簡談集中供熱與節(jié)能

1、簡談集中供熱與節(jié)能哈爾濱哈投投資股份有限公司供熱公司 史寶國集中供熱系統(tǒng)包括熱源、熱網(wǎng)和用戶 部分。集中供熱的優(yōu)點(diǎn)是： 提高能源利用率、節(jié)約能源。供熱機(jī)組的熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率可達(dá) ， 而分散的小型鍋爐的熱效率只有 。有良好很大程度上節(jié)約了電能。目前， “清審”企業(yè)已基本采用。有的企業(yè)采用膜技術(shù)處理廢水， 取得了明顯的效果， 回收有用的金屬離子。針對鍍硬鉻的特殊工藝， 采用高頻開關(guān)電源和硅整流電源相結(jié)合的方法， 在沖擊階段使用硅整流電源， 正常電鍍時， 切換為高頻開關(guān)電源。這樣， 既可以節(jié)約電能， 又滿足了鍍硬鉻的工藝要求。在取得巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時， 企業(yè)在環(huán)保方面的成績也比較突出的： 部分企業(yè)

2、徹底整改廢水處理設(shè)施， 降低了廢水中污染物濃度， 大幅度減少了廢水排放量； 還有部分企業(yè)采用反滲膜技術(shù)處理廢水， 使水回用率達(dá) 以上。 家電鍍企業(yè)在本輪清潔生產(chǎn)審核中取得了巨大成果。每年可節(jié)約用水 ， 約 萬元；每年節(jié)約用電 萬 ·， 約 萬元； 每年節(jié)約原材料費(fèi)用約 萬元。累計約為 萬元。 持續(xù)清潔生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展是無止境的， 清潔生產(chǎn)也在于持續(xù)不斷開展， 審核過程周而復(fù)始地進(jìn)行， 實(shí)施方案也是波浪式前進(jìn)， 螺旋式上升， 只有更好， 沒有最好。通過清潔生產(chǎn)審核， 看到一個個小型企業(yè)， 各的環(huán)境效益?？梢则v出大批分散的小鍋爐房及燃料 、灰渣堆放的占地， 用于綠化， 改善市容。減少司爐

3、人員及燃 料 、灰渣的運(yùn)輸量和散落量 ， 降低運(yùn)行費(fèi)用 ， 改善環(huán)境衛(wèi)生。易于實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理， 提高供熱質(zhì)量。很好的社會效益。城市集中供熱對于方便人民生活， 節(jié)省城建珍貴用地， 緩解城區(qū)用電緊張的局面有著十分重要的意義。 二、目前熱源利用狀況、熱網(wǎng)存在的問題與對策 我國目前的集中供熱系統(tǒng)在快速發(fā)展、壯大階段， 對供熱負(fù)荷估算過大， 而使熱電廠容量選擇過大， 汽輪機(jī)組達(dá)不到正常生產(chǎn)狀態(tài)。后來對此狀況進(jìn)行了改進(jìn)， 主要措施是供熱負(fù)荷小的時候， 建設(shè)區(qū)域鍋爐房， 待供熱發(fā)展到一定規(guī)模時， 再興建熱電廠。然而， 興建熱電廠不僅需要大量資金， 而且建設(shè)周期長， 短期內(nèi)不能立即見效， 這與迅速增長的供熱需求

4、不相適應(yīng)。于是， 各單位紛紛建立自己的小型鍋爐房。如上所述， 這些小型鍋爐房， 爐型落后， 效率低， 供熱面積有限， 因而浪費(fèi)能源， 且造成環(huán)境污染。另一方面， 若按理論水溫調(diào)節(jié)曲線來進(jìn)行供熱運(yùn)行，自為政， 沒有發(fā)展優(yōu)勢， 無法提高能源和材料利用率。電鍍產(chǎn)業(yè)要發(fā)展， 必須實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展， 園區(qū)式管理模式， 充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工藝， 淘汰落后工藝， 提高效率， 才能實(shí)現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”。通過清潔生產(chǎn)審核， 要進(jìn)一步改進(jìn)哈市電鍍行業(yè)現(xiàn)有的污水處理設(shè)備?，F(xiàn)有設(shè)備大都是 世紀(jì) 年代初的產(chǎn)品， 工藝落后， 裝置陳舊， 適應(yīng)不了“十一五”規(guī)劃的要求。因此， 要發(fā)揮民間社團(tuán)的作用， 建立“企業(yè)

5、協(xié)會高?！钡募夹g(shù)聯(lián)盟， 合力研究新型污水處理設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)中水回用、節(jié)約金屬和三廢達(dá)標(biāo)的目標(biāo)。 結(jié)論 清潔生產(chǎn)審核是運(yùn)用新的科學(xué)理念， 對實(shí)際問題進(jìn)行診斷、提出并篩選解決方案的一套系統(tǒng)化的程序方法， 對企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)全過程評價、污染預(yù)防機(jī)會識別、清潔生產(chǎn)方案評估的綜合分析活動過程。本文介紹的哈市電鍍企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核只是一個開始， 很多方案、包括中高費(fèi)方案正在實(shí)施中， 從經(jīng)濟(jì)效益分析中已初見成效。目前， 大部分電鍍企業(yè)還沒有進(jìn)行審核， 因此， 在電鍍行業(yè)進(jìn)一步開展清潔生產(chǎn)審核工作， 十分必要。在有些地區(qū)會造成室溫過高而浪費(fèi)熱量。例如， 某市， 當(dāng)室外溫度為 時， 其實(shí)際供回水溫度分別為 ， 混水后

6、二次網(wǎng)供回水溫度為 ，而在設(shè)計中， 供回水溫度是按 來設(shè)計的， 這樣， 就留有一定的冗余量。從運(yùn)行管理角度看， 我國熱網(wǎng)采暖是按供熱面積收費(fèi)的， 目前我國北方地區(qū)采暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)以天津?yàn)槔?4.55 元， 一套 房屋交費(fèi) 3109.50 元， 由居民自己全額負(fù)擔(dān)。所以， 在按面積收費(fèi)這樣的體制下， 就應(yīng)以節(jié)省總供熱量為目標(biāo)， 熱網(wǎng)不能以充分滿足各熱用戶的需求為調(diào)節(jié)目標(biāo)， 而應(yīng)在滿足采暖建筑的基本采暖要求的前提下盡量減少總供熱量， 從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。其次， 我國熱網(wǎng)以采暖為主，生活熱水所占比例不大， 也就是說， 熱網(wǎng)負(fù)荷主要是采暖負(fù)荷， 而采暖負(fù)荷是要隨外界氣象條件變化而變化的， 但由于

7、整個供熱網(wǎng)所負(fù)擔(dān)的供熱區(qū)域的氣象條件是基本相同的， 因此， 整個供熱區(qū)域的負(fù)荷是同時升降的， 區(qū)域內(nèi)各建筑或熱力站之間供熱負(fù)荷的比例基本不變。再一個特點(diǎn)是， 目前熱電廠與熱網(wǎng)分別由兩家管理， 且調(diào)峰熱源不足， 這就不能嚴(yán)格按照采暖要求準(zhǔn)確供熱， 從而在低熱負(fù)荷期系統(tǒng)的供熱量偏高， 在高熱負(fù)荷期供熱量又不足。 三、多熱源連網(wǎng)集中供熱系統(tǒng)方案選擇 針對上述問題以及目前國內(nèi)已采用的集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例， 對于目前集中供熱系統(tǒng)中出現(xiàn)的諸多問題， 最好采用多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱的辦法予以解決。因?yàn)槎酂嵩绰?lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)： （） 提高了整個供熱系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性。采用多熱源聯(lián)合供熱， 當(dāng)熱網(wǎng)中某一或某

8、些熱源出現(xiàn)事故時， 各熱源可相互替代、相互補(bǔ)充， 因此供熱運(yùn)行的可靠性比單熱源供熱系統(tǒng)大大提高， 降低了因熱源事故而造成的影響， 有效地避免了熱源廠鍋爐汽化、水錘和熱用戶大面積倒空現(xiàn)象的發(fā)生。 （） 采用多熱源系統(tǒng)可靈活調(diào)整供熱量， 達(dá)到良好的節(jié)能效果。系統(tǒng)中多熱源可根據(jù)供熱負(fù)荷的具體情況， 制定出更為合理的供熱方案， 并可隨時使全系統(tǒng)的供熱工況（ 供熱量、供回水溫度和水力工況）優(yōu)化， 從而實(shí)現(xiàn)較理想的節(jié)能措施。 （） 系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好。多熱源一般都是采用環(huán)狀網(wǎng)連接， 由于環(huán)狀管網(wǎng)的熱網(wǎng)比摩阻較小， 各換熱站的資用壓頭大， 增強(qiáng)了系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性。 （） 優(yōu)化水力工況， 平衡供熱效果。由于采

9、用多熱源同時運(yùn)行， 運(yùn)行人員則可通過調(diào)整多熱源的水流量及供熱量， 達(dá)到全網(wǎng)供熱效果一致的目的。同時， 環(huán)狀管網(wǎng)還具有自動優(yōu)化水力工況的特殊功能，可改善系統(tǒng)中最不利環(huán)路的供熱效果， 使各換熱站的供熱效果趨于一致?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)， 采用多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱是供熱發(fā)展的優(yōu)化方案。但也應(yīng)看到， 多熱源聯(lián)網(wǎng)集中供熱系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、目標(biāo)多樣和影響因素眾多的復(fù)雜系統(tǒng)。對于這樣一種復(fù)雜的大系統(tǒng)，就需要運(yùn)用大系統(tǒng)理論來分析。而大系統(tǒng)理論的最基本的思路是： 把系統(tǒng)的總體功能和目標(biāo)按一定關(guān)系分配給各子系統(tǒng)， 這些子系統(tǒng)都具有各自的控制器， 都有一定的決策能力。將大系統(tǒng)功能與目標(biāo)分解之后， 各子系統(tǒng)的復(fù)雜性比

10、整個大系統(tǒng)的復(fù)雜性要小得多， 較易于實(shí)現(xiàn)自身的最優(yōu)化， 然后再加以必要的協(xié)調(diào)， 最終取得總系統(tǒng)全局的最優(yōu)化或次優(yōu)化。在這一基本思想和方法的指導(dǎo)下， 大系統(tǒng)理論又根據(jù)不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 提出了不同的更具體的控制想和方法。對于象集中供熱系統(tǒng)這樣的梯階結(jié)構(gòu)系統(tǒng)， 通常將大系統(tǒng)分解成若干個相對獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)作為下級系統(tǒng)， 分別求出每個子系統(tǒng)的最優(yōu)化值， 并在上級系統(tǒng)設(shè)置一個協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)來處理各子系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)作用。通過上下級之間反復(fù)交換信息， 在求得各子系統(tǒng)優(yōu)化值的同時， 獲得整個大系統(tǒng)的最優(yōu)值。 通過以上分析可知， 要想使多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱系統(tǒng)達(dá)到運(yùn)行最優(yōu)化， 供熱效果最好， 首先要將熱網(wǎng)互相連接，

11、形成系統(tǒng)， 然后再按梯階結(jié)構(gòu)將整個熱網(wǎng)劃分為若干相互關(guān)聯(lián)的獨(dú)立部分 （并以環(huán)狀網(wǎng)相連），在每個部分中都要選擇供熱能力最大的鍋爐房作為熱源， 進(jìn)行供熱， 而停止那些容量小、效率差的鍋爐。在進(jìn)行熱網(wǎng)劃分時， 要協(xié)調(diào)各熱源之間的位置， 所選擇的兩熱源位置不宜過近。同時， 在熱網(wǎng)中， 還應(yīng)酌情選擇一熱源作為調(diào)峰熱源使用。這樣， 就可使多熱源集中供熱系統(tǒng)易于滿足供熱需求。由于采用了多熱源供熱系統(tǒng)， 其熱網(wǎng)運(yùn)行工況較為復(fù)雜， 為了更有效地對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 就要充分了解熱網(wǎng)中各處的準(zhǔn)確信息。因此， 在這一結(jié)構(gòu)中，為了使各種信息的傳遞做到及時、準(zhǔn)確、有效， 擬采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下的分布式計算機(jī)系統(tǒng)作為監(jiān)控系統(tǒng)。（

12、其結(jié)構(gòu)見圖 ） 在充分了解了熱網(wǎng)的運(yùn)行工況下， 就可以從容地進(jìn)行調(diào)控。另外， 還應(yīng)將有關(guān)財務(wù)軟件及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)， 這樣， 不僅可以隨時記錄熱網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以備比較、查詢， 而且還可將記錄下的煤耗、電耗等各種支出轉(zhuǎn)化為財務(wù)指標(biāo)， 在一個采暖期結(jié)束后， 與前期數(shù)據(jù)進(jìn)行對比， 查出主要能耗來源， 從而為今后的節(jié)能挖潛改造提供條件。在多熱源聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行前， 由于水力工況較復(fù)雜， 所以必須進(jìn)行科學(xué)的計算。要根據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，合理的選擇供回水溫度， 并由 城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范所提供的設(shè)計熱指標(biāo)與熱網(wǎng)的供熱面積， 利用相關(guān)數(shù)學(xué)模型計算出采暖期供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷。再根據(jù)熱源的大小將熱負(fù)荷按一定比例分配給

13、各熱源。然后， 根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型計算出設(shè)計流量， 分配給各自的熱源單位。最后確定出理想水壓圖。上述計算步驟由于計算繁瑣， 且運(yùn)算量大， 應(yīng)在主機(jī)中利用相應(yīng)軟件完成。在多熱源聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行中， 室外環(huán)境溫度變化會引起運(yùn)行工況的變化， 這時如果調(diào)節(jié)不當(dāng)會造成系振蕩失衡。實(shí)行均勻性調(diào)節(jié)可防止系統(tǒng)振蕩失衡的發(fā)生。均勻調(diào)節(jié)的目標(biāo)是使各熱力站及與用戶直接連接的各熱源之間供熱效果相同。由穩(wěn)定熱平衡方程可知： 散熱器向房間供熱應(yīng)與房間向室外傳出的熱量相同， 即：由于 與 之值相差不大， 所以， 將各熱力站、各熱源供回水的平均溫度調(diào)均， 就可近似認(rèn)為采暖房間的室溫是彼此均勻的。在這里， 與用戶直接相連的熱源之間要調(diào)節(jié)

14、其供回水溫度。而在同一熱源下的熱力站之間也要調(diào)節(jié)供、回水溫度。其目標(biāo)不僅要使熱網(wǎng)保持運(yùn)行工況平衡， 還要使熱網(wǎng)中各用戶房間溫度彼此相同。這種調(diào)節(jié)須采用中央控制方式。通過與各熱源、各熱力站相連的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，得到測量出的供回水溫度， 并在主機(jī)上計算出各網(wǎng)調(diào)節(jié)均勻后的供回水平均溫度值， 將此值送到各熱力站和各熱源作為設(shè)定值進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。這種均勻調(diào)節(jié)一般不會導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩。由于各熱力站和各熱源所對應(yīng)的供熱面積不會經(jīng)常改變， 且其供熱負(fù)荷主要由室外溫度 所決定， 因此隨 的變化， 各熱源及熱力站的供熱負(fù)荷同步升高或降低， 各熱源及熱力站間供熱負(fù)荷之比基本不變。因此， 系統(tǒng)一旦調(diào)節(jié)均勻， 就可基本上維持下去， 當(dāng) 降低時， 只需提高鍋爐的供水溫度， 而不需隨溫度變化再進(jìn)行流量調(diào)節(jié)， 這樣， 系統(tǒng)就可以長期穩(wěn)定進(jìn)行。四、結(jié)論本文根據(jù)我國城市目前供熱狀況， 提出了多熱源聯(lián)網(wǎng)集中供熱方案。在該