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摘要:随着社会的不断发展,我国的城市集中供热采暖也较之先前有了巨大发展。此发展不仅体现在科技的力度上,更体现在热源热能的综合利用效率上。与此同时,基于如今的先进技术,使得城市管网的热能输送过程既经济又安全,且供热系统的造价也逐步降低。当然,要想切实促进我国城市建筑集中供热采暖的可持续发展,则除了需具备以上条件外,尚需积极结合并消化国外的先进经验来切实提升我国技术。本文亦将基于城市集中供热采暖系统来展开详尽的分析,以探讨从生产到输送再到具体的实用的各环节该如何来防止能源的浪费。
关键词:城市建筑;集中供热;采暖节能
我国拥有非常辽阔的幅员面积,也便意味着全国的气候将呈现出多样化的特征,如在北方地区,其冬季便极为寒冷,而寒冷的气候条件无疑会在极大程度上影响到居民的生产与生活。因此,若能给其提供适当的供热采暖设备,则能给予当地居民较为舒适的生活环境。而如今,随着我国城市的不断发展,各地所需的供暖面积也在逐年增加,这便意味着我国的供暖工作开闸将消耗更多的能源,而在能源消耗过程,无可避免地将会对环境造成一定的污染。对此,为切实保障我国城市集中供热采暖的可持续发展,我国不仅要加大对供热采暖设备的研究力度,以节约对各种能源的使用,且需避免能源浪费的现象发生。如此一来,使有利于降低供热采暖的能源消耗,继而减少因供热采暖而给自然环境造成的破坏。
一、热力网节能技术
就城市建筑的集中供热采暖而言,其采用怎样的节能技术,也便决定了其能将系统的整体节能效果发挥到怎样的程度。就目前而言,我们绝大多数城市均采用热力网节能方式,而此方式中的热力量,实则为连接供热站与用户的枢纽站,可谓整个系统中极其重要的环节。就我国目前的城市集中供热采暖系统而言,所有系统功能均需经过此环节方可切实发挥其成效。至于在具体的集中供热采暖过程中,由于系统无可避免地会处于不同的状况下,而任何不同的状况都将导致系统热量受到损失。因此,要想切实提升城市集中供热采暖系统的节能型,则首先应致力于对热力网的热损控制。对此,各城市地区在设计集中供热采暖系统时,均应务必结合自身的地质环境、水文条件以及城市建筑的整体布局等因素,以确保集中供热采暖中的热力网设计更具科学性与准确性。与此同时,为确保热力网的节能型与经济性亦能得到充分有效的发挥,则针对集中供热采暖的设计方案选用亦当严格参照城市的整体布局,并在选料方面予以严格把控。当然,最关键之处还是要兼顾占用面积以及资金投入等多方面因素,对热力网的设计而言,其占用面积越少,施工周期越短则必然会节省大量的资金与资源。因此,针对热力量的主干线施工设计,需务必将网管之间的距离保持在最小范围,并同时在运行参数方面予以科学、合理地设定。当然,基于如今这种信息化时代,各地还应积极采取自动化和智能化技术来取代传统的人工管控工作模式,如此既能增强系统的操控精准度,又能避免在系统运行过程中产生不必要的热能浪费,继而增添系统的经济性。
(一)外网设计节能
在集中供热区域中,往往因为水文、地理及建筑物、热用户等各种因素的影响,使热网工程造价高,投资大、涉及部门多,影响面大。因此,搞好外网设计,在供热节能中是十分必要的。一是管网布置及走向应服从小区的统一规划;二是确定合理的敷设方式;三是热网主干线力求靠近热负荷密集区,避免输送管段过长,使供热半径最小,投资最省;四是落实好热用户及其负荷,对发展预测应尽量准确,以便合理确定供热总负荷;五是选定合理的热指标;六是管网参数设计要合理;七是热网支管及用户入口管径的设计,应按外网总压力平衡计算来确定,并核算其流通能力。
(二)热网的控制与管理
当前,我国集中采暖供热进步的最主要体现便是节能与热能集中,而促进以上目标达成的最主要因素无疑便是热网的自动化控制技术。当前,人们已普遍认识到,若仅是依靠传统手动调节的方式,势必难以解决好网路的水力以及能源节约的问题。要想切实促进自动化控制并实现对城市集中采暖供热的科学管理,则以下三方面问题应务必引起相关部门的高度重视,其分别为集中采暖供热系统的可信性问题;可靠性问题以及运行管理水平问题。
(三)热网的设施与材料节能
选择合适的材料是提升热网节能与降低能源损耗的关键。因此,针对热网材料的选择,其除了需满足集中采暖供热系统的基本要求,即具备较强的保温性与抗腐蚀性外,尚需考虑材料的导热系数。就目前,我国所选用的聚氨酯保温材料便同比其他保温材料可减少40%的热量损耗,可见其保温性能十分优异。而针对调节闸阀的选择则需确保其耐温与耐压,且同时其流量特征需趋近于直线,如此方能起到良好的调节流量作用。至于平衡阀的安装,则可认为其为其增加一定的阻力,以消除环路剩余压力,继而使管路内的整体压力与用户流量要求相符合,如此方能解决局部供暖过热,而其他地区则供暖不足的问题,如上图所示。
二、热力源节能的技术
对城市建筑集中采暖供热系统的具体运行过程而言,采取适合的节能技术方是促进城市建筑集中采暖供热实现节能减排的关键。而通过降低系统对能源的消耗,也能进一步减轻城市集中采暖供热系统对生态环境的破坏程度。对此,针对热力源节能方案的制定,应务必严格使用高硫煤,而相关设备的选用则应尽量选择相对较为清洁的循环流化床锅炉。至于具体的燃烧过程则应尽量采取自动化的控制方式,如此一来,既能保证工作人员的人身安全,又能实时控制热力原参数,以确保整个城市集中采暖供热系统均处于正常运行状态。不仅如此,基于智能化的控制技术,还能进一步提升城市集中采暖供热系统的运行效率,继而在降低能源损耗的同时促进节能减排目标的顺利达成。
三、用户端节能技术
在整个城市建筑供热采暖系统中,用户端无疑是系统最末端部分,当然也是整个系统中最为关键的环节。就城市建筑供热采暖系统的用户端而言,其不仅影响着系统整体的节能性,且与热交换效率之间亦有着极为密切的关联。因此,针对用户端的设计与管理,应首先关注用户端建筑物本身的设计特点,并且门窗的结构亦需选择隔热性能较为优秀的,如此方不至于让建筑物的内部热量过多地流失,从而增强建筑物内部的热量控制性能。当然,基于不同城市有着不一样的气候条件。因此,针对部分地区还需增设围护层,以形成对建筑物内部佘量的有效保护。就目前而言,我国在围护层的设计方面有着众多的工艺形式,且这些工艺形式有着良好的隔热与防水性能。其次则是各地均应始终致力于供热采暖系统计量体系的健全,在城市供热采暖系统的具体运行过程中,需根据各地实际需求来供应热量,方能为百姓创造出良好的生活环境。对此,为确保热量输送与用户的实际需求相符,则必须对用户所用热量及其相关费用来予以统筹计算,以此实现对供热采暖系统的经济管控。当然,这也是环保节能的重要体现。最后则是要科学地设置不同热力站所采用的联结方法。在一次管网和二次管网热交换过程中,采取科学的联结方法能够有效地降低系统的热能损耗,也可以有效提升换热机组的热交换效率。同时,使用自动化的交互装置,能够显著地提升系统的供热量,进而达到节能的目的。总之,基于不同城市的不同气候条件,则其城市建筑所采用的集中供热采暖系统亦当全面了解城市所在地的环境因素,继而展开全面、详尽的分析,以切实降低集中供热采暖系统的运营成本,并减少对城市生态的破坏,如此方有助于提升我国城市建筑整体的集中供热采暖水平,继而实现城市建筑集中供热采暖的可持续发展。
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作者:赵振华 王波 单位:山东省城乡规划设计研究院 新泰市新城热力有限公司