每个城市或城市中不同的地区都可以选择不同的采暖(制冷)能源和供应方式,但也为发展以燃煤为燃料的热电联产集中锅炉房供热提出了课题。一是如何降低热源、热网和热力站的建设费用,使终端用户获得单位热量所需的建设费用最小;二是如何改善供热系统,提高经济性。
一、关于水力工况的问题
集中供热系统,特别是大的集中供热系统,要实现稳定运行和均衡供热的基本条件是保证管网的水力工况平衡。目前,我们一些系统中存在的工作压力不能满足正常工作需要,热力站不能获得需要的压差,用户普遍不热;或者前端用户压差高,流量超过设计值,而末端压差不足流量低于设计值。造成近端用户过热,远端用户不热的主要原因是因为系统存在水力工况不平衡的问题。造成系统水力工况不平衡的原因主要有:受电厂设备的限制,供给的压力不足,或者因为系统的循环水量超过原设计值,使循环水泵的供给压力下降;管网设计不合理,或者管网堵塞造成系统的压力损失过大,超出了电厂设备所能提供的压力;热网失水严重,超过了补水装置的补水能力,系统因为不能及时补水而不能维持需要的压力;系统(管网和热力站)缺少合理分配水量的手段,为解决末端用户不热的问题而加大循环水量,因而增加了管网的压力损失造成系统压力不足。
目前,我们一些城市的集中供热系统失水很严重,补水量超过规定的几倍、甚至十几倍,能源浪费很严重,也给正常供热带来很大困难。为了解决造成上述系统水力工况失调的原因,需要进行详细的水力分析,并根据需要增加电厂的设备和系统的补水能力,更换管径小的管道或消除管内堵塞的泥沙脏物,减少管道压力损失,并增加系统的分配水量的手段等。很多城市的经验表明,采取了以上措施之后,是可以有效地建立稳定的水力工况的。
二、关于热力站技术
热力站是联结一次网和二次网的重要设施(枢纽),内部设备分两大部分,即采暖系统和民用生活热水系统,目前热力站大部分没有民用热水设施。今后,随着人民生活水平的提高,在热力站应增加生活热水系统,以提高集中供热的效益。
当集中供热系统一次管网的压力和温度比较高的时候,热力站内的采暖系统应采用间接联结系统,使一次系统和二次系统的水力工况分开,彼此不受影响。根据一些城市的经验采暖系统采用间接连接,因为一次系统的失水量小,可以保证一次系统有良好的水力工况,也便于查找二次系统失水的地点,必要时也便于把失水量大的二次系统切开。为了减轻热源厂的补水压力,采用间接连接后还可在热力站安装补水设施以补充二次系统的失水,维持系统的水力工况。
在热力站上安装流量调节器对于稳定水力工况,解决供热用户近热远冷的问题,提高供热质量和节约能源的作用是很显著的。
城市在供暖开始时,当年需要供热的建筑是陆续投入的,投入一批建筑就要对系统上每一个热力站进行一次调节,一般需要用上十天半个月的时间。同样当系统发生事故时,也需要一段时间来恢复水力工况。在热力站上安装流量限制器的另一个好处就是可以大大缩短采暖初期系统建立水力工况和事故后恢复正常水力工况的时间。根据北京市热力公司的实际经验,有3天左右的时间就够了。
为了进一步提高供热质量,节约能源,一些城市还在热力站建立了本地监控系统。根据室外温度的变化,按照制定的温度曲线根据采暖二次供水温度、回水温度或供回水温差,自动控制一次供水的流量和供热量。随着管理水平的提高和节约能源的需要,热力站的自动控制也应得到推广。
三、关于用户系统
改善供热二次管网和用户内部系统是解决小区内建筑物之间和建筑物内部房间之间冷热不均,能源浪费严重的重要措施,并可为实施按用户计量收费提供依据。
1996年,天津市热力公司在河西区滨水里和寿园里进行了按户计量收费试验,试验楼入口处安装热量表和自立式压差调节器,每组散热器上安装温控阀和热量分配器,结果是:双管试验系统的节能率为25.2%,单管试验系统的节能率为15.6%。双管系统的节能效果,和控制能力均优于单管试验系统。
建设部已将集中采暖的民用建筑实行按热量收费列入全国建筑节能“九五”计划和2010年规划的发展目标,在计划和规划中要求1998年通过试点取得成效开始推广,2000年在重点城市新建小区推行,2010年全面推广。根据试点城市和试点单位的经验,实行按户计量收费需要,笔者认为应得到政府的支持,由政府制定有关政策、法规和办法,并广泛宣传、组织实施。同时,改进用户系统,使其适应分室控制温度和按户计量收费的要求;研究和开发热计量和节能技术所需的仪表和设备。