河北赵县城市供热系统节能改造项目入选能源资源节约示范案例

12月1日，国管局发布2021-2022年度公共机构能源资源节约示范案例，河北省石家庄市赵县城市管理综合行政执法局的绿色化改造之供热系统节能改造项目成功入选。

对原有县热电厂燃煤蒸汽供热系统进行全面改造，建成空气能热泵清洁供热系统。

案例详情

一、基本情况

对县城原有的供暖方式进行改造，由原来的燃煤供暖改为空气源热泵供暖。供暖区域覆盖县城区各党政机关、事业单位等公共机构及国企单位、居民小区等，供暖面积现有约392万平方米，近几年将发展为约430万平方米。

在供热方式上，通过多方面、多方案对比，认为空气源热泵有较多的优点，一是环保，没有烟尘污染。二是改造投资较低，供暖站点的分布式设置占地面积小,管道铺设距离较短。三是节能，供暖站点与取暖用户之间距离较近，热损低，循环流畅，热效率较高，从而降低了运营成本。因此，将空气源热泵供暖作为供暖改造的最佳选择方案。

（一）空气能供暖站机组运行原理图

（二）空气能供暖站补水定压系统

1.补水率及补水量

锅炉给水和供热管网的补水水质应执行国标《工业锅炉水质》(GB1576-2008)的规定要求，对照本工程用水的水质资料，系统补水必须进行软化除氧。

《城镇供热管网设计规范》(CJ34-2010)规定:闭式热水热力网的补水率，取总循环水量的1％考虑系统排污等因素，本工程正常补水率取系统循环水量1％，事故补水率取2％。补水量根据各个分布式空气源站实际情况进行设计。

2.定压方式

目前，定压方式有电接点补水泵定压、稳压罐+补水泵定压、补水泵变频连续定压等多种方式。补水泵变频连续定压对热力系统而言，系统压力波动最小，故本工程采用补水泵变频连续定压方式。

二、推进措施

本工程建设任务是为赵县城区近年供暖建筑面积扩展至430万平方米提供可靠的采暖热负荷。采用合理有效的节能措施，不仅能产生良好的社会效益，而且能为企业创造一定的经济效益。2019年以前，赵县城区供热主要以热电联产余热乏汽为主，采暖季电厂采取“以热定电”模式运行，热电联产燃煤利用效率一般仅为30-45％。同时，东电厂发电无法上网使用，电厂主要作业形式从发电变为冬季供热蒸汽生产。相较空气源热泵设备，不仅大大浪费了宝贵的能源，而且严重地污染了环境，对人民身体健康产生严重的危害。建设空气源热泵的分布式供热系统可以大大提高能源的利用率，节省能源。

根据国家能源政策，为了保护环境，减少冬季城市烟尘污染，提高城市居民健康水平，减轻劳动强度，将空气源热泵的清洁分布式供暖作为赵县城区供暖的根本途径和方式。对原有县热电厂燃煤蒸汽供暖系统进行全面改造，建成空气源热泵清洁供暖系统。拆并改造所有东区、西区各原有的二级换热站为分布式空气源站。改造原有的二级换热站，将换热站从原有的二次热网换为一次热网，去掉了原有的板式交换器，改造成分布式空气源站直接供暖，使原有的103座二级换热站合并减少为46座分布式空气源站，同时对所有空气源站进行自动化改造，实现了无人值守。

三、成果效益

新的空气源热泵供暖与旧式燃煤供暖相比，彻底改变了冬季燃煤供暖对大气的污染，具有不可估量的社会效益，而且，经济效益也十分明显，据测算，实现了无人值守节省的人工费和每个采暖季节能折合人民币约1000万元。

四、经验总结

（一）原有供暖方式的弊端

1.燃煤供暖，对大气造成严重污染，危害人们的身体健康。

2.原赵县城区采用热电联产余热乏汽供暖，热电联产燃煤利用率较低，造成能源的极大浪费。

3.供热设备和长距离输送供热的管道散热损失是能量损失的重要组成部分。赵县原有一次管网因建设年代久远，设备落后，管道铺设距离很长且采用直埋铺设，多处已经出现保温层破损、管道腐蚀等问题，造成一次管网温度散失严重，管道漏水时有发生。例如东首站水温73℃，到县医院站则降至63℃，该段管网长度不到1公里，降温却超过10℃，远超供热管道规范降温允许范围。

4.因生产管理等原因造成的设备和管道的跑、冒、滴、漏也是主要能耗之一。

（二）空气能热泵供暖的优点

从《中华人民共和国节约能源法》颁布实施和国家大力提倡节约能源资源，实现能源资源消费总量和强度“双控”的目标以来，越来越多的节能产品应运而生，空气源热泵就是效率极高的节能设备。

本着节约能源，提高能源利用率，合理利用能源的原则，本工程采取了多项节能的措施，使有限的热能得到了充分、合理的利用。

1.本工程建成后降低了原蒸汽热源站能耗占比，其热效率约为90％，是原来热效率的2.6倍。

2.近年来，采用预制保温管直埋敷设技术输送热水在我国有了很大的发展，大部分在建供热工程的供热管网采用了该技术。该技术由于其结构特点和采用直埋敷设，因而散热损失很小，每公里的温度降约0.35℃，另外该技术还具有工程隐蔽、施工简单的特点。通过对供热管网改造，将原有的换热站一二级换热供热方式改造为空气源热泵直供方式，可以大幅减少供热管网能耗。

3.对供热站供热设备和供热管道采取有效的隔热保温措施，减少了热量损失，提高了热效率。

4.空气源热泵选用国家标准认证的节能环保产品，并选择安装在通风条件良好的地理位置，使其能高效地产生热能。

5.实现了变电所、配电室的位置深入负荷中心。

6.实现了热源位置布置在热负荷中心区。

7.采用高效低能耗产品，例如变压器、限流电抗器、照明LED灯的选用。

8.对锅炉循环水泵、补水泵、鼓引风机进行变频调速也是一项主要的节能降耗措施。

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