探析供热管网节能改造及输热能效苏波

探析供热管网节能改造及输热能效苏波

苏波

（国家电投集团东北电力有限公司抚顺抚电能源分公司辽宁省113008）

摘要：我国北方在冬季采暖过程中通常采用集中供热的模式，完成对居民居住和生活区域的供暖工作，该过程中需要消耗大量的能源，从当前的研究成果上来看，当管网本身具有较高的节能性及输热能效时，消耗的能量会整体降低。基于对现今供热管网节能改造以及输热能效方面存在问题的了解，本文建成了供热管网今后的节能改造和供热能效提高方案。

关键词：供热管网；节能改造；输热能效

引言：

当前的供热管网通过输送热水的形式完成能量输送工作，但是从作用效果上来看，会由于一些主观和客观因素的存在，导致整个管网的供热能效下降，管网供热中消耗的能量总体上升。今后的工作目的为，通过对节能改造工作的开展和推行，最大限度提高整个管网的输热能效。

一、供热管网目前运行中存在的节能性方面问题

（一）热网的失水问题

管网失水问题有两个原因，其一为管网由于存在自身问题，导致运行中出现漏水问题，虽然短期的漏水问题不会造成大范围的供暖问题，但是长期作用下会导致管网运行寿命大幅降低，严重时会导致整个供暖系统瘫痪。

另一问题在于，一些供暖区域的民众法律意识单薄，或者不注重对管网的保护，从而私自开启管网中的阀门，导致管网中的热水泄露问题，从而让整个管网中的水量大幅下降。从作用效果上来看，这一现象除了降低怎么管网的运行质量，也会大幅度降低整个管网的热能传输稳定性。

（二）水力的失调问题

管网工作中要求所有的管道处于稳定运行状态，所以主干路以及各个支路中的水资源要保持稳定，防止不同区域的水资源总量差异，在管网中形成涡流和湍流，对其造成过于强烈的冲击。

在当前的管网运行中，时常发生水力失调问题，其中最常见的原因为，管网中的水力调节枢纽运行稳定性不足，或者其本身存在设计问题，包括阀门不能适应供暖区域住户数量的变化、和传感器对接水平较低等，此外供暖企业向信息化系统中输入调节信息，但是水力调节系统未做出相应的响应也是一个水力失衡的重要原因。

（三）热量的传输问题

通常情况下，供暖站到住户的居住和生活空间具有一定的距离，当管网工作中，发现管道的保温能力不足时，则热水的输送过程会失去大量的热量，导致用户端的水温下降，具体的供暖效果与理论值不符。在当前的供暖系统工作中，发现这一问题事实上为发生几率最高的问题，尤其是对于各类主干管道，在工作过程中虽然其在地下运行，但是由于土壤和地面对热量的存储效果较为一般，导致这类管道的实际热量泄漏量过大，降低了对热量的传输效率和传输能效。

二、供热管网今后的节能改造方案

（一）管道改造

管道改造工作可以从两个角度切入，其一为管道的具体材料替换，其二为管网系统的具体优化方式。

对于管道的材料替换工作来说，需要采用的管道类型为具有较高隔热性能的管道，同时对于主干管道，要在此基础上增设保温隔热层，进一步降低管道和和周边环境之间的热交换速度。此外系统的改造中，要分析管网不同区域的改造流程和改造重点，由于不可在短时间内完成管道的全部替换工作，所以可建成分段工作体系完善工作，并且要避开集中供暖时间，最终的工作方法为，在非供暖时期中完成对主干管道的全部替换工作，之后视距离供暖时间的长短，确定是否落实对各个支路的管道替换工作。

其二为管网的整体优化方式，通常情况下原有的管网结构已经能够满足对相关区域的供暖要求，但是由于近些年建筑的数量提高，并且民众对室内温度的要求水平也大幅上涨，所以管网改造工作一方面要能够满足对所有建筑的内部供暖工作，另一方面则要能够降低整个管网系统的能量损耗总量，考虑到不同区域的建筑居民总量不同，可通过对管网供热侧重点的研究和分析，确定不同支路的供热管道直径，在此基础上实现对不同区域的个性化服务供给工作。

（二）平衡性改造

平衡性改造工作的核心理念为，建成对于热水分配工作的个性化分配系统，通过在管道中建成自动控制系统等方法，提高供暖管网系统的平衡度。

在具体的工作过程中，要求供热企业中的自动控制系统自主收集管网中的水流量和温度，传感器将数据传输到自动控制中枢中。当发现某区域的水流量低于标准值时，则要通过对阀门开启状态的修正，加大这一管道区域的水流量，而发现某区域的水流量异常提高时，则自动控制系统要分析下辖各支路的水流量变化情况，当发现某一支路的水流量异常提高时，可判断该区域可能发生管道爆裂或者违规操作阀门问题，供暖企业第一时间派遣专业的检修工作人员，完成对这一区域的管道调查工作。

（三）供热方式改造

当前的供热形式主要有两种，一种为传统的裸露暖气片供热模式，另一种为地面低温辐射供热模式，这两种模式都能够发挥对室内空间的供暖作用，但是通过对其作用模式、升温速度以及整体能耗方面的分析可以发现，后者对能源的消耗总量大幅降低，同时对于室内的供暖情况更好，原因为其提高了室内温度的提高均匀度。

本文提出的供热方式改造方法为，大量建设地面低温辐射供暖系统，从建筑的内部建设供热管道，从住户室内空间的供热管道整体建设成本来看，虽然管道建设成本提高，但是后续的实际能耗下降，供热单位的运行成本下滑。需要注意的是，对于高层和超高层建筑来说，由于这种方式在热水的分配和流动过程中，室内空间会吸收更多的热量，所以采用串联式的供热管道难以完成对所有建筑内部空间的供热工作，针对这一问题，管网系统要建成并联式的工作系统，保证住户的内部供热管道独立，虽然从整体上来看室内建设的管道布置成本进一步提高，但是长期运行中，这一方式有更好的经济效益。

（四）智能化改造

智能化改造的工作方式为，供热企业要能够完成对当前存在的任何管道问题分析工作，并且通过建成相应的传感器以及自动控制中枢等方式，对管网中可能出现的问题进行了解和分析。

由于供热管网占地面积巨大，并且作为一个综合性的系统，其可能在任何区域发生问题，只通过强硬故障控制方式难以实现对所有问题的有效规避，所以一个重要的方式为，在系统中设置人造的安全防护脆弱区域，该区域的工作方法为，在确定的区域上设置承压能力较低的阀门，确保在管网发生问题时，该阀门处于故障状态。此外为防止发生大范围的管网故障，要在这类阀门的周边区域设置高效的隔水和防水设施，同时在管道外部安装测温传感器，当发现该传感器的示数在短时间内上升时，一方面该传感器连接的警报系统第一时间发出警报信息，另一方面调度系统以及值班室将这一信息传递给专业的维修人员，让其立即到现场中完成对事故的处理工作。

此外对于各类传感器的架设过程来说，要在主干管道、各类支路以及管道中的各个节点区域设置相关的传感器，包括温度传感器、水流计等，以实现对各类阀门运行状态的高精度控制，让管网系统可以规避故障的进一步扩散现象。

3、供热管网今后的输热能效提高方案

1、材料优化工作

材料优化工作可采用的方式为，大量使用当前已经研发出的双层管道，该管道能够最大限度发挥对热水的保温和隔热作用，此外在管道外表面也可以通过设置高分子材料提高整个系统的保温能力，并降低管道的腐蚀速度。

在具体的材料优化中，供热企业要对当前各类型号管道的保温防护能力进行剖析，当发现某一管道防护能力、对温度的保持能力不足时，则不可将其应用到具体的管网改造过程，而只有检测的管道保温隔热能力符合要求时，方可选择其中售价最低的管道，使用与具体的管网改造工作中。

2、形式优化工作

形式优化工作可从两个角度切入，其一为对整个管网的智能化改造过程，采取的方法为，在管道中的各类区域合理设置传感器，并且由建成的通信系统将所有信息传递到信息分析中枢中，这一方式可以让整个系统处于最为高效稳定的运行状况，同时也降低了供热管网控制人员的工作负担，此外通过对特定参数的研究，可了解当前这一系统中是否存在运行故障。

其二为对整个系统的优化设计工作，要落实对工作过程的具体研究工作，优化工作一方面要完成对管网的合理设计工作，使其处于最为安全稳定的运行状况，此外要依照当前建成的新型管网工作体系，对维修工作组、管网的运行状态控制工作组、管网的相关传感器运维工作组等多个工作系统进行对接，让其能够确保管网本身以及各类辅助设施都处于稳定的运行状态。

3、管理优化工作

在硬件设施建设完成后，可通过对管理体系等软件系统的优化工作，提高供热管网的运行安全程度，尤其是对于常见的管网阀门非法操作和处理问题来说，通过优质化的管理工作制度可以让管网系统处于更加稳定的运行状态。

本文提出的方法为，由于已经建成了高度专业化和集成化的信息化处理系统，所以可以按照实际的工作项目落实情况，对管网施行整体性的把握和水流流量的监测工作，并由自动化系统中建成的数学模型，第一时间确定故障表现的原因和发生地点，当发现存在人为故意损害问题时，要对相关的责任人严肃处理。

4、工程优化工作

工程优化工作的目的为，通过对已经设计管网的研究和分析，确定是否可对设计方案进行优化，研究项目主要为对管道的直径变更工作以及管网的路线长度总和缩减工作等。可利用当前已经研发出的新型技术软件，完成对相关参数的全面剖析工作，当发现采用更短的管道或者成本更低的管道即可完成供暖工作，并且经过模拟审核过程，发现这一修正方式不存在安全隐患和运行问题时，则可选用这一经过优化的方案完成管网系统的建设工作。

结论：

综上所述，供热管网节能改造的工作内容为，完成对管道本身的改造工作、落实对管网结构和相关设施的完善工作等，以提高这一系统的整体运行质量。在效能提高过程中，需完成的工作项目包括管网的智能化水平提高工作、管道材料和建设形式的优化工作等，在此基础上提高整个系统的运行安全性和稳定性。

参考文献：

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