集中供熱系統(tǒng)中的節(jié)能措施研究

王彥敏

摘要 本文從我國集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀分析出發(fā),分析了集中供熱存在的主要問題,總結(jié)了高能耗的原因,并提出了節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞 集中供熱系統(tǒng);節(jié)能;措施

中圖分類號 TU995文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號1674-6708(2009)05-0070-02

0 引言

集中供熱因其少污染、少耗能、少擾民、供熱質(zhì)量高、自動化程度高、設(shè)備故障率低等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)逐漸為許多城市所接受。但是,迅速發(fā)展的城市集中供熱并沒有完全發(fā)揮其節(jié)能效果,與發(fā)達(dá)國家相比,我國單位建筑面積采暖能耗比相同氣候條件下高2～3倍。因此,我國供熱采暖節(jié)能依然面臨嚴(yán)峻的形勢。基于此,本文擬對城市集中供熱系統(tǒng)節(jié)能存在的問題和節(jié)能技術(shù)及措施進(jìn)行了分析和研究。

1 國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國城市集中供熱從上世紀(jì)50年代開始起步,從第一個(gè)五年計(jì)劃開始發(fā)展。伴隨著當(dāng)時(shí)的大規(guī)模工業(yè)建設(shè),興建了區(qū)域性熱電廠,如北京、保定、石家莊、鄭州、洛陽、西安、蘭州、太原等,這些熱電廠的興建為我國發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。目前看來,熱電聯(lián)產(chǎn)仍是蒸汽集中供熱的主力軍,鍋爐房則承擔(dān)了城鎮(zhèn)熱水集中供熱的重?fù)?dān)。統(tǒng)計(jì)資料表明,熱電聯(lián)產(chǎn)占全國蒸汽總供熱能力和蒸汽總供熱量的65%~70%。

目前,我國供熱發(fā)展?fàn)顩r良好,熱電、區(qū)域鍋爐的供熱結(jié)構(gòu)漸趨合理,中國北方城市建筑供熱,目前大多以熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房集中供熱為主,以燃?xì)狻㈦姟⒅醒肟照{(diào)等其它方式為輔。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前中國集中供熱熱源總供熱量中,熱電聯(lián)產(chǎn)占62.9%,區(qū)域鍋爐房占35.75%,其它占1.35%。另外,能源結(jié)構(gòu)也漸趨合理,北方地區(qū)冬季供熱以煤為主要燃料,但隨著供熱技術(shù)、設(shè)備的發(fā)展與開發(fā),以及供熱方式的多樣化,供熱能源結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了一些變化。

2 集中供熱存在的主要問題及其分析

2.1供熱鍋爐運(yùn)行熱效率低

我國供熱鍋爐的實(shí)際運(yùn)行熱效率大多在60%~65%,《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》JGJ26-95中規(guī)定,在計(jì)算采暖耗煤量指標(biāo)時(shí),采取節(jié)能措施以后的鍋爐運(yùn)行效率值取68%(但是沒有針對不同容量鍋爐做出規(guī)定)。國際先進(jìn)水平為80%~85%,我國比先進(jìn)水平低了20個(gè)百分點(diǎn)。其形成的主要原因是燃用散燒的未經(jīng)洗選、篩分的原煤,不能符合鍋爐燃燒的基本要求(灰分高、細(xì)末多),機(jī)械不完全燃燒熱損失大,普遍存在低負(fù)荷運(yùn)行,過剩空氣系數(shù)大,排煙熱損失大等,這也與運(yùn)行人員水平低以及缺乏最基本的自動控制密切相關(guān)。

2.2采暖供熱管網(wǎng)輸送效率低

管網(wǎng)輸送效率是指采暖供熱管網(wǎng)輸送的總熱量,減去管網(wǎng)各段熱損失之和,再除以輸送的總熱量。國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求管網(wǎng)輸送效率達(dá)到90%。據(jù)清華大學(xué)近年來的實(shí)測數(shù)據(jù)(一次管網(wǎng)損失0.002kW/m2,二次管網(wǎng)損失0.005kW/m2,失調(diào)損失0.007kW/m2)推算,管網(wǎng)輸送效率只有66%~68%。其主要原因在于,國外管網(wǎng)熱損失基本上是保溫?zé)釗p失,在我國此項(xiàng)熱損失除保溫?zé)釗p失外,還有泄漏和失調(diào)的因素,特別是失調(diào)造成的熱損失很大又非常普遍,亟待改進(jìn)。

2.3供熱質(zhì)量差,調(diào)控不力

熱用戶大多采用單管順流式系統(tǒng),且無有效的調(diào)控設(shè)備,造成了水力工況失調(diào)嚴(yán)重,各用戶冷熱不均。一些用戶的室溫達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求,影響了用戶的正常生活,而另一部分用戶則因室溫過高,只能開窗調(diào)節(jié)室溫,造成熱能浪費(fèi)。

3 集中供熱高能耗分析及節(jié)能措施

3.1集中供熱高能耗原因總結(jié)

由上述分析可知,雖然我國的集中供熱普及率在以很快的速度提高,但是,值得注意的是,目前絕大多數(shù)的供熱系統(tǒng)都在以很低的效率運(yùn)行,每年都有大量的能源在供熱系統(tǒng)的運(yùn)行中被浪費(fèi)掉。造成能源浪費(fèi)的原因主要有如下幾點(diǎn):1)建筑的保溫性能差;2)室外供熱管網(wǎng)的水平失調(diào);3)室外供熱管網(wǎng)的保溫不善和漏水;4)鍋爐房設(shè)備運(yùn)行方式老化等。

3.2集中供熱系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)措施

實(shí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)以后,建筑物的保溫性能提高了,供熱能耗也降低了,但是,建筑物供熱能耗的降低與供熱系統(tǒng)的節(jié)能并不能直接畫上等號。加強(qiáng)建筑物的保溫性能,降低建筑物的能耗只是走出了建筑節(jié)能的第一步,實(shí)行供熱計(jì)量制度、實(shí)現(xiàn)行為節(jié)能又把建筑節(jié)能推到了第二步,但是,單純的這兩步是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。供熱系統(tǒng)由鍋爐房、室外供熱管網(wǎng)和室內(nèi)供熱系統(tǒng)組成。系統(tǒng)節(jié)能效果如何,包括用戶的“行為節(jié)能”在內(nèi),最終都會反映在鍋爐房綜合效率和管網(wǎng)輸送效率這兩個(gè)能效指標(biāo)上。所以,節(jié)能不僅僅是要求建筑本身要節(jié)能,而且同樣要注重鍋爐房、熱網(wǎng)、換熱站的節(jié)能。

當(dāng)前運(yùn)行的鍋爐房已有了一些節(jié)能的技術(shù)和措施例如鍋爐的省媒器、空氣預(yù)熱器、爐排變頻控制設(shè)備等等,在此不再贅述,本文僅對有應(yīng)用前景但還未普遍應(yīng)用的新技術(shù)、新設(shè)備做一些討論:

1)鍋爐房設(shè)備

鍋爐房的風(fēng)機(jī)、水泵是耗能大的電氣設(shè)備,其負(fù)荷占鍋爐房用電負(fù)荷的80%以上,在實(shí)際中通常采用角行程電動執(zhí)行器來控制風(fēng)機(jī)吸風(fēng)處的調(diào)節(jié)門,用節(jié)流閥來調(diào)節(jié)水的流量,這是很不經(jīng)濟(jì)的,這種調(diào)節(jié)方式雖然控制了風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和水泵的流量,但風(fēng)機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速基本不變,電動機(jī)所消耗電量降低很少。因此,鼓、引風(fēng)機(jī)及水泵系統(tǒng)的節(jié)能是鍋爐房節(jié)電的重點(diǎn)。另外,通過程序的控制,變頻鼓、引風(fēng)機(jī)和變頻爐排相配合,可以達(dá)到節(jié)省燃煤的效果。

2)熱量總表

熱量表本身并不具有節(jié)能的功能,但它可以使供熱單位明確的知道自己供了多少的熱量,管路消耗了多少熱量,方便的得出鍋爐供熱的綜合效率以及平均管網(wǎng)輸送效率,以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)供熱系統(tǒng)浪費(fèi)能源的地方,及時(shí)的維修,促進(jìn)供熱系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。

3)監(jiān)控系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動化程度高,能大幅度提高勞動生產(chǎn)率,提高熱效率,節(jié)約能源,降低燃料成本。鍋爐房實(shí)時(shí)運(yùn)行管理系統(tǒng)采用分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。目前在國內(nèi),對于供熱系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式,有兩種不同的思路:一種是采用中央集中式監(jiān)控方法;另一種是采用中央與就地分工協(xié)作的監(jiān)控方法。

4)換熱站

換熱站主要應(yīng)該由換熱器、氣候補(bǔ)償器、溫度和壓力測點(diǎn)、一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)循環(huán)水泵以及二次網(wǎng)定壓補(bǔ)水泵等設(shè)備組成,是連接熱源和熱用戶的樞紐,是供熱系統(tǒng)中另一個(gè)耗能大戶,同時(shí)也是供熱系統(tǒng)的另一個(gè)節(jié)能關(guān)鍵點(diǎn)。

5)平衡裝置

對于供熱計(jì)量的系統(tǒng),還應(yīng)該在用戶熱力入口處安裝差壓控制器,以抵抗用戶調(diào)節(jié)對系統(tǒng)水力工況的干擾。差壓控制器是自力式比例調(diào)節(jié)控制閥,它可以恒定被控環(huán)路壓差。目前,許多國產(chǎn)差壓控制器是沒有壓差調(diào)節(jié)手柄,也就是說不能進(jìn)行壓差設(shè)定的。此類產(chǎn)品出廠時(shí),被控壓差就已經(jīng)限定,現(xiàn)場不可在調(diào)節(jié)被控環(huán)路壓差。如許多國產(chǎn)差壓控制器被控差壓只能是30kPa或50kPa,而進(jìn)口差壓控制器幾乎都是可調(diào)被控壓差的,非常有利于現(xiàn)場調(diào)節(jié)。

4結(jié)論

建筑節(jié)能水平不斷提高,建筑供熱能耗卻居高不下,收效甚微,對此我們應(yīng)該找到問題的關(guān)鍵,給出解決的辦法。從節(jié)能上來說,熱用戶僅僅是供熱系統(tǒng)的末端,單純的提高建筑的保溫水平和行為節(jié)能措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,關(guān)鍵是還要提高供熱系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行水平,才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能降耗。

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