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                              热网管道的管损与节能减排

                              时间:2014-10-09 09:57来源:未知阅读:

                                  热电联产政策的实施,为国家节能与环保工作都取得了明显的成绩,但就针对目前热电企业的耗能现状与煤炭等原材料价格不断上涨的情况,仍然存在着巨大的节能空间和效益提升的空间。
                                 随着2008年4月1日起修订后的《中华人民共和国节约能源法》开始施行,结合国家“十一五”规划纲要提出的“十一五”期间国内生产总值能源消耗降低20%的目标,政府部门怎样从政府管理的角度出发,发挥政府管理职能,规范供用热双方计量贸易结算行为、进一步推进供用热双方节能减排工作的深入开展,积极配合省、市节能目标的落实,促进企业经济效益和社会效应的提升,应有针对性地提出、进行各种积极有效的建设性建议和方法,并加以贯彻和实施。目前国内基本上已实施了区域集中供热,在集中供热事业不断深入发展的过程中,供热损耗居高不下的同时,贸易结算纠纷时有发生。而蒸汽流量测量装置是贸易结算的唯一依据,其准确与否,具有举足轻重的作用,但由于科学技术水平的**,目前国际上通用的流量计在供热管网的生产经营中有很多问题难以克服,不仅成了供用热双方贸易结算中的一大难题,同时与当前节能减排的形势不相适应。
                               
                              一、热电联产企业供热管网管损现状与成因
                                 热电联产企业在生产蒸汽过程中,首先对普通水进行净化、除盐等一系列繁杂的化学工艺后将普通的水改变成软化水后送入锅炉进行加热汽化,达到一定的温度、压力后通过管网输送到各个热用户。由于蒸汽在长距离输送过程中,由于管路的长度、管网的保温性能等各方的因素影响,蒸汽在管网中可能发生由过热蒸汽到饱和蒸汽再到汽水混合物的变化,从而密度也在不断地增大,由此导致对蒸汽供热计量的管理相比于其他密度恒定的流体的计量而言具有一定的特殊性与复杂性。
                               
                                 工业供热绝大多数都是按吨位与热用户进行结算,而供热单位可以用质量损失和热量损耗两种指标来考核热网运行的经济性。理论上由电厂供出去的蒸汽,根据质量守恒定律,只要沿途管道没有跑、冒、滴、漏现象,损失应该是零,也就是供出去的蒸汽100%的全部能够计量并与用热单位进行结算。而由于管道的设计安装、运行状况及管道长度、管道保温等因素,热量是有损耗的,具体表现在各用户端蒸汽压力、温度参数的变化。蒸汽在管道内流通、使用过程中,管网系统中只要没有跑、冒、滴、漏的情况,根据质量守恒定律,质量应该是没有发生任何变化,但目前供、用热双方都是采取以质量(吨位)为基础的结算方式,在实际运行中热电企业按质量流量统计后误差较大,损耗偏高,平均值在13%左右,即使在设计安装准确、一次、二次仪表选型都精确的情况下,平均损耗仍在10%左右。这是由于国际现行测量技术水平的**,流量测量仪表下限都存在着测量死区,同时在蒸汽流量很小时流量表要克服干扰、变送器或传感器的零漂影响或为保证流量计系统正常运行而设置了小信号切除功能,低于特定流量值时仪表按零值处理,高于此值时仪表正常运行,JJG 1003-2005《流量积算仪规程》规定:配套传感器为标准节流装置的,切除点应不大于设计工况下最大流量的8%;配套传感器为其它类型的,传感器切除点应不大于设计工况下最大流量的5%,从而在流量计现有技术水平上就导致了供热企业合法利益的损失。
                               
                                 为了保证供热管网的经济运行,确保国家“热电联产、集中供热”的政策顺利实施,国内目前常规的供热计量系统基本上都依据如江苏省计划经济委员会、江苏省建设委员会、江苏省电力工业局联合下发的苏计经贸(1991)第393号文、苏电农字(1991)第16号文《江苏省地方供热管网管理暂行规定》、上海市经济委员会、上海市技术监督局联合下发的沪经节(1999)325号文《上海市集中供热系统计量管理办法》等地方政策,工业用热基本上可按三段完成计量:1、常规工作量程按实计量;2、超量程的部份按热价的5-10倍对超出部份进行计量;3、小流量就是在设计最大量程的8~30%(孔板式流量计)或在5~10%(涡街流量计)的流量则分别根据流量计的型式按30%或10%进行计量。
                               
                                 但是在实际热用户中绝大多数都是非连续性或稳定性用户,使用蒸汽频繁调节阀门而形成脉冲流量、在停用蒸汽时基本上又都会存在阀门该关不关、关不严、阀门内漏等供热企业无法进行有效监督与管理的情况,也就是绝大多数的流量计的很大部份的工作时间都处于0~8%(节流装置)或0~5%(涡街)的切除点以下工作区域(我们可将这种仪表所显示的瞬时流量为零而管道内实际仍有蒸汽流通的流量定义为微小流量),从而造成了流量计的漏计,经若干用户累加后最终导致了当前热网的质量流量的高损耗,给热电企业带来了直接的巨额经济损失的同时,与国家所要求的节能减排的严重相背离。
                              江苏省电力行业协会热电专委会在2007年5月份对省内部份热电联产企业供热管损状况进行了一次抽样调查,仅仅从34家热电厂抽样的结果来看,按2006年130元/吨的蒸汽价格来计算,34家企业全年不考虑水处理部份所承担的巨额费用,仅就蒸汽质量损耗所带来的直接损失就高达3.5亿元(见附表三),按煤炭单价550元/吨来计算,如将该部份的损耗成功计量,全年就能节约煤炭约70万吨。放眼全省200多家的公用热电厂,年供热量达20亿吨左右,对于降低管损的工作重要性和紧迫性不言而喻。
                               
                               
                              二、热电联产供热管网中蒸汽微小流量损失的分析
                                 计量部门经常会有这样的反映,小宗热用户略多点的供热单位都会发生类似这样的困惑:一个小型洗浴中心,第一天晚上只要没有将蒸汽阀门完全关闭,但到了第二天上午,这个用户的20吨水箱里的水已经从昨晚的常温升至80℃左右,而流量表的积数却没有发生任何变化,就这一个现象导致供热单位近2吨左右的蒸汽损失。
                                 在热网的实际运营中,由于热用户中绝大多数是非24小时连续用户,这些用户在停用蒸汽时阀门该关不关、或关不严、或阀门内漏等情况,这些用户的流量表计每天都有很大部份时间会处于0-8%(孔板式流量计)或0-5%(涡街流量计)的仪表信号切除点以下的工作状态,形成了仪表无法计量的微小流量,从而导致了供热企业质量流量的损失,而漏计的这部份实际上就是热电联产企业的纯利润,从宏观上讲来也是国家煤炭资源的浪费。
                               
                                  影响微小流量的大小,涉及到很多因素。它跟仪表的设计、管道的直径、传感器的灵敏度、小信号切除量的大小、流体介质的性质以及仪表下游的管网等诸多因素有关。这是一个复杂而难以计量,且损耗非常之大的难题。
                               
                              微小流量给热电企业造成了很大的经济损失和安全隐患,在实际热网运行过程中表现形式很多,一般有如下几点:
                              1、小用户或非连续性用户有意识专用关小阀门开度的方法用热,以达到无偿用热不付费。
                              2、用户阀门关不严或不关,跑、冒、滴、漏造成热损失浪费又拒不改进。
                              3、有采暖及热水的用户,其热水网的热量补充部分,因流量很小而不计量。
                              4、大用户因24小时不关停汽源隔离阀,在低负荷时,其支网因散热而要补充的热损失。
                              5、管径越大,流量越小时越不能形成差压或脉冲,其微小流量越大,损失也越大。
                              6、由于微小流量导致管网系统内部仍然存在较高的压力、温度,从而给维修人员和设备埋下不安全的隐患。
                                  对供热企业来说,无论是从用户的管网管理还是从节能减排方面,针对现行流量计的现状,这种有流量而不计量和无法计量的微小流量问题,实际上就是热电企业发生损耗的最主要原因,并带来了一系列的管理问题和社会问题。无论对于国家要求建设节约型社会的政策导向、还是企业内部在现有主设备不进行改造的情况下如何进行节能增效,解决这个问题都是迫在眉睫,当务之急的任务。
                               
                               三、热电联产企业对高损耗现行的处理手段与其负面影响
                                  目前仅江苏省就有热电联产企业260家左右,除个别企业由于管网设计合理经济、热用户均为24小时连续用户,其质量损耗相对较低外,其他众多的企业中普遍损耗都在10%以上,最高的甚至超过40%,严重影响了供热企业的经济效益。少部份供热企业由于与政府管理部门沟通不够,没有相关管理部门的支持,对于高管损无计可施而由企业自己承担外,大多数供热企业在政府各相关管理部门的支持下,利用热用户不懂技术或对计量法律法规认识不足而采取了不外乎下面这三种方法与手段来进行弥补:
                              1、直接在二次表流量积算仪上做手脚,只要热用户开启蒸汽阀门,流量积算仪的计算程序中便加上一个基数来进行计量,最终与热用户按贸易结算表计上所显示的数据进行结算;
                              2、部份采用数据采集监控系统的企业,与用户签订不合理的条款后,通过数据采集监控系统中的计算程序,将损耗全部或部份分摊到各个用户,与贸易结算表计上的数值相加后与用户结算;
                              3、政府物价部门直接以行政发文的形式进行强行分摊。部份与地方关系良好的供热企业,通过物价部门直接发文规定每个用户在结算表计数值的基础上乘上一个固定的系数系数后来进行结算,个别市甚至强行将系数升高到15%。
                               
                              这三种方法虽然为供热企业弥补了部份的损失,但从政府管理职能的公平公正性以及国家要求的节能减排的多方面来讲,其负面作用也很明显:
                              1、就江苏省而言,自《江苏省贸易计量监督管理条例》实施后,第十六条中明确了进行了规定:“供水、供电、供气等经营者,应当按照用户、消费者使用的计量器具显示的量值,作为结算的依据,不得非法转嫁户外管线或者其他设施的能源损耗和损失”,对于蒸汽贸易结算而言许多地方都参考该条款来执行,也就相当于明确规定了管损不得分摊,这些手段的出现,导致了热用户的合法利益的损害,既与国家的法律相抵触,同时也严重影响了政府管理的公平、公正性;
                              2、流量计技术水平的**导致对热用户的管理不力,热用户对其内部管网的管理更无从谈起,分摊的损耗或变相增加的基数对于数量占绝大多数的小用户而言用汽管理基本上对结算的数字影响不大,从而更加加剧了蒸汽微小流量发生,导致部份政府部门为保障热电联产企业而出台的一些不合理的文件规定却客观上又进一步促进和加大了损耗的发生,导致节能管理、降低能源损耗的管理进入了一个恶性循环,;
                              3、与国家“节能减排”的大政方针严重背离。计量系统无法计量的微小流量蒸汽,由普通水经过若干化学处理后成为除盐水就已经花费了若干费用不计,就从除盐水变成蒸汽消耗了若干的煤炭,虽然或多或少由热用户已经向供热企业付了帐,但对于国家来讲却是一笔巨大的能源损失。2007年5月份江苏省电力行业协会热电专委会所做的34家热电企业2006年供热情况的随机调研中损失就已达到3.5亿元,放眼全省、全国数量巨大的热电企业,在国家所要求的 “十一五”期间国内生产总值能源消耗降低20%的目标该如何贯彻,的确是一个让所有人值得深思的问题。
                               
                               
                              四、蒸汽微小流量智能检测系统在供热管网运营中的实际运用
                                 我公司的有关研发人员通过数年的实践观察与理论分析,根据蒸汽的性质以及现场各用热设备的参数状况,开发出新型蒸汽微小流量检测方法,并申请了发明专利(专利号:ZL200920234207.X),在此新技术基础上开发了MF-2200型蒸汽微小流量积算仪及由此组成的MF-Ⅱ型集中供热管网蒸汽微小流量智能测量系统,在原有三段计量的基础上,增加了在小信号切除点以下的部份,就是将0~8%(孔板式流量计)或0~5%(涡街流量计)的工作状态下的蒸汽流量信号准确捕捉并及时计量,在现有测量技术的基础上,有效地解决了蒸汽微小流量无法计量的难题,使常规流量计的功能得到了补充和完善,基本上能够保证集中供热管网质量损失控制在5%以内,一手托两家,在不损害用热单位正当利益的前提下,确保供热单位合法利益不受损害。只要热用户管理不到位,没有养成不用汽也不关总阀、或用户内部管网系统有跑、冒、滴、漏现象,检测系统就会实时计量,目前该技术已在实践中得到了运用,并取得了良好的经济效益和社会效益。
                                     热电联产企业的供热管网在没有跑漏滴冒等外漏和扣除疏水的情况下,进行此项技改后,在正常运行过程中,质量流量损耗基本上都能够控制在5%之内。
                               
                                JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》主要起草人、中国计量科学院流量室段**高级工程师对微小流量技术的实用性给予的评价是:“有突破就是进步”。我们相信只要管理到位、措施到位、技术到位,热网损失就能够得到控制,该新型技术在为热电企业挽回重大损失的同时,也为我们计量管理职能部门提供了一个行之有效的管理平台,能够进一步促使供用热双方节能减排的工作落实到具体的工作中去,给社会营造良好的节能氛围,通过管理的手段达到节能减排的的目的。

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