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实现集中供热节能降耗措施

2018-01-10    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施,是城市现代化的一个重要标志,也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。我国是能源贫乏的国家之一,节能降耗是我们的国策。为了实现供热节能,除了加强建筑物保温、减少管道散热、减少热媒渗漏和提高锅炉效率外,还有一些重要因素要进行考虑并要采取相应的措施。
 一、概述 
 
实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施,是城市现代化的一个重要标志,也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。我国是能源贫乏的国家之一,节能降耗是我们的国策。为了实现供热节能,除了加强建筑物保温、减少管道散热、减少热媒渗漏和提高锅炉效率外,还有一些重要因素要进行考虑并要采取相应的措施。 
 
 
二、热媒的选择 
 
以蒸汽供暖和热水供暖相比,后者可以节约燃料20~30%。 
 
蒸汽供暖热损失较大的原因是: 
 
(1)蒸汽的凝结水回收不全,一般若能回收80%就算是很高了; 
 
(2)凝结水在降压后部分汽化,产生二次蒸汽,损失可达7~8%; 
 
(3)输送蒸汽时由于温度高、管径大,散热损失较大;另外,泄漏损失也比较大; 
 
(4)蒸汽锅炉排污率为8~10%,这部分损失也很高; 
 
(5)蒸汽锅炉排烟温度高于热水锅炉。 
 
热水供暖的系统投资大(由于热水温度低于蒸汽,热水在散热器内是对流换热,不如蒸汽的凝结放热,因而散热器面积必须增大),运行电耗大(热水流量比蒸汽流量大数十倍),但是总起来看热水供暖的节能是明显的,而且供暖的质量比较高,室温不会骤起骤降,而可保持持续稳定。 
 
在生活供暖方面通常采用低温热水采暖,热水锅炉的额定出、入水温度是95/70℃,水在锅炉内的额定温差为25℃。 
 
热水锅炉的供热量为Q=Gc(tr—tg) 
式中G——热水流量,kg/h; 
 
C——水的平均比热,kJ/(kg.℃)或kcal/(kg.℃) 
 
tr——热水(出水)温度;℃ 
tg——给水温度,℃ 
 
目前一般以Q=700kw=600000kcal/h供热量的热水锅炉相当于1t/h蒸汽锅炉来估算。取水的比热c=1 kcal/(kg.℃)或c≈4.2 kJ/(kg.℃),可算出G=24t/h。 
 
增大水的温升(tr—tg)可以减少流量G,从而减少运行电耗。因为对于一定的管径,水流阻力与流量的二次方成正比,而水泵的电耗则与流量的三次方成正比。目前常能看到的是大马拉小车,泵的流量过大,而水的温升达不到额定值。 
 
对于住宅热水采暖,提高水的温差受到一定的限制: 
 
(1)当tg一定,而提高tr时,受到水的汽化和散热器耐压能力的限制。为使系统最高点不发生汽化,底层散热器应能承受的压力为: 
 
Pd=Pb+hγ+△P 
 
式中Pb——相应于tr的饱和压力; 
 
hγ——系统高度造成的静压; 
 
P——压力波动,△P=0.02~0.05Mpa。 
 
例如:一般铸铁散热器耐压能力为0.4 Mpa,若系统高度为20m,造成的静压力hγ=0.2 Mpa,加上△P=0.05 Mpa,则可算出饱和压力Pb不应超过0.18Mpa表压,也就要求tr不超过130℃。 
 
(2)当tr一定,而降低tg时,虽然减少了流量G,但因散热器内平均水温降低,传热温差降低,所需面积增大,投资就要增大,所以要有一个最佳值,由技术经济分析来确定。此值为70~90℃。 
 
另外,tg如果较高,就使水泵工作温度较高;同时为使水泵吸入侧不至于汽化,需要增高压力。在tg=70℃时,水泵吸入侧不需要正压;tg=80℃时,需要有正压0.02 Mpa;tg=90℃时,需要有正压0.03 Mpa;tg=100℃时,需要有正压0.06 Mpa。 
 
生产车间的采暖,正在推广高温热水采暖,采用的参数有130/70,150/90,150/110,和180/110。与低温热水采暖相比,一方面扩大了水的温升,减少流量,降低电耗;另一方面提高了水的平均温度,可以减少散热装置面积和投资。 
 
 
三、供热运行方式的选择 
 
目前大多数局域小锅炉房采用间歇供暖,例如每天早晚各供一遍热,每次运行几小时。主张间歇供热者有一种理论:白天室外温度高,可以不供暖;夜里人们都在休息,也不需要供暖。于是就只要早晚各供一次热就可以了,既符合生活规律又节了能。 
 
其实这是一种误解。在一定的室外平均温度下,要维持住室内平均温度,一昼夜内向房间的补充热量是一定的。不管是间歇供暖还是连续供暖,都必须提供足够的热量才能保证室内温度。两者的差别只不过是,间歇供暖在几小时内把房间的24小时的热量供出来,就好像一个人每天只吃三顿饭,但要把24小时所需能量吃进去一样。为了实现这一点,锅炉的容量、水泵的容量、管道的输送能量、散热器面积,都要比连续供暖时超出几倍,增大了投资。而运行时却有绝大部分的时间闲置备用,设备利用率低。 
 
更有甚者,在间歇供暖时,锅炉不断的压火和启动,很少时间在满负荷运行,运行效率低。压火时煤仍在缓慢燃烧,放热量全部损失掉。压火时锅炉的炉墙蓄热、金属蓄热、水的蓄热全部损失掉,启动时要重新加热,这部分损失也是可观的。特别在每遍供热时间短的时候,蓄热所占百分比就相当大。间歇、周期地运行的采暖锅炉,期热量平衡应按周期工作热设备来进行,不能只考虑其稳定负荷的那一段时间的热量平衡。此外,锅炉时起时停,系统忽冷忽热,也影响锅炉和系统的寿命,常常发生漏水事故。
 
从供热质量角度看,也是连续供热优于间歇供热。一昼夜内,室外温度通常有10℃的变化,但它首先是影响墙体的温度,由外向内逐渐变化,最后才影响室内空气温度。由于墙体及室内设备有较大蓄热能力,因而在温度变化上有较大惰性,所以一昼夜之内室内温度的变化一般只有1~2℃,至多3℃。 
 
下表介绍了北京某建筑物利用50℃地下热水连续供暖时几个典型房间24小时内室内温度变化的实测数据。 
 
间歇供热时,情况大不相同。因为供热(特别是一下子集中供入较大热量)时,首先影响室内空气的温度,然后再由空气向室内设备和墙体传热,改变它们的温度;而停供时则反过来,空气温度下降后由设备和墙体放出蓄热来加热空气。即使维持了室内温度的平均值,tn的波动范围将是比较大的。 
 
 
四、供热系统的选择 
 
目前我国城市工、矿、企、事业单位和城镇居民的供热一部分由热电厂和区域锅炉房集中供热,一部分由小锅炉房分散供热,而火炉、家用燃气炉自行供热的还有一部分。
 
发展集中供热是节约能源和保护环境的重大措施,其优点是: 
 
(1)取消大批的小型低效率锅炉,代之以容量较大、效率较高、自动化控制程度较高的锅炉,较大幅度地提高锅炉效率,节约燃料,减少环境污染; 
 
(2)大、中型锅炉房的管理水平较高,技术条件较好,可以采用高水平、高效率的水处理技术和烟气净化技术,有利于安全运行和保护环境;
 
(3)可以实行连续供暖;可以实行热电联产;可以按用户需要提供不同品位的热能,实现热能梯级利用和综合利用。 
 
作为一个企业,如果目前未能接受城市、区域的集中供热,也要在本单位内实行集中供热。集中供热不是把分散的小锅炉集中到一起,而是要用少而大、少而精的高效锅炉取代小锅炉群。 
 
 
五、设备的选择 
 
从能质分析角度看,即使采用大型、高效的热水锅炉,集中、连续的供暖,将燃料高品位化学能一下子变成低品位热能,损失是很大的。
 
所以我们可以选用新型双人字纹换热器,以提高换热器的综合K值,还可以选用变频器和锅炉管网智能控制系统,选用换热站气候补偿器实现计算机精确控制,减少热能和电能的浪费。 
 
如果我们都进行节能运行,节约的资源相当可观。而且,既可使系统运行稳定可靠,又能得到明显的经济效益和社会效益。
 
关键词: 供热节能措施
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