關于城市集中供熱系統優化的研究

摘要:隨著社會的進步及居民生活質量的提高，城市集中供熱因具有易控制、能源利用率高、供熱范圍廣和環境影響較低等優勢而得到了迅速發展。因此，在現實生活中，城市集中供熱系統的優化就具有重要意義。本文主要分析了城市集中供熱系統的組成，并提出了城市集中供熱系統存在的主要問題，在此基礎上提供了一些可行性的城市集中供熱系統優化策略。

關鍵詞:集中供熱；系統；優化

中圖分類號：C94文獻標識碼： A

一、城市集中供熱系統的組成

城市集中供熱系統是將大量的熱用戶通過熱力網連接起來，并由統一的熱源提供所需熱量的一種供熱系統。該系統一般由熱源、熱網和熱用戶三個部分組成。其中，熱網作為供熱系統的一個重要組成部分，它承擔著將熱源的熱量及時地輸送、分配給各個熱用戶的任務，是連接二者的橋梁。

二、城市集中供熱系統存在的主要問題

1、管道方面存在的問題

管道老化、材質低劣、施工技術落后等問題都造成了管道事故的發生。有一部分城市供熱企業長期虧損，缺乏更新改造資金，供熱管網老化現象的出現就是在所難免。以東北一些集中供熱發展較早的老工業區為例，齊齊哈爾、長春、哈爾濱等城市的老工業區，部分管網已運行了三四十年以上，問題尤為突出。而受技術和工藝的限制，早期敷設的供熱管道多是采用管溝和架空敷設，管材保溫質量差，加上供熱運行溫度較高，工作環境惡劣，年久失修，保溫層脫落和管溝進水情況普遍，常常發生泄漏和堵塞事故，管道熱損失也造成了能源的大量浪費。

有一些管道因建設時間較早，技術落后，運行時間長，又不及時進行維護，導致很多問題產生。有的企業為了降低造價，甚至使用低質產品，加之施工質量控制不嚴，供熱管道在建成后不長時間就頻繁發生事故，管道泄漏和堵塞是最長發生的。

閥門故障包括泄漏、銹蝕、關閉不嚴等。以前的熱網閥門主要采用法蘭連接的閘閥、截止閥、蝶閥，由于供熱管道存在較大的熱脹冷縮變形，經常會在法蘭連接處產生泄漏。閘閥、截止閥還由于其固有的缺陷，常出現因腐蝕閥桿斷裂、無法關閉(打開)等問題。

補償器的作用是補償管道變形，減小熱應力，其出現的問題后隨采用的補償器種類不同而有所區別。早期采用的套筒補償器出現的主要問題是密封不嚴產生泄漏，現在大量使用的波紋管補償器主要是由于應力腐蝕而產生泄漏和爆裂，一旦發生事故就會造成較大的破壞。

2、缺乏調節裝置和有效手段

過去建設的大部分熱力站、熱網都沒有安裝調節閥和水力平衡調節裝置，導致水力工況失調，熱損失較大。還有很多系統調節不善，采取大流量小溫差的運行方式，導致耗電量居高不下。

3、非正常的工況變化

某些供熱系統由于補水量較大，超出了設計補水能力。為了降低補水成本，直接采用自來水、江河水、地下水，導致水質不達標，隨之就出現了管道結垢、氧化腐蝕等一系列問題。

三、城市集中供熱系統優化策略

城市集中供熱系統作為一項基礎設施建設，在發展過程中需要熱力企業改進一些技術，并由廣大監管部門以及政府進行有效監管，使其更能適應社會的發展，資源也得到充分利用。

3.1、熱力企業在原有基礎上的節能優化

第一，從根本上改善鍋爐燃燒狀況，節約燃料。目前，我國很多大型集中供熱電廠的建設是為了響應建國以后的政策，所以很多的集中供熱系統已經老化，鍋爐耗煤量較高。針對這一問題，就要加強鍋爐系統嚴密性，采取分層燃燒技術。鍋爐系統采取措施來改善鍋爐以及煙風道的嚴密性，降低過?？諝庀禂?。與此同時，針對目前煤炭燃燒不完全的情況,采用分層燃燒技術,提高煤層的透氣性,強化燃燒、提高鍋爐熱效率和減少環境污染。

第二，做好全程供熱系統中的監測以及技術管理。集中供熱系統作為一個體系化、全局化系統，其中的任何一個環節出現損壞問題都將影響到用戶的利益，同時也會給供熱企業的效益帶來不利的影響。因此，供熱企業要加強技術革新，管理好熱量、溫度、壓力等參數，及時解決系統中所出現的問題。

第三，改造輸配系統，分層次做好平衡。供熱系統的核心部分就是供熱輸配系統，它還對輸出熱源的利用率起著決定性作用。在集中供熱中，一些供熱系統只注重鍋爐燃燒效率，卻忽視了熱能在傳輸的過程中的損耗，造成了資源的極大浪費。為了解決好這個問題，供熱企業應采用科學的技術和手段，解決好輸配范圍和輸配距離以及結構的問題，設置適當的入口調節裝置，保障水力的平衡。另外，在輸配的過程中，輸送距離的遠近與消耗電能是息息相關的，要大幅降低能耗損耗就應用分級加壓和分布式變頻輸配系統。

第四，城市供熱企業要采用潔凈煤燃燒技術，起到帶頭引導的作用。社會要實現可持續發展，城市集中供熱的企業必須要保護好環境。目前，潔凈煤燃燒技術作為一項比較成熟的技術，在我國正大力發展，它的出現為我國清潔的熱電聯產提供了可靠保障，從根本上推動了清潔生產，促進企業長久的發展。

3.2、政府方面的政策支持

第一，政府對新建企業提供了政策扶持，從而保證了城市供熱系統建設的平衡。我國地域遼闊，各地氣候、溫度的差異較大，新疆、西藏、青海等地區海拔較高，冬季氣候嚴寒，而南方地區僅需要日常工業用水用熱。所以，從各地的不同情況看，在調度城市集中供熱系統時，相關部門有必要做一個總體規劃，盡量滿足全國各個城市的用熱需求，而不只是少數的大型城市。我國還有一些供熱企業是壟斷企業，城市最主要的供熱線路被它們占據了，在其他企業申請建立新的集中供熱系統時，政府必須要給予政策扶持。

第二，對違規供熱企業要進行嚴懲。在社會發展過程中，總會有一部分企業為了追逐經濟利益，甚至以犧牲環境為代價，許多供熱企業也在其中。為了整頓這種局面，政府部門就要制定出相關法規，懲治違規供熱企業，用保護環境的技術對它們進行嚴格監管，以確保環境不被污染。

第三，推行階梯熱價政策。我國的環境狀況日益惡化，各地政府應積極引導供熱企業采用清潔能源作為集中供熱燃料，由于采用清潔能源成本相對較高，可以對該地區仍在使用煤等對環境污染較大的供熱企業，收取環境污染治理費用，用以補貼采用清潔能源供熱的供熱企業。

四、結束語

綜上所述，從改革開放以來，我國城市集中供熱以其特有的優勢和國情適應性，已經呈現出加速發展的趨勢，這對改善居民生活質量，促進城市發展有著重要的意義。但是，城市集中供熱系統還存在著很多問題，包括管道、調節裝置等，情況也比較復雜。因此，城市集中供熱系統隨著供熱體制改革的推進，也開始了大規模的改造和升級，不僅改善了供熱運行情況，同時也使管網改造的技術層次得到了提高，這對推動供熱行業的發展有重要意義?？傊?，城市集中供熱系統發揮的作用是不可替代的，對現有城市集中供熱系統進行優化，已經為我國經濟社會可持續發展，提高城市品位作出了不可估量的貢獻。

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作者簡介：余建國（1981），男，本科，河南省鄭州市，動力工程師，現就職于河南省城鄉規劃設計研究總院有限公司，主要從事市政動力（集中供熱管網、鍋爐房等）設計工作。