供热系统现状与供热管理新技术节能运行研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 05 日 作者简介：宋军（1974），男，汉族，新疆乌鲁木齐人，中级职称，研究方向为城市集中供热发展及企业管理。-167-供热系统现状与供热管理新技术节能运行研究 宋 军 乌鲁木齐华源热力股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013 摘要：摘要：供热行业发展是否稳定，关系到社会民生，但由于供热行业自身特性，需要大量的能源和资源支持。而供热行业在长期发展中却也出现了严重的能源浪费现象，导致供热效率大幅度下降，背离我国所实行的可持续发展战略。为了改善此类问题，提升能源利用率，减少环境污染问题，应积极推动节能新技术推广应用，以此来提升供热系统运行效率，助力供热行业平稳发展。本文首先分析了当前供热系统现状，然后根据实际需要来选择合适的节能技术，以期实现供热系统节能降耗，高效率运行。关键词：关键词：节能运行；供热系统；能源浪费；精细化控制；操作流程 中图分类号：中图分类号：TU995 0 引言 现代社会进步飞快，不仅仅是中国，世界范围内均存在不同程度上的能源需求增长挑战，面对气候变化带来的负面影响，如何减少能源消耗，提高供热系统运行效率成为减少能耗的一个重要领域。以往供热系统运行中，系统热能损失大，管道维护不足出现渗漏，泵运行效率偏低等，在增加整体能源成本同时，还会污染生态环境。所以，新时期加强供热系统管理新技术节能运行研究是必然选择，推动配套技术和设施升级改进，不仅可以减少能耗与运营成本，还可以提高能源利用率，维护生态系统平衡，助力环境友好型社会持续发展。1 供热系统现状分析 城市现代化建设进程持续加快，基础设施逐渐区域完善，不仅仅是北方地区城市，很多南方城市也需要建设供热系统，为人们提供热能支持，创设舒适的生活环境1。但由于供热系统设计和建设理念滞后，导致能源损耗大，资源利用率不高，不符合可持续发展要求。具体如下。1.1 供热系统设计问题（1）锅炉容量储备系数过高 供热系统中构成部分多样，其中锅炉主要是用于生产热能，而容量储备系数则是锅炉容量较之实际需求的过剩程度。从实际情况来看，传统供热系统结构设计理念滞后，容量储备系数较高，超出锅炉实际热负荷需求峰值。这一问题的存在，运行效率较低，难以高效产生热能，导致燃料被浪费。与此同时，容量储备系数高，供热系统将会故障频繁，增加维护费用，相应的也会在一定程度上增加供热单位整体运营成本，增加温室气体排放量，对生态环境带来负面影响。（2）用电设备运行经济性不强 目前供热系统中集合了大量用电设备，这些用电设备普遍能耗大，运行经济性偏低2。供热系统用电设备类型多样，如，泵、锅炉、风机等，很多供热单位过度储备用电设备，主要是为了减轻峰值负荷，但相应的也会浪费资源，增加投资额和运行成本。另外，设备低负荷状态下运行效率低，未能结合具体需求灵活调整模式，而这也会造成能源无度浪费，增加单位用电成本。1.2 供热系统运行缺陷（1）锅炉换热面热阻值较高 纵观供热单位的锅炉设备实际运行情况来看，无论是外表面还是受热面，都存在不同程度的灰垢、水垢情况，这些杂质积蓄如果未能得到及时清理，将会严重影响到锅炉的受热性能，浪费宝贵的能源。通过计算，水垢、灰垢的热阻能力分别是钢板的 40 倍、400倍，水垢厚度每增加 1mm，相应所浪费的燃料为 1%到3%之间，热量损失 4%到 6%之间。不难看出，灰垢和水垢会导致锅炉整体厚度增加，降低热效率，浪费能源3。（2）煤种品质差 从锅炉设计层面来看，多是二类烟煤，这一特性主要是和我国煤炭储藏量和分布情况相契合，最佳烟中国科技期刊数据库 工业 A-168-煤挥发分控制在 20%以上，灰分则不超过 35%。3mm 直径以下的细煤则不超过 30%，热值范围处于 4000 卡到5000 卡范围内。烟煤类型只要达到这些数值标准，即属于最佳烟煤。但实际上，很多锅炉用煤品质并不能满足这一标准。（3）燃烧状况不理想 要认识到，无论是传统锅炉设备还是新型锅炉设备，都不会十分完美，或多或少存在配风比例不合理，煤层厚度和炉排转速配备不符合标准等情况，加之内部炉膛温度偏低问题的存在，不可避免的造成供热系统热量大量损失，制约供热系统热效率提升4。此外，供热系统锅炉设备中的燃料不完全燃烧，会产生 CO 气体，而这一气体直接排放到自然环境中，将进一步加剧温室效应，吸入人体后也会危及到人们身体健康。究其根本，是因为锅炉内部燃料燃烧中忽视温度和压力控制，或是锅炉设备缺少定期维护与检修，导致锅炉燃烧效率下降，消耗能源量较大，产生的热能却减少，不可避免的增加供热系统运行成本。2 供热系统节能化改造的意义 目前我国供热系统能耗大、运行成本高的问题日趋严重，积极推动供热系统节能化改造成为首要任务。引入新技术，节能化改造能够有效减少不必要的能源消耗，保护生态环境，对于提升供热系统运行经济性具有重要意义。其一，供热系统运行需要消耗大量化石燃料，主要包括燃油、燃煤、天然气等，此类化石燃料燃烧会形成大量温室气体，其中二氧化碳最为典型。节能化改造背景下，提高供热系统运行效率和能源利用率，有助于减少二氧化碳和有害物质排放量，灵活应对气候变化带来的挑战。需要注意的是，全球能源需求逐步增长，供热系统能耗高会对生态环境带来严重的负面影响，增加生态系统运行压力5。因此，积极引入新技术、新设备，便于促进供热系统合理配置燃料，减少化石燃料依赖程度，进一步延长燃料使用寿命。其二，供热系统节能化改造可以大幅度降低能源支出成本，缓解供热单位运营压力，对于提高企业竞争优势具有积极意义。而且节能化改造还需要做好供热系统升级与维护，降低供热中断的风险系数，为民众提供更加优质、稳定的供热服务，切实提高供热系统运行稳定性。同时，节能化改造还需要大量新技术、新设备投入，吸收大量专业人才，在满足企业生产需要同时，为缓解就业压力，推动技术创新提供支持。而且，新技术应用能够大幅度提高供热系统运行效率，创造更大的经济效益和社会效益6。其三，供热系统节能化改造有助于改善室内环境质量，调节环境温度、湿度，提高环境舒适度同时，建筑降低污染物累积程度。而且节能化改造还可以吸引更多投资支持，助力企业节能环保改造，塑造良好的企业形象，助力企业高水平发展。3 供热系统新技术节能运行 3.1 建立工艺安全信息包，妥善保管资料信息 供热系统节能化改造持续深化，引入新技术节能运行，有助于减少能耗和成本，提高系统运行效率。供热设备节能化改造，涉及到诸多工艺数据信息，包括运行状态、技术参数、能源用量以及维护记录等情况。建立工艺安全信息包，便于实现数据信息安全保管和利用，切实提升供热系统节能运行效率。工艺安全信息包信息多样，具体涵盖了以下几点：数据采集记录：引入现代化信息技术，建立自动化系统，实时监测供热设备运行情况，并且将设备运行数据信息录入到数据库中7。设备规格参数：全面记录下供热系统中设备运行状况、规格和技术参数等信息，设备类型包括管道、锅炉、泵以及换热器等。维护与保养记录：供热系统内部设备多样，做好设备维护与保养工作的同时，也要将设备维修计划和历史记录录入到数据库中。通过收集数据，可以为设备故障预防维护和处理提供数据支持。运行日志：实时监测供热系统运行情况，记录系统燃料消耗量、供热温度和设备运行时间等信息，能够及时发现和解决设备运行异常情况8。关于设备数据的保管和利用的保管工作，可以定期备份保管，即便出现故障问题导致数据丢失，也可以通过恢复备份数据保障供热系统正产高运转；数据信息规模大，为了保障数据安全，可以采用设置防火墙、访问控制以及密码保护等安全措施，最大程度上保障数据信息安全性和完整性。此外，基于大数据对海量数据整理与挖掘，获取有价值信息，便于为精细化管理决策提供数据依据。3.2 组织工艺危害分析，制定综合防控措施 节能技术在供热系统中应用，一项重点内容是工中国科技期刊数据库 工业 A-169-艺危害分析，以此为依据制定综合防护措施来消除和预防系统运行风险，减少能源消耗量，最大程度上提高供热系统运行稳定性。对供热系统审查检测，可以及时发现潜在隐患，包括能源损耗、安全隐患、设备故障以及环境污染等情况，基于科学合理的风险评估，能够确定隐患威胁程度和具体原因，为后续具体防范措施提供支持9。常规隐患防范措施包括优化维护流程、定期设备检查以及供热管道布局等措施，并积极组织工作人员定期参加专业培训，熟练掌握新技术和新方法，最终形成完整的防控体系。3.3 制定操作规程，优化操作流程 为了提高供热系统运行效率，减少能源损耗，需要立足于实际情况制定操作规程，优化精简操作流程。首先，明确供热系统运行标准和要求，包括操作参数是核定、设备启停程序以及设备维护等内容；制定安全操作标准程序，操作人员需要规范自身行为，规范运行危险品存储与处理方法、应急处理程序等，尽可能减少安全事故出现几率；制定设备维护时间表，依据时间表定期检查、维护，更换零部件，在延长设备使用寿命同时，提高供热系统运行效率；操作人员记录下供热系统日常运行状况，尤其是要记录下设备运行温度、压力、状态等参数，通过对数据分析与挖掘，有助于及早发现问题和解决问题。而在操作流程优化方面，增加资金投入引入智能控制系统，远程监测设备运行情况，一旦出现异常情况，系统可以自动化调整参数保证系统稳定运行。加强系统能源管理，基于信息及技术建立能源管理系统，依据系统运行负荷计算能源用量，为工作人员提供实时数据支持。另外，也可以加强数据分析和处理，制定合理措施调整设备运行启停时间，维护负荷平衡，并选择节能方式来提高系统运行节能效果。3.4 完善运行机制，推行全过程精细化控制 首先，为了最大程度上提升供热系统节能运行水平，在引入新技术新设备同时，也要注重全过程精细化控制。根据供暖外网平衡调节流程、冷凝水化验管理制度等制度内容，确定化验指标，严格控制锅炉冷凝水碱度数值保持在20mmol/L24mmol/L之间，适当升高冷凝水 pH 值，以此来减少冷凝水酸性腐蚀和氧腐蚀程度，对于降低排污量和环境污染程度具有重要作用。其次，供热消耗能源总量大，成本高，可以遵循精细化控制原则进行数据统计分析，包括每日热力站的水、电、气、外界温度等数值，全面掌握供热系统能耗情况，在此基础上同换热器、锅炉机组等对比分析，总结分析供热系统成本高的原因，挖掘成本控制潜力。最后，建立信息化控制系统10。积极引入先进技术，建立信息化控制系统，重点监控换热站、锅炉房等重点生产环节。如，引入 DCS 控制系统，收集设备运行参数，用于支持机泵、供热负荷自动控制，实现全过程数字化控制。同时，供热系统关键环节的参数如果超出预警值，将自动预警发出小心通知相关人员，这样能够及时处理故障问题，避免故障问题恶化带来更大损失，全面保障供热设备安全稳定运行。4 结论 总的说来，目前供热系统运行能耗问题愈加严重，主要表现为能耗大、污染大，不可避免的增加供热单位整体运营成本。鉴于此，为了满足可持续发展战略要求，有效解决目前供热系统能耗大的问题，可以结合实际情况合理化运用节能环保技术，以此来实现供热资源合理配置与利用，提升供热系统运行效益，减少不必要能耗。参考文献 1任占军.建筑集中供热系统节能控制设计与实践J.四川水泥,2023(03):79-81.2张毅.发电厂循环水供热系统的节能技术分析J.集成电路应用,2023,40(03):333-335.3熊会祥.节能技术在集中供热系统改造工程中的应用J.智能建筑,2022(10):84-86.4程子伟.基于分散式布局医院供热系统节能实践研究J.绿色建筑,2022,14(01):58-60.5姜永增,刘涛,潘军刚.基于实际热需求的单一建筑类型区域供热系统节能调控方法研究J.建筑节能,2020,48(12):99-104.6杨玉泉,赵娜.天津市某老旧小区供热系统节能改造技术研究J.建设科技,2020(20):96-99.中国科技期刊数据库 工业 A-170-7杜野.城市集中供热系统节能技术及热力站控制系统的思考J.技术与市场,2020,27(09):113-115.8张国军.集中供热系统节能与水泵超常规节电技术应用J.黑龙江科学,2018,9(22):102-103.9周妍.自动控制技术在集中供热节能方面的应用J.建筑技术开发,2018,45(21):111-112.10高志峰.民用建筑热水集中采暖与供热系统节能设计研究J.绿色环保建材,2017(05):25.