平衡系统,是基于智慧城镇的发展理念,结合大数据技术、云计算技术、热力管网控制技术等一系列技术的集合,能够满足城镇大范围的热力供给需求,能够对城镇集中供热进行热力计算,对应的计算内容以及热力调节极为复杂,通过对应的科学分析,能够保障局部区域的供热平衡,能够在现有供热体系的基础上,实现对供热力源的精准控制。目前,智能温控平衡系统,属于城镇创新性应用技术,初步在北京等地区进行试点研究,其对应的城镇公共服务体系以及城镇基础设施建设水平要求较高,需要在较大范围的供热体系中,显现相应的成果和价值。当供热范围相对较小,智能温控平衡系统无法进行相应的热量补给,导致功能性和价值性无法得到体现,因此智能温控平衡系统,需要在较大供热体系中,才能够发挥出相应的优势和价值。以北京某小区集中供热系统节能改造工程为例,针对地区复杂的供热管网系统,结合阻力系数法、流量法、回水温度法、经验试验法等内容的反馈数据,可以构建智能温控平衡技术,从而达到相应的控制目标和分析成果。智能温控平衡技术,能够根据水网系统的运行情况,并且对各项数据进行动态模拟,实现供热管网运行情况的数字化管控,并且能够根据对应的热力供应情况及时进行调节和管控,保障热力供给的平衡性和节约性。

(二)智能变频技术

变频技术应用发展至今,已经实现与集中供热领域的深入融合。一方面,供热体系中的风机和水泵,应用智能变频技术,能够保证设备供应功率的恒定和平稳,能够持续满足供热需求,特别是在热力调节和动能调控方面,显现出不可估量的影响和作用,另一方面,供热体系中采用单一性的动机供给装备,已经无法满足当前集中供热节能改造的技术需求,亟待对动力系统进行优化,而智能变频技术是重要的核心和内容,能够有效实现能源的精准控制,减少无效能源的浪费问题。变频技术在供热系统中的应用,不仅能够实现管道流量的精准控制,还能够根据温度和环境的变化,实现对供热标准的智能调节,以此达到相应的管控目标。例如,在实际应用过程中,集中供热系统经常出现管道泄漏以及热力异常流失等问题,应用现代化智能变频技术,能够对热力损失情况进行分析和定位,对供热系统进行相应的提醒,减少相关损失的持续扩大。另外,在集中供热系统中,相关补水装置同样可以应用变频技术,既能够解决水箱供水的稳定性和持续性,同时还能够减少超额供水的压力和问题,保障供热系统的持续运行。促使水泵管理更加便捷,也实现了供热系统的自动化,节约了电能的投入使用[1]

(三)热力传感技术

热力传感技术,主要是在智能变频技术的基础上,对集中供热管道进行热力数据分析,能够及时将管道系统的情况进行上传和汇总,还能够对管道热力分布情况进行自动化监管。既能够保障管道数据的精准和有效,同时还能够根据热力系统中相关管道进行热力数据的分析和调控。根据所有供热管道的运行情况,结合传感数据进行判断,构建完善的智能供热管理体系,能够实现远程模式的操作和控制,能够对所有管道供热情况进行监管和分析,既能够防控热力供给超载等现象的出现,同时还能够保障供热系统的安全和稳定[2]

(四)参数调节系统

参数调节系统,是城镇集中供热节能改造的重要组成部分,能够根据建筑物自身的热惰性以及室内外气温、日常情况、供水温度、供水流量等数据进行分析,能够提高供热的留存时间,同时还能够为供热系统的操作提供相应的数据基础。传统集中供热系统,大多存在供热不稳定以及供热系统异常等问题,其中主要的因素是相关参数未能有效调节,无法保障集中供热系统的稳定运行。因此,在参数调节系统的影响下,需要根据供热需求进行按需配比,围绕动态供给的方式对当前供热需求进行参数预测,结合多种预备方案进行供热调节。既要充分利用惰热性的影响进行分析和应用,同时还要对当前的影响因子进行分析和研究,最大程度保证集中供热体系的安全和稳定,同时减少热力超额供给等问题的出现,实现对能源的精准把控和有效节约[3]

(五)气候补偿器

气候补偿器,是基于能源浪费问题而研究的重要节能改造设备。以散热器以及供热系统为例,主要是防止城镇集中供热系统不稳定而设定的调控设备,但是在实际应用过程中,大多数设计温度低于室外实际温度,需要借助换热调节装备,实现对供热系统的有效管控,减少和降低大量能源的损耗问题。气候补偿器的应用,最大程度降低热力供大于求等问题的出现,能够根据室内温度的变化,及时对热力站的供水温度进行动态调节,降低大量能源的损失和影响,同时还能够保障热力的有效供给,有效解决集中供暖的热力超量情况[4]

三、城镇集中供热节能改造的有效举措

(一)完善城镇集中供暖路径和线路规划

城镇集中供热系统中的供暖路径,是城镇集中供热节能改造中的重点和核心。一方面,城镇规划的供热系统包括能源结构、环境保护、能源节约等多个方面内容,需要从对应的环节进行着手和实施,实现对能源的精准控制和有效节约,保障后续的维护标准和节能水平,另一方面,集中供热系统庞大,对应的供热管线相对复杂,任何一条线路的无效铺设,都会直接或者间接造成能源的浪费问题。因此,在管道搭建过程中,务必要对整个供热体系进行梳理和分析,提高供热效率的同时,降低能源的浪费问题,特别是在部分城镇当中,大量供热管道的布置,会产生严重的能源浪费问题,需要对落后管网、老旧管网等一系列内容进行系统改造,提高管网布置的科学性和合理性,同时对部分老旧小区进行大面积的更新和升级。不仅如此,随着我国对于能源节约工作的重视,集中供热的管道路径以及管道规划,需要进行更加科学的分析和建设,特别是在人工AI等技术的帮助下,能够减少人为因素带来的直接影响,能够保障规划路线的合理性和高效性,实现城镇集中供热的科学和有效。需要注意的是,针对大型城镇以及超大型城镇,其供热系统需要进行多样化的改善和提升,保障城镇建设和供热管道规划的统一,防止出现大量管道设施的浪费问题。

(二)构建智能化供热管道节能管理体系

供热管道节能管理体系,是基于智慧城镇的发展框架下,对当前城镇集中供热系统进行动态升级,借助软件操作系统、热力监控系统、参数调节系统、热力管控系统等,对城镇集中供热的管网进行节能管控,其中包括多种数据研判和科学分析,保障供热成效的同时,最大程度降低超额供热带来的影响。例如,我国北方地区,部分城镇的小区出现供热不足等问题,而在城镇的其他小区中,出现供热过剩等现象,类似的问题不仅是整个城镇集中供热系统需要强化和改进的内容,同时也说明城镇集中供热系统,存在热力供给失衡等现象,需要从对应的内部结构进行研究,强化集中供热的合理性和有效性,降低超额供给等问题的出现。以智能化供热管道节能系统为例,在集中供热的各个小区进行热力监控设备的搭建,能够对所有热力供给情况进行分析和研究,保障供热效率的同时,还能够对供热系统进行节能调控,减少大量能源的使用,为企业和国家创造新的节能成效。目前,在沈阳等地区,已经开展智能化供热管道调节系统的应用,已经初步实现了大量能源的有效节约,完满城市集中供热的基本需求,同时还能够降低大量能源的浪费和损失。

(三)减少管网供热路径的热力损失

 城镇集中供热系统中,管网的热力损失一直是行业关注的重点问题。基于集中供热节能改造的基本需求,需要对管网的保温性以及热力传输效率进行深入分析。首先,提高对管网外包材料的研发力度,最大程度保障热力供给过程中出现的能源浪费问题,并且在管网泄漏时能够及时发现泄漏的区域和位置,及时开展相应的维护工作,降低热力损失的同时,保障城镇集中供热的稳定性。相同的保温材料,需要满足超强的使用需求,能够及时将热力进行传递,同时还能够满足超长周期使用需求。其次,针对管网材料,需要研发新的内部图层,增加图层的防水性和防腐性,有效保障外部管网在长期使用过程中,减少材料腐蚀等问题的出现,能够防止管网泄漏等事故的发生概率,最大程度实现管网的节约目标。最后,我国已经实现管网供热效率达到90%以上,需要持续提升对应的供暖成效,最大程度降低供给途径过后出现的热力损失,有效提高热力材料的实践价值,降低路径损失带来的影响。

结论:综上所述,城镇集中供热节能改造技术的应用,有效降低城镇集中供热系统的能源浪费问题,特别是在人口密集的城市区域,能够促进城市供热体系的稳定和安全,能够保障社会大众的基本供热服务需求,能够深层次改变传统供热体系的问题和隐患,实现城市供给服务水平和节能保障成效的同步性和统一性。

参考文献:

[1]曹梦轩.关于城镇集中供热节能改造工程技术的思考[J].居舍,2021(31):97-99.

[2]段绍阳,王飞,王国伟.城镇集中供热节能改造技术分析[J].建材与装饰,2020(01):18-19.

[3]何鹏.集中供热系统大流量原因及水泵节能改造技术[J].建材与装饰,2019(36):223-224.

[4]辛丽君.节能技术在集中供热系统改造工程中的应用[J].山西建筑,2019,45(08):162-163.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2019.08.086.

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