城镇供热系统设备更新改造与维护保养措施

第二届供热管网体系建设及管道

技术创新与发展研讨会城镇供热系统设备更新改造与维护

保养措施一.我国建筑节能绿色低碳发展现状二.建筑领域推进供热绿色低碳转型三.供能系统普遍存在的问题分析四.集中供热管网输配系统运行调节五,智慧供热系统能效提升控制策略主要

内

容一、我国建筑节能绿色低碳发展现状•1

城市更新、既有建筑节能改造、设备更新、供能系统运

维管控、维护保养、能效提升等。•

2

建筑节能降碳标准先行；智慧供热技术全面推广应用。•

3

建筑节能绿色低碳转型：电气化、数字化、智能化、清

洁化、零碳化，供热系统实现精细化、精准化管理。•

4

大力发展清洁能源（风/光/水/地/氢/核/生物质等）势

在必行。2024-7-13

3瓣供热工程\零能耗\零碳建筑相关标准n1《供热系统节能改造技术规范》GB/T50893-2013。n2《城镇供热系统运行维护技术规程》CJJ88-2014。n3《供热计量系统运行技术规程》CJJ/T223-2014。n4《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28-2014。

n5《城镇供热管网设计标准》行业标准CJJ_T34-2022。

n6《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019。n7《零碳建筑技术标准》GB/已通过专家审查报批。2024-7-13

4二、建筑领域推进绿色低碳转型1.建筑能耗与碳排放中国建筑节能协会发布《2023中国建筑能耗与碳排放研究报告》·>2021

年全国房屋建筑全过程碳排放总量为40.7亿tco2,占全国能源相关碳排放的比重为

38.2%o其中:>建材生产阶段碳排放17.0亿tco2,占全国能源相关碳排放的比重为16.0%;

>建筑施工阶段碳排放0.7亿tco2,占全国能源相关碳排放比重的0.6%;>23.0亿tco2,占全国能源相关碳排放总量的比重为21.6%

2

建设生态零碳城市任重道远

随着国家政策支持力度不断加大、绿色发展、新型城镇化建设

稳步推进、相关技术标准体系逐步建立完善。

建筑行业减碳潜力巨大,转变建筑领域发展模式、推广绿色建

材,

建造绿色医院、绿色校园,

建设生态零碳城市,有效实行

节能减排,

应对气候变化,

可谓任重道远。

认真贯彻落实国家关于能源战略发展理念,

顺应国家实施建筑

节能、注重环境保护的政策导向。演讲主题3

城市更新改造以旧换新：

“冬病夏治”

国务院办公厅关于转发国家发展改革委、住房城乡建设部《加快推动建筑

领域节能降碳工作方案》的通知;国办函(2024)

20号:重点工作十二条。

国务院关于印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》的通

知,国发(202244)

7号:实施设备更新行动二十条。>

城市更新设备更新改造以旧换新,维护保养至关重要。>

建筑节能绿色低碳发展不仅有利于提高绿色建筑建设和管理水平,

而且对

提高建筑节能标准、提升建筑能效、推动可再生能源应用、降低建筑运行

能耗等方面可持续发展都具有重要的引领作用。三、

供热系统普遍存在的问题分析n

1）建筑能耗占国家总能耗近50%，可再生能源占建筑能耗

约15%，供热年能耗约2亿吨标煤。n2）过度供热能源浪费：近热远冷，热力失调。n3）管网水力失调严重：存在大流量小温差现象。n4）设备匹配超大：设计负荷大，浪费严重。n5）

系统运行调控依据有误：把温度当热量（质调节）：n

（

热负荷Q

=

cG(tg-th)

MW）n6)

从业人员专业化程度极低，不到5%。2024-7-13

9a.关于供热系统质调节的来源•

关于供热质调节计算公式最早于1954年由高等教育出版社出版的《

热力网》中，是根据1948年出版的索科洛夫《热力网》（第一版）

孙可宗翻译而来。现状这本书更名为《热化与热力网》（第五版）

1988年，安英华等翻译，由机械工业出版社出版。•因为当年我国供热行业还没有热量表计量热负荷，所以只好用热网

供回水温度间接的方式替代供热量，以致供热行业一致沿用至今。2024-7-13

10b.相关出版书籍•[1]

贺平,孙刚,吴华新等.

《供热工程》

[M].

北京：中国建筑工业出版

社，2021。•[2]

李德英等.

《供热工程》

[M].

北京：中国建筑工业出版社，2018。•[3]

[苏]E.R.索科洛芙著.孙可宗译.《热力网》

[M].（第一版）.北京：

中国高等教育出版社，1954年。•[4]

[苏]E.R.索科洛芙著.安英华等译.《热化与热力网》

[M]（第五版）.

北京：中国机械工业出版社，1988年。2024-7-13

11c.供热行业采用质调节的原因•

传统的供热调节方法，即质调节、分阶段改变流量的质调节、质量—流量调节以及间歇调节，是以系统的供回水温度和循环水量为调

节依据，根据供暖热负荷调节公式，按照室外气象条件来控制系统

的供回水温度或流量，以满足建筑物室内温度的要求。这是一种间

接调控手段，系统在实际运行过程中难以操作，也不易达到按需供

热的理想状态。2024-7-13

12d.质调节理论计算方法的适用性•

从我国供热现状来看，完全采用“热量调节、按热收费

”，实行智

慧供热、量化管理模式还存在一定困难。因为供热行业始终存在供

热调节控制盲区，如传统的“质调节

”供热方法：把供水温度当热

量。现在就我国传统供热调节方法进行深入探讨，分析供暖系统习

惯性采用质调节供热方式的原由，剖析供热质调节的理论根据和适

用条件，说明传统供热调节方法在实际运行过程中的不可操作性。2024-7-13

13•

供暖系统供热调节基本公式表达的供暖热负荷与管网供回水温度、

室外温度之间的变化关系如下：•

Q

=

f（tg、th、tw

）

（W）•tg=

f（tw

）

th=

f（tw

）：供回水温度与室外温度为单值函数

(1)

供暖系统供热质调节基本公式

•

相对供暖热负荷•

即2024-7-13

14(2)

供热质调节计算公式τg

=tg

=

tn

+

.tg

th

tn

Q

.

(tg

th

)Q

•

对无混合装置的直接连接的热水供暖系统，忽略室外风速、风向和太阳辐

射热的影响，可求出质调节的供回水温度的理论计算公式，即•

（注：

《供热工程》十一五、十二五、十三五全国规划教材）’

’

1/(1+b

)

’

’

0

5(

+

一

2

)

+0

5一2024-7-13

15图

1

热水供暖系统质调节水温曲线1—130/95/70℃的系统，供水温度曲线；

2—95/70℃的系统，供水温度曲线；3—130/95/70℃和95/70℃的系统,

回水温度曲线。图

2

分阶段变流量质调节水温曲线1—130/95/70℃的系统，供水温度曲线；2—95/70℃的系统，供水温度曲线；3—130/95/70℃和95/70℃的系统，回水温度曲线。(3)热水

供暖

系统

质调

节曲

线2024-7-13(4)

质调节方法应用分析•应用上述质调节方法的前提条件是：1.

供暖系统各用户的采暖设计热负荷应与实际选用的散热器面积完全一致；2.

供暖系统应在热力稳定状态下连续运行；3.

系统循环水量必须按照一定比例控制。2024-7-13

172022年6月14

日

，

人社

部、

国家市场监管总局、

国家统计局联合公示了

18项新职业

“建筑节

能减排咨询师

”是其中

唯一一个城乡建设领域

的双碳新职业。

（5）双碳新职业:建筑节能减排咨询师建筑节能减排咨询师简介——职业定义社会发展中已经存在一定规模的从业人员

，具有相对独立成熟的

职业技能

，《中华人民共和国职业分类大典》中未收录的职业。级别划分五级/初级工—四级/中级工—三级/

高级工—二级/技师—一级/高级技师建筑节能减排咨询师（4-09-07-06）定义：应用节能减排技术

，从事建筑及其环境、附属设备测评、调适、改造、运维等工作的咨询服务人员。知识结构/模块建筑和设备

系统调适建筑节能

减排改造建筑运行

和维护建筑能耗

排放测评所谓“新职业”指的是四、集中供热管网输配系统运行调节•流量调节依据（水力工况）：

系统流量合理分配，

循环水泵匹配合理，加装变频调速控制装置，随

热负荷的变化调节流量。•热量调节依据（热力平衡）：将供热负荷调节方

式由传统的质调节改变为随气候变化和用户需求

的热量调节法，实行总量控制、数字化管理。2024-7-13191

输配系统改造措施a)

平衡调节(安装静态或动态调节阀)，解决水力失调，

使系统流量合理分配。b)

选择更换合适的循环水泵与管网系统匹配(1kW/万平

米)。c)

变流量运行（总量变频控制技术）。d)

对一次管网进行分布式变频系统改造（多泵系统）。e)

效果：使输送能耗降到0.5-1kWh/m2

.a。2024-7-13

20瓣2

管网水力平衡调节技术•1

等温降调节技术（热力调节法）。•2

电动调节阀，数据在线上传（遥测遥控）。

•3

自力式调节阀（动态调节阀）。•4

分布变频调节技术（多级泵系统）。•5

智能水力平衡调节技术（大数据分析）。2024-7-13

21瓣

3

管网平衡调节•二次管网调节措施(热力调节法)•各用户入口安装调节阀，温度计和压力表等。•采用等温降调节法：在热力稳定状态下各用户温差和

总供回水温差的偏差<2℃。•调节顺序有近到远，先大后小（用户）。反复多次，

直到满足上述条件。•特别注意自立式调节阀的使用条件。2024-7-13

22图1

热用户引入口示意图1关断阀

2热量表

3温度传感器

4调节阀5过滤器

6压力表

7温度计

8泄水阀

4

用户入口水力工况调节必备的条件2024-7-13

23瓣

5

循环水泵轴功率与效率测算•

水泵的流量、扬程、轴功率和效率满足：•

P

=

αHG

/(

η泵

)

(

P∝G

3)•

P

=2.73HG/η,其中H为扬程,m；G为流量,

m3/h；

η为泵的效率；

P为轴功率,

kW。•

泵的轴功率P

=

ρgGH/1000η（kW)•

效率为：（

g=9.81，

ρ为密度）

2024-7-1324

水泵扬程测压差条件：等高、等速、等流态。

否则必须根据伯努利能量公式重新计算:瓣

6

循环水泵效率测试测试流量G、扬程H和轴功率（利用电功率）P.2024-7-1325

7

循环水泵匹配及效率分析2024-7-13

26

8

水泵变流量运行功耗分析

•如频率由50变为35赫兹，水泵的流量变为70%，•则•扬程为49%；

(H∝G

2)•电功率为34.8%。

(P∝G

3)2024-7-13

27瓣

9、分布式变频系统调控措施•分布式变频系统就是在热源设置一次主循环泵克服热源阻

力；在各个换热站内设置二次泵，克服换热站内一次侧阻

力和本站与热源之间阻力之和。•所有循环水泵加装变频调速控制装置，使热源随热负荷变

化，利用自动化控制技术将调节方式由“质调节

”变为动

态变流量调节，最大限度的减少输送能耗。•二次泵的作用：在供水管加压，在回水管降压（支路）2024-7-13

281

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

2

0

环

泵循

水1

3

0

t

/

h2

3

0

t

/

h3

3

0

t

/

h4 3

0

t

/

h5

3

0

t

/

h6

3

0

t

/

h7

3

0

t

/

h8 3

0

t

/

h9 3

0

t

/

h

10

供热系统水压图及压力工况分析系统定压线m

H

2

O1

0

09

08

07

06

05

04

03

02

01

002

1

2

2

2

3

2

4

2

5

2

6

2

7

2

8

2

9

3

0 用户的资用压头1

0

3

0

t

/

h3

0

t

/

h8

0

mH

2

O0

1）

分布变流量输配系统（变零压差点）12

3

4

5

6

7

89

102024-7-13

30热源△△△1

2

3

4

5

6

7