研究背景
- 集中供热面积增长迅速，2023年北方城市采暖面积达115.5亿m²。
- 集中供热管线长度不断增加，建筑运行过程碳排放约22亿吨CO₂，建筑能耗总量大幅增长，2023年北方城镇供暖能耗为2.22亿tce，占全国建筑总能耗的19%。
- 降低北方城镇集中供暖能耗对实现建筑领域节能降碳至关重要。
研究概况
- 研究对象：内蒙古自治区某地区供热系统，供热面积3663万m²，一次管网193公里，换热站220座。
- 能耗情况：耗热量0.41GJ/(m²a)，耗电量0.99kWh/(m²a)，耗水量1.56kg/(m²月)。
- 各庭院管网的各项指标差异不同，与庭院管网实际的运行状况有关。
测试方案
- 测试仪器：循环流量计、压力传感器、补水压力表等。
- 测点位置：换热站、管道关键节点、用户侧。
庭院管网耗电量高的主要问题及节能改造措施
4.1 成“大流量、小温差”运行模式
- 设计流量计算：51.43m³/(h万m²)。
- 测试换热站循环流量平均值为67.5m³/(h万m²)，符合当地供热设计流量的换热站仅占17.39%。
- 二网供回水设计温差为10℃，实际供回水温差在3-5℃占比最大（37%），大于7℃的仅占4%。
4.2 庭院管网存在不合理阻力
4.2.1 换热器阻力
- 案例：天力公馆低区，水泵参数为额定流量550m³/h，额定扬程32mH₂O，额定功率75kW。
- 改造效果：水泵功率降至48kW，节能幅度52%；板换阻力从14.77mH₂O降至3.08mH₂O。
4.2.2 除污器阻力
- 案例：天力公馆低区，水泵参数为额定流量160m³/h，额定扬程32mH₂O，额定功率22kW。
- 改造效果：水泵功率降至4.7kW，节能幅度55%；除污器阻力从14.09mH₂O降至0.83mH₂O。
4.2.3 站内管道和阀门阻力
- 案例：鸡鸭厂站，站内阻力高达14.04mH₂O。
- 发现问题：水泵出口存在DN300到DN250到DN200的不合理变径。
- 改造措施：将DN250和DN200的管段改为DN300。
- 理论效果：总阻力从6.33mH₂O降低至2.03mH₂O。
4.2.4 用户阻力
- 案例：铁东南站，站外阻力高达21.43mH₂O。
- 发现问题：B11#楼栋入口压差高达17.35mH₂O。
- 改造效果：查漏维修后补水量减少70%。
过量供热是庭院管网耗热量高的痛点
庭院管网失水的监测方法和节能措施
6.1 根据补水频率判断失水原因
- 现有失水原因判断方法：通过补水水表和供回水压差判断。
- 测试概况：10个换热站补水情况，补水压力表长时间监测。
- 失水原因：用户放水和管道漏水并存。
6.2 降低庭院管网耗水量措施
- 案例：某系统失水原因为管道漏水。
- 改造效果：每年每平方供热面积的补水量由78.93kg减少到23.9kg，节水幅度70%。
结论
- 82.6%的换热站循环流量超标，平均供回水温度4.48℃，显著增加电耗，平均效率仅为54%，优化后节电率达33%。
- 用户放水与管道漏水并存，查漏维修后补水量减少70%。
- 部分换热器压降高达14.77mH₂O，清洗降阻后电耗降低52%。
- 在确保运行流量合理的前提下，需对庭院管网进行阻力诊断与优化并同步评估水泵选型的合理性，以实现系统整体效能提升。
- 维持优良水质是防止换热器、除污器等关键阻力部件堵塞、保障系统长期稳定运行的核心要素。
- 随着智慧供热技术的价值，尤其是室温采集数据，推动供热运行管理向数据驱动模式转型。
- 供热初期实施科学的水力平衡初调节，是保障供暖质量与提升供热效率的基石。
- 持续的水压监测与是供热系统安全，可靠运行的基础保障。
