随着城市化进程的加速，城市集中供热作为城市基础设施的重要组成部分，在保障居民生活质量、推动城市发展方面发挥着不可或缺的作用，城市集中供热作为能源消耗的大户，其能源消耗在城市总能耗中占据相当大的比例，其节能降耗问题一直备受关注。热网运行效率、单位面积能耗和单位面积补水量是衡量集中供热系统性能的关键指标，近年来，中环寰慧（焦作）节能热力有限公司（以下简称寰慧焦作公司）致力于推进集中供热领域节能降耗工作，并取得了明显的成效，进入了中国供热行业综合能效统计标杆企业行列。

（1）优化热网布局

由于历史原因，焦作市的供热管网布局不尽合理，城市热网建设缺乏整体规划。寰慧焦作公司自2004年开始进行焦作市集中供热管网的建设，建设初期因城区多家供热公司分别负责各区域供暖，且供暖方式各有不同，有水-水交换、汽-水交换、锅炉直供等。各公司为了节约成本、便于控制，供热管网均秉持枝状管网的敷设理念。

城市发展过程中不断增加新的供热区域，但热网未能及时进行科学的拓展和优化。枝状管网错综复杂、线路迂回曲折，不仅增加了供热管道的长度，还使热量在传输过程中的损耗增大，且“水力不平衡、故障影响大、热损失高、调节性能差”等缺点日益突出。改造前的管网布局如图7-4所示。

为解决上述问题，2014年焦作市区开始规划全市集中供热，寰慧集团充分考虑城市发展、热负荷分布以及能源供应等因素，系统规划、全面优化城区热网布局，确保热网能够满足城市未来的供热需求。

以南水北调河为界分别优化供热管网布局，两个供热区域均采用环状管网形成多线输送互联互通，热源可以互为备用，相对于枝状网具有保障性好、安全性高、水力平衡调节能力更好的优点，同时更能节省运行成本，管网输送效率也有所提高。

改造后，在管网运行时，即使某处出现管网泄漏也仅仅部分停供暖，其他大部分管网不受影响，避免枝状网一旦发生事故就出现“卡脖子”的现象；管网运行压力下降，管网安全系数提高，也降低了老旧管网泄露的风险；管网运行调节便捷，水力工况更加合理，热损降低。改造后的管网布局如图7-5所示。

（2）提高管网保温性能

管网保温在供热系统中扮演着至关重要的角色，在减少热损失、延长管道寿命、节约能源和成本方面影响巨大。下文从保温材料性能、保温层的施工质量监控等几个重要方面进行介绍。

1）选用高性能保温材料

选择优质的保温材料是提高管网保温性能的关键，目前市场上有多种高性能的保温材料可供选择，如聚氨酯泡沫、酚醛泡沫等，聚氨酯泡沫具有导热系数低、保温性能好、防水性能强等优点，其导热系数为 0.02～0.03W/（m・K），是一种理想的供热管网保温材料。寰慧焦作公司供热管网改造项目中，采用优质聚氨酯泡沫作为保温材料，改造后管网的热损失较改造之前下降20%以上，节能效果显著。

2）保温层的施工质量监控

在保温层施工过程中，需严格按照施工规范进行操作，确保保温层的敷设质量，一般非外力破坏的保温层出现渗水大多是因为补口保温出现问题，尤其是在三通、弯头等位置。补口保温一旦出现问题将会造成热量损失增加，降低管道系统的整体保温效果；且保温层的破损可能使管道暴露在腐蚀性环境中，加速管道的老化，进而造成管网安全隐患。

寰慧焦作公司在施工过程中特别关注补口保温施工质量，在补口施工前，必须彻底清理补口区域的旧保温层、锈蚀、油污等，确保表面干燥、干净，并对管道保温补口处按操作规程严格施工，有效减少了因补口破损引起的热量散失。

3）定期检查

加强对管网保温层的日常维护工作也至关重要。寰慧焦作公司定期对管网进行巡检，及时发现保温层的破损、老化等问题，并进行修复和更换。建立健全保温层维护管理制度，明确维护责任和维护周期，确保维护工作的常态化和规范化，定期对管网进行检查，发现破损的保温及时修复，尤其是管道井内阀门、补偿器等的保温，确保管网热损失降到最低。

（1） 优化热源配置

焦作市集中供热热源包括万方、华润和金冠三个电厂，寰慧焦作公司通过区域热源整合，根据热负荷实际情况以及每个热源的供热能力，将整个供热区域进行划分，使得供热区域内的用热需求合理配置，降低输送距离、减小管网损失，既充分发挥各个热源的供热能力，又提高了热源利用效率。

（2）调整热网调节方式

在热源负荷充足、循环量充足、管径选择合理的前提下，应用小温差大流量的方式进行管网运行调节可有效降低一次管网供回水平均温度，减少一次侧热损失。在满足用户用热需求的前提下，尽量采用小温差大流量的方式运行，同时还缩短了热量调配响应时间，提高了热量使用效率。

（3）热力站实施节能技术改造

1）供热系统自动控制改造

寰慧焦作公司2015年以前采用纯人工调节方式，不仅费时费力还无法及时发现热力站问题，故障停暖时间过长。2015年后，对热力站逐年进行调控系统改造，系统功能包括水、电、热表计量数据上传、温度压力上传、水泵运行参数上传、智能补水、异常报警、根据室外温度自动调节供水温度等。

通过改造，调控系统能够根据实际需求调节供热量，避免过量供热或供热不足，从而显著提高整个供热系统的能源利用效率；通过优化供热参数和运行策略，能够减少能源消耗，降低运行成本，实现节能减排；通过集成远程通信技术，操作人员可以在中心控制室远程监控热力站的运行状态，进行远程控制和故障诊断，提高管理效率；具备自动监测和预警功能，系统能及时发现潜在的安全隐患并发生警报，便于及时处理，减少故障停机时间，防止事故发生。

2）水泵节能改造

目前设计人员在供热系统设计时一般是按照建筑面积进行设计，水泵多按照全面积选型。但实际运行时，小区不会是100%入住，也不会是100%用暖，导致水泵选型过大，需要进行大泵换小泵的技术改造。寰慧焦作公司自2018年开始根据小区实际入住率每年进行专项技术改造，对水泵加装变频装置，可以根据小区负荷以及室外气温的变化随时进行调节二次管网的流量和补水量，根据用热需求调整水泵运行频率，改造后尤其是在供暖的初末期，降低能耗效果尤为明显。某热力站循环泵改造前后的电耗对比见表7-1。

从表7-1可以看出，对循环泵节能改造后，在面积无明显变化的情况下，两个供热期热力站电耗分别下降20%、32%，改造效果显著。

（4）庭院管网的节能举措

1）优化管网的设计

庭院管网作为城市集中供热系统的末端环节，直接连接用户。其运行状况对供热质量和能源消耗有着重要影响，应合理优化设计庭院管网，减少过长或过大的管道，尽可能降低热量在输送过程中的损失；同时避免不必要的弯曲和分支，以减少阻力损失。

2）做好水力平衡调节

水力平衡调节是确保供热系统高效、稳定运行的关键环节，涉及系统中各个部分流量的精确控制，可保证每个区域或建筑物都能获得所需的热量。

寰慧焦作公司供热区域内存在多种计费方式，经过多年摸索，在按面积收费的小区采用定流量系统，主要通过调节阀门开度来控制各个分支的水流量以达到平衡。调节过程需要判断管网最不利环路，最不利环路单元流量达到计算值后逐步调整其他单元的流量，使小区用户整体流量分配均衡。这个过程需借助流量计进行测算，需提前做好数据收集、更换失效阀门。寰慧焦作公司借助平衡调节手段，减少人工计算过程，使调节工作效率提升。水力平衡调节流程如图7-6所示。

（5）提高管网水质

良好的供热水质是确保供热设备长期稳定运行的基础，供热水质不佳将会影响供热质量，加快管道、设备的腐蚀和老化。寰慧焦作公司在每个供热服务中心都设置水质检测中心，配备相关水质化验设备、对人员进行培训，定期进行庭院管网水质化验，同时制定考核办法，对水质管理工作进行考核。

寰慧焦作公司定期对管网水质进行监测，确保水质符合国家标准；定期检查和维护管网水质，防止管道内壁结垢；对供热补水均进行水质处理，保持水质清洁；同时对供热设备进行定期的检测和维护，定期检测水质和管道状态，及时维护和更换受损部件。

通过上述措施，可以有效减少氯离子腐蚀等对管网的影响，延长管道使用寿命，并减少了水量损失。

（1）管道泄漏的影响

管网泄漏的严重程度和泄漏介质的性质对供热系统运行安全和效率均会造成不同程度的影响。因此，及时检测和修复管网泄漏是确保供热系统正常运行的重要环节。

（2）降低管网失水的措施

1）及时查漏

在运行过程中，需要定期分析热力站补水量，根据补水曲线分析其泄漏量、泄漏时长、泄漏时间段，判断是管网泄漏还是热用户私自放水。如确定是管网泄漏，需及时查漏，及时修复。

2）热用户私放水治理

热用户从供热系统中放水这种行为不仅会导致系统内的水流失，还会引起系统压力下降，影响系统的正常运行。尤其是在密闭系统中，因为放出的水通常含有阻垢剂和防腐剂，失水会导致系统水质恶化，可能会加速管道内壁水垢形成和造成管道腐蚀。寰慧焦作公司采取以下措施减少热用户私自放水：

①增强用户意识。通过教育和宣传活动解释放水对供热系统的影响及如何正确使用供热系统，提高用户对放水问题的认识。主要手段包括公众号发布相关小视频、进小区进行放水危害宣传等。

②配合执法机关，对无故放水行为进行查处。

（3）实施老旧管网改造

对运行年限较长、腐蚀严重的老旧管网及时进行更换，降低管网泄漏率。对因各种原因导致的无法改造的老旧管网，更换其关断阀门、单元控制阀，以便失水时迅速关断，减少影响范围及失水量。某小区管网改造前因无关断阀门及现有阀门失效，一产生漏点小区就不得不全部停暖，造成很大的负面影响及经济损失。改造后，对泄漏点能进行有效隔断，减少了停暖影响范围及经济损失，效果明显。表7-2为该小区阀门改造前后补水量对比。

（4）非供热期湿保养

湿保养是指供热期结束后管网仍保持满水状态，是一种保持管网内部湿润、防止空气进入系统、减少管道内部金属表面因干燥而腐蚀的方法，适用于封闭式供热系统。

寰慧焦作公司对状况良好的管网采取湿保养措施，同时定期检查管网压力和水质，根据需要补充水分，以补偿因泄漏或蒸发造成的水分损失；定期清理管网中的底部沉积物和杂质；安排人员进行压力监控且与物业联动，防止因居民装修等不当操作造成水淹事故。

寰慧焦作公司通过实施 “优化热网布局、增强管道保温性能、加强水力平衡调节” 等一系列举措，显著提升了热网的运行效率。与此同时，借助提高热源效率、推进节能技术改造、强化能源管理等手段，大幅降低能耗水平。此外，通过改善管网水质、降低管网泄漏率、实施管网改造等行动，有效减少补水量。通过上述一系列综合措施，在充分保障城市居民供热满意度的前提下，实现了供热能耗的显著降低，既是积极应对能源与环境挑战的必然抉择，也是实现城市可持续发展的重要举措，同时也为集中供热领域提供了具有参考价值的实践范例。

如图7-7~图7-9所示，寰慧焦作公司在节能降耗方面取得了显著成效。通过实施一系列的节能措施，成功实现了能耗的大幅降低。具体来看，热耗总体下降了17%，平均每年下降4.3%，水耗则下降了20%，平均每年下降5.0%，而电耗也实现了7.0%的降幅，平均每年下降1.8%。这些显著的节能效果也带来了可观的经济效益。寰慧焦作公司累计节约热量53.6万GJ、水资源4.5万m³、电量81.5万kWh，这些数据充分说明寰慧焦作公司在节能降耗方面的各项举措是可行的、是有巨大成效的。