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平朔矿区集中供热系统节能方法分析与应用

刘利

中煤平朔集团有限公司,山西朔州,036006

摘要: 随着我国科学技术的发展,矿区燃煤锅炉排放指标的逐年降低及取缔,集中供热系统成为热源替代的主要途径,这是由于其具有环保、安全性强等多方面的优势。但是,在现今的平朔矿区集中供热系统中仍存在着一些浪费现象。对于集中供热系统热网来说,其连接着热源以及热用户,它主要承担着输送以及分配热量的工作。一般来说,集中供热系统热网的辐射半径相对较大,所以消耗的能源也就相对较多。现阶段,我国对于节能减排、环境保护的工作更加重视,使得各个行业都对于能源的消耗进行了控制,平朔公司更是对能源的消耗控制进行考核,基于这样的背景,对集中供热系统热网的能源消耗进行合理控制,进行热网改造调节就有着重要的意义。
关键词: 矿区;集中供热热网;环保
DOI:10.12721/ccn.2021.157056
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当前,随着生态环境问题不断恶化加剧、能源资源匮乏危机更加凸显、气候变化形势日趋严峻,世界各主要国家纷纷推出绿色新政、谋求绿色发展。 我国人口众多、人均资源占有量少、生态环境脆弱,推广发展节能环保理念、产业不仅符合我国现状,更符合世界新一轮科技革命和产业变革的趋势,而且对优化经济结构、推进生态文明建设具有重要意义,是立足国情谋求绿色发展、循环发展、低碳发展的必然选择,平朔矿区也不例外。

一、矿区集中供热系统热网的改造

在进行实际的矿区集中供热系统热网改造中,首先对于安太堡、安家岭、潘家窑及930E场区集中供热系统中存在的问题进行分析,并进行了针对性的解决与改造。矿区集中供热系统热网中的问题主要包括:供热系统的冷热不均匀及末端温度较低、二次网供回水温度普遍较低以及输配系统的效率相对较低等问题。

针对矿区集中供热系统的冷热不均匀问题,主要通过调节分支管路供应总热量的方式进行解决。在实际的改造中,首先对矿区分支处加装流量计,并要保障各个分支流量计的计量准确度,结合不同分支承担的供暖面积,对二次水流量进行合理的优化分配。这样就能够更好的满足热负荷的实际需求。同时,为了避免出现近端截流的问题,对集中供热系统中的供暖主管中加设了自力式流量控制阀门,最大程度的解决了矿区集中供热系统的冷热不均匀的问题。

针对矿区集中供热系统的二次网供回水温度普遍较低的问题,进行了如下的改造:调小一次循环水流量,促使一次水供回温度的提升,使其能够达到 70-100℃。通过这样的方式,能够促进二次水温度的有效提升,减小了二次水的流量。同时,对二级网管的连接处进行了密封性的加强,不仅避免高温二次水的泄露,还减少了热量以及软化水的浪费。

为了预防并及时发现矿区集中供热系统中的输配系统的问题,对温度表、流量计、压力表等仪表的安装及使用进行了针对性的管理,同时对相应仪表进行了标定,使其能够真实的反映出矿区集中供热系统实际的运行工况。同时,还进行了自动监测系统的完善,结合室外的气温变化,通过调整供回水的温度,达到供暖的效果,也同时避免对流量进行改变,这样的方式不仅能够确保供暖的效果,还能实现节能的目标。

二、矿区集中供热系统热网的环保节能设计

1、调节热网水力平衡。在对热网水力平衡进行调节时,主要通过在供暖分支的供回水主管中加装超声波流量计来完成。在进行不同供暖分支的介质流量的分配中,结合分支管路所分担的采暖面积来进行优化分配。同时,在不同的供暖分支中加装了自力式流量控制阀门,完成了对于该供暖分支介质流量的调整。通过自力式流量控制阀门与超声波流量计的结合使用,能够更加简单的实现热网水力平衡的调节。这样就替代了多泵并联运行、加大循环泵、加大末端管径、在管网末端加压等众多对热网水力平衡的传统调节方式。

2、控制热网的失水量。对热网失水量进行控制的方式有很多种,其中最为常用、最经济的一项方式就是加强管网巡视,发现跑冒滴漏处及时处理,另一种方法就是加强各支路流量信号的集中采集,通过流量的变化,在管网漏水时能第一时间判断出管网的漏点,两者相结合效果明显,在控制热网的失水量方面还可以将管道中添加 LS-15 臭味污水变色防垢剂。在实际运行中添加了 LS-15 臭味污水变色防垢剂后发现,热网中的结垢情况得到了有效的控制,这不仅最大程度的避免了集中供热系统热网及供热设备等的腐蚀,同时 LS-15 臭味污水变色防垢剂的添加加速了调节水的循环,实现对于水资源以及热能的节约,避免各厂区人为的排放暖气水等,来促进对管网及环境的保护。

三、集中供热系统换热节能措施

1、技术控制。在设计换热站时,应该严格按照国家的相关规定执行,并结合时代的技术发展形势、用户的需求量、实际需求量对其进行相应的调整,而对集中供热系统换热站技术进行控制,能够表现在很多方面,比如:为了供热设备与换热器之间能够协调运作,需要在建立换热站时对其进行反复地试验,多次的实地考察测算管网的实际负荷,保证换热器与所带负荷相匹配,换热设备必须反复试验合格后,才能让供热设备投入到正常的使用中,这样能有效地避免事故的发生。
2、 控制水质。在对矿区供暖的过程中,由于矿区的水质硬度较大,如何更好的使软化水设备发挥到极致,产出更好的软水就显得极为重要,如果水质存在问题,就会使热水管网的内部结垢严重,不利于换热介质的正常流动。由此可见,为了更好地解决这一问题,就需要严格地控制水质,从根本上降低污垢的形成。通常情况下,平朔矿区主要是对硬度的严格控制和热水酸碱度严格控制在7~9之间,在7~9范围内的热水可以减少水垢现象的发生。

3、平衡调节对换热站的平衡调节主要有以下两个方面:第一,对供热的压力进行控制;第二,引进先进的设备。其中,对供热的压力进行控制。表现在根据用户的需求和水网管道的承受压力,适当地控制热水的输送量,并且要求一次网与二次网的流量必须相匹配,确保换热效率得到最高,进而满足广大车间厂房对热量的需求。
综上所述,现阶段,对于矿区集中供热系统热网的能源消耗进行控制,完成热网改造及设计有着重要的意义。结合在平朔矿区集中供热系统热网改造及设计工作经验,重点对于冷热不均匀问题、二次网供回水温度普遍较低的问题进行了解决,通过调节热网水力平衡、控制热网的失水量,完成了对平朔矿区集中供热系统热网的节能设计,大大降低了平朔矿区集中供热系统热网的运行成本,实现了水资源以及热能的节约,为平朔矿区的供暖稳定性发挥了积极的作用。 

参考文献:

[1] 段铁民. 城市集中供热系统对节能措施的探讨[J]. 黑龙江科学, 2019, 5(5): 144.

[2] 刘佳佳, 马川. 集中供热系统节能措施探讨[J]. 石油石化节能,2018, 3(11): 6-7. 

作者简历:刘利(1984•1——),男,辽宁省阜新市,2008年7月10日毕业于辽宁工程技术大学热能与动力工程专业,现就职于中煤平朔集团有限公司,从事矿区供暖工作。工程师