熱網經濟運行節能優化措施

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熱網經濟運行節能優化措施

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供熱高低溫管網改造為串聯方式或在供熱初末期採用低真空並聯運行

適應範圍：高低溫網混網運行企業

技術原理與特點：高溫網（間供網）與低溫網（直供網）並存的熱電企業，在兩個熱網循環水流量相近時，可採用高溫網與低溫網串聯運行的方式，即增加一條聯絡管道將高溫網回水與低溫網供水連接，低溫網回水回到高溫網的低真空系統。這樣既降低了低真空供熱機組的循環回水溫度，提高了機組真空和經濟性；又可避免取消汽機末兩級葉片，從而提高了非供熱期的運行經濟性和靈活性；同時充分利用了高溫熱源機組的排汽熱量，可停運低溫熱源系統，提高全廠的整體經濟性。

另一種運行方式是：因在供熱初末期，即使是高溫網，其出水溫度也較低，此時可以將高溫網和低溫網的熱網循環水同時通至低真空供熱機組的凝汽器兩側，使低真空供熱機組在供熱初末期也能發揮較好的供熱效益。在嚴寒季節，當供熱循環水量大、溫度要求高時，可將低真空供熱機組的凝汽器兩側均切至高溫網運行，啟動原低溫網的熱源機組，投用熱網加熱器加熱低溫網的循環水，實現整個供熱季的優化運行。

應用案例：東海拉爾電廠2×25MW機組原採用低真空方式供低溫網，2×50MW機組原採用抽汽方式供高溫網，擬進行以下改造：將2×25MW機組改造為背壓機組，在嚴寒時投運，排汽加熱低溫網循環水；將一台50MW機組改造為低真空供熱，供熱初末期同時供高溫網和低溫網運行，嚴寒時單獨供高溫網運行；另一台50MW機組的抽汽作為尖峰抽汽使用。

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熱網系統採用熱泵技術

適應範圍：熱網管網設計能力不足供熱企業

熱泵技術已在包二等電廠成功應用，詳見《燃煤機組節能降耗技術推廣用應目錄》。除對供熱機組實施熱泵改造外，還可將熱泵應用到熱網上。在不需要對熱網進行較大改動的前提下，採用熱泵技術，降低一次網的回水溫度，提高二次網的供水溫度。在人口稠密城市進行熱網改造難度較大，涉及面較廣，條件複雜，進行此項改造只需在供回水管道上進行小範圍改造即可提高供熱能力。

應用案例：陳旗熱力公司熱網系統採用熱泵技術，提高供熱能力20%。

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熱網運行方式調整優化措施

目前，部分供熱區域採用大流量小溫差供熱方式，主要原因一是在管網設計時為保證供熱安全可靠，對管網的比摩阻設計偏小，水泵的流量和揚程的選擇裕量偏大，使管網在設計時流量偏大；二是由於調網手段不足，只能用保證管網壓差的方式來控制流量。用這種方式控制流量是目前採用的最常見的一種方法。供熱多採用供水壓力表值減去回水壓力表值得出管網壓差值，所用壓力表一般量程為1.0MPa或1.6MPa，其常見精度為1.5級、2級或2.5級，就1.0MPa-1.5級來講，其允許的誤差值為100mH2Ox±1.5%=±1.5mH2O, 兩塊表差值的誤差在±3.0mH2O範圍，誤差對確定管網壓差以及估計流量影響較大，應採用量程0-50kPa的差壓表量取。

對大流量小溫差的供暖方式，供給相同的熱量，比小流量大溫差多消耗電能，因此在水力工況允許情況下，流量越小溫差越大，供熱的運行成本越低。通過對比兩種情況下散熱器的散熱效率不難看出這兩種供熱方式之間存在的差異。室內散熱器的散熱量=散熱面積x散熱係數x散熱溫差（散熱器計算溫度-室內溫度），此公式中散熱面積不變，對於相同的回水溫度來說，供水溫度越高，散熱器的計算溫度（tpj=(tsg+tsh)/2）越高，散熱溫差(t= tpj-tn)就越大，散熱係數(K=a（tpj-tn）b)也越大，所以在供給相同熱量時，供熱方式可選用降低回水溫度，提高供水溫度來減少循環流量的供暖方案節省電能。

不同溫差下散熱器散熱量的區別：根據供熱單位目前的供暖現狀，二級網的供回水溫差一般不超過10℃。假設案例如下：

二級網供水溫度45℃，回水溫度35℃，室內計算溫度18℃，散熱器採用TZ2-5-5（M-132）型，則散熱器的計算溫度tpj=(45+35)/2=40℃，散熱溫差t=40-18=22℃，散熱係數K=2.426x220.286=5.87W/㎡〃℃,此時的散熱量為Q=129.2AW(A為散熱面積),那麼當散熱量保持不變,供回水溫差變為15℃,通過上述公式反推得出供水溫度47.5℃,回水溫度為32.5℃時,所需流量G=10/15G0 ,拉大供回水溫差後的流量較原流量減小33%。

節省流量與節省電量之間的關係，流量和轉速的一次方成正比；揚程和轉速的二次方成正比；功率和轉速的三次方成正比。假設流量降低10%，那麼電耗將下降27%，由此可見降低流量對於降低電耗的效果十分顯著。

目前，城市集中供熱的熱源和熱力站的自控技術、熱網水力平衡技術、室內溫度控制等仍然不能滿足節能要求，供熱系統能耗偏高。為降低供熱消耗，對存在的問題可採取以下措施：

（1）使用先進供熱技術與設備。推廣分布式變頻泵供熱系統，消除用戶冷熱不均現象，改變大流量、小溫差運行方式，最大限度降低供熱系統耗電量。當採用一般閥門進行調節時，為了滿足供熱系統末端用戶的資用壓頭，近端用戶不得不用閥門將大量的剩餘壓頭消耗掉，節流損失很大，熱網輸送效率較低。採用分布式變頻泵供熱系統後，利用分布在用戶端的分布式變頻泵取代用戶端的調節閥，由原來在調節閥上消耗多餘的資用壓頭改為用分布式變頻泵提供必要的資用壓頭，可大大降低循環泵的揚程，減少系統能耗，並使得系統運行在較低的壓力水平，更加安全可靠。

（2）實行供熱系統多熱源聯網運行。多熱源聯網運行可以優化生產和運行方式，增加熱網運行的靈活性、互補性，提高系統的經濟性和可靠性。隨著供熱規模的擴大，熱源數量的增加，應創造條件實現供熱機組、供熱鍋爐、對外購熱躉售熱網等相互之間的互聯，由熱電機組承擔基本供熱負荷，供熱鍋爐房承擔尖峰負荷，以降低供熱系統綜合能耗。

（3）採用水力平衡閥及室內溫控閥。水力平衡閥可以有效地保證管網水力及熱力平衡，消除個別建築物室溫過低、過高問題，達到節能目的。JGJ 173-2009《供熱計量技術規程》將安裝水力平衡閥及室內溫控閥納入了強制性條文。

（4）採用合同能源管理對熱網監控系統進行改造。通過加裝溫度、壓力測點，換裝調節性能好的閥門，對換熱水泵實施變頻改造等方式，實時對熱網水動力工況進行分析，對熱網流量和溫度進行調節，改變以往對熱網只調質不調量的調網方式，有效保證管網的水力均衡，減少熱網中水泵的耗電量，減少或消除由於熱網水力不均導致的部分末端熱用戶不熱問題。

應用案例：海拉爾地區熱網系統進行監控系統改造，與西安西熱節能技術有限公司簽訂合同，由西安西熱公司進行熱網監控系統改造投入，最終實現利益共享。

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熱網系統其它節能措施

適應範圍：新建熱網、熱網改造、熱網檢修維護

相關技術措施：

（1）採用預製保溫管和管道直埋敷設技術,有效減少管網的散熱損失。在進行熱網檢修和改造時，熱網水管道的保溫應採用高質量、符合要求的隔熱材料，最大限度降低管網散熱損失。在進行管網施工時，管網的直埋深度要在永凍層以下，嚴格保證管道保溫層、防水層的施工質量。

（2）控制熱網水質和熱網加熱器維護。加強水質管理，減少熱網加熱器、管道結垢，提高換熱效率。加熱器管束清洗結束後，進行熱風乾燥保養。

（3）治理熱網系統泄漏。熱網系統的跑冒滴漏不僅影響經濟性，同時也對熱網的安全性產生重大影響。對經濟性的影響主要是水的消耗和因為補水增加的熱耗；對安全性的影響是如果失水量超過補水能力將導致熱網癱瘓，因此對熱網失水的查找和治理無論從經濟性還是從安全形度看都是極為重要的。

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