热能工程技术在供热领域中的改革及创新

热能工程技术在供热领域中的改革及创新

汤成伟

中国船舶集团有限公司第七〇三研究所 , 黑龙江省哈尔滨市 150078

摘要：我国幅员辽阔，不同地区的气候条件差异很大。我国北方冬季气温很低，城市供热系统的运行直接关系到人们的日常生活质量。随着经济的快速发展，物质生活得到了极大的满足，人们对生活条件的要求也有了很大的提高。对供暖问题的反应越来越强烈。这种情况表明，我国供暖领域的城市热网已经与目前的城市发展水平不相匹配，热工技术迫切需要通过改革和完善来提高城市供暖的效果，以解决寒冷地区人们冬季供暖的问题。本文分析了供热领域的热能工程技术，探讨了热网改造的必要性和障碍。针对目前热工技术存在的问题，提出了改进措施，为我国城市供热系统的健康发展提供参考。

关键词:供暖领域；工程；改革；小路

1供热领域热工技术分析

在分析热工技术之前，首先要了解热能行业。热能产业是利用热能系统或设备燃烧燃料或以其他形式释放热能来完成能量形式的转化。包括电能、化学能、生物能、矿产能等多种能源形式。由于技术限制，能量转换过程中会有一定程度的能量损失。根据技术水平和能量转换类型的不同，转换造成的损耗比例也不同[1]。我国传统的热能工程技术非常落后，不仅能量转换形式单一，而且转换效率不高，导致城市供热系统消耗大量资源产生热能。传统的供暖系统也造成了能源消耗过大和环境污染的问题。可见，热工技术是供热领域发展进步的关键。只有进行技术改造和创新，才能促进热能系统的改造，丰富热能的转化形式和效率，提高供热效果。

2热网改造和热工技术改造概述

2.1热网改造和热工技术改造的必要性

我国城市发展极其迅速，城市化的快速推进导致城市规模增大，早期的城市供热管网已经无法满足城市工程的需要。新建管网与传统管网存在较大的技术差异。管网过早老化导致老城区供暖效果不佳。落后的热能工程技术导致巨大的能源消耗，给城市发展带来巨大压力。目前我国城市供热系统是间接供热，热能通过一次管网输送到换热站，再由换热站输送到二次管网，最后输送给热能用户[2]。在这个过程中，热能不仅会在交换中流失，而且旧设备容易出现故障，热能传递效率不高。为了提高城市供热质量，提升居民冬季供暖水平，城市供热管网改革势在必行。

2.2供热管网改造的障碍

2.2.1改造规模巨大。

在城市热网改造中，最大的障碍在于改造规模巨大。从中国城市发展的角度来看，旧的城市供热管网从城市建设之初就已经存在。起初，这些管网以暴露在自然条件下的供热管道的形式存在，造成了巨大的热量损失。随着技术的成熟和城市发展的需要，管网逐渐向地下移动。目前，城市发生了翻天覆地的变化，许多高层建筑和大部分工程管线深埋地下，改造难度较大。供热管网改造需要拆除原有供热管网的。老城区管网规模庞大，改造周期长，运行困难。供热管网的改造造成了不良影响。此外，传统的城市供热管网已经偏离了城市建设，大多数管道没有配电图，无法有效识别和改造。

2.2.2新旧供热管网的连接

新旧热网衔接也是当前城市热网改造的难题之一。首先，由于早期城市供热管网中城市建筑规模小，城市居民少，供热管道往往体积小，热能传输距离短。随着城市规模的增大，热能传递距离增大。为了提高热能传输效率，一次管网的尺寸增大，传输压力增大。这就导致了早期的管道无法匹配现在的供暖系统。不仅供热管径发生了变化，一次管网较大的输送压力也会造成老旧管道的损坏。其次，热网改造必然涉及新老热网的对接。如果不更换早期供热管道，需要考虑管网管径变化对输送压力的影响和管道连接的可靠性。这是供热管网改造的一个非常困难的问题[3]。

3.当前供热领域热工技术存在的问题

3.1热效率不高。

大多数供热企业热能利用效率不高，主要技术问题是再热效率低。再热是指在一定范围内再利用热能的技术。以蒸汽供热网为例。携带大量热能的蒸汽在管网中传输，如果使用一次，剩余的热能就会被浪费掉。通过多次重复利用蒸汽携带的热能，可以最大限度地提高热能的利用效率，提高再热效果。然而，由于热能工程技术水平的限制，管网中热能的回收不能满足用户的需求。根据对热能企业的调查，大部分企业的再热比都在10%以下，说明在提高再热效率方面还有很大的发展空间。

3.2污染问题严重

污染也是当前供热领域热能工程技术改造面临的问题之一。中国热能转换的形式比较简单。虽然目前中国已经掌握了核技术、地热技术等，但大部分城市供热企业仍以燃煤方式生产热能。这种形式的热能转换会造成严重的环境污染，对城市生态环境造成不利影响。特别是随着城市规模的增加，为了保证城市热能的供应，燃料消耗大大增加。这些燃料燃烧完成后，不仅会产生气体污染物，燃烧废渣等固体污染物也会造成土地和水体污染，如果处理不当会影响城市生态。

3.3水分流失大。

水分流失是目前蒸汽供热管网中普遍存在的问题。气体在管道中流动很快，同时可以携带更多的能量。但在热能传递过程中，损失会不断发生，管道中的蒸汽会因热量损失而冷凝，由气体转化为液体，水分含量会大大降低。液体传热介质的低流速将进一步增加热损失。除了热能损失外，湿气凝结成液体后，对管道和阀门的损坏也会增加，从而导致热力管道的使用寿命降低。因此，解决热网水分流失问题是热能工程技术改造的挑战。

4热工技术改革的有效路径分析

4.1提高再热效率

热量再利用效率低与多种因素有关。在解决再热问题、提高效率的过程中，热力工程师需要重点攻克蒸汽储存和循环系统技术，通过调整蒸汽储存和循环水平来提高再热器的利用率。在此过程中，有必要聚焦再热利用中存在的问题，以提高用户使用质量、满足冬季供暖需求为根本目标，开展技术研发和创新。特别是随着当前技术的进步，供热企业机械设备的精度和工作效率大大提高，对解决再热问题有很大帮助。

4.2改进技术，减少环境污染

在解决集中供暖造成的环境污染时，可以从以下几个方面入手。第一，用新能源代替传统的燃料燃烧产生热量。如今，发展新能源是解决能源问题的有效手段。供热企业可根据自身区域条件和发展优势，利用核能、风能、地热能作为城市热能来源。二是提高燃烧效率，最大化燃油价值。传统燃烧热能转换的主要问题是燃料燃烧效率低，热能释放不足，导致燃料浪费。改进燃烧技术，通过充分燃烧释放燃料能量。第三，提高热能转换效率。燃烧热能损失很大，需要注意改进能量转换技术，提高转换效率。

4.3优化技术以减少水分损失

水分流失对城市供热水平影响很大。在热能工程技术改造中，减少水分流失是提高城市供热质量的有效途径。水分损失是热能损失的表现。因此，减少传输过程中的热量损失至关重要。技术人员可以通过改进管材和结构，提高管材的保温能力，达到减少水分流失的目的。或者改变管道中的热能传输介质，使其更容易保持气体状态，提高介质传输速度。

4.4合理选择配置方式，降低能耗

科学配置是提高热能传递效率的有效措施之一。由于热网管道中的压力会随着距离的增加而增加和减少，管道中热能的传输速度会降低。一次热网和二次热网在换热站换热时会损失大量热量。因此，选择合理的分配方式可以提高传输速度和换热效率，减少热能在传输和交换过程中的损失。

5结束语

综上所述，在热能工程技术改造中，由于水分流失、热效率低、污染严重、能量损失大等原因，城市供热系统的服务质量和供水水平都不好。城市热网改造面临诸多障碍。为了提高热能传递效率和城市工程水平，热能工程技术改革是必然选择。在技术改革创新过程中，要解决热工技术、技术突破、新能源应用等方面存在的问题，提高城市热能供应质量，为城市发展和人民生活提供良好服务。

参考文献

[1]胡国联.分析热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].中外企业家，2019（35）：136.

[2]李文宗.热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].绿色环保建材，2019（3）：240.

[3]赵金.热能工程技术在供热领域中的应用研究[J].能源与节能，2020（6）：79-80，91.

[4]王可.基于时代背景下热能与动力工程在电厂中的改革与创新[J].信息周刊，2019（32）：1.