熱力系統節能措施探析

王祖愷(煙臺市節能監察支隊， 山東 煙臺 264003)

熱力系統節能措施探析

王祖愷(煙臺市節能監察支隊， 山東 煙臺 264003)

熱力系統一般由生產蒸汽或熱水的鍋爐、熱力管網和用熱設備構成，熱力系統總能源利用率由鍋爐熱效率、管網熱效率和用熱設備熱效率共同決定。熱力系統節能應當綜合考慮鍋爐、管網和用熱設備等諸多因素，在開展熱平衡、改進管網和用熱設備基礎上，提出鍋爐容量和熱效率的改造方案。

熱力系統；節能措施

1 蒸汽利用

蒸汽品質參數包括壓力和溫度。實行蒸汽高效利用，應科學選定蒸汽壓力溫度。驅動動力裝置適宜選用高壓過熱蒸汽；工藝熱交換適宜選用低壓飽和蒸汽。一般情況下，不得將高壓蒸汽直接減壓為低壓蒸汽使用，壓降要求較大的，應采取首先利用作功的方式對其實行梯級利用。生產和應用過程中，應盡量減少蒸汽排空現象。應嚴格控制蒸汽鍋爐排污量，并采取措施，對排污熱量進行回收利用。一般鍋爐的排污量控制在總水量的5%以內(工業鍋爐的排污率每增大1%，燃料的消耗量就增加0.3%)。

2 管道保溫

蒸汽管道、熱水管道及各種用熱設備都會向周圍空氣散失熱量，因此對汽、水輸送管道進行保溫十分重要。保溫材料一般選用膨脹珍珠巖、堿玻璃纖維、泡沫塑料、石棉和礦渣棉等，保溫材料應當具備以下特點：

①導熱系數低、絕熱性能好。保溫材料在平均溫度298K時，熱導率值不大于0.08W/(m.K)。②管內介質達到最高溫度時，保溫材料仍要保持良好的機械性能，且性能穩定，其抗壓強度一般不低于0.3MPa。③熱介質溫度80℃以上時，保溫材料不可含有有機物， 120℃以上時，保溫材料不應含有可燃物。④保溫材料吸濕性小，對管壁無腐蝕，易于制造成型，便于安裝。

保溫層的厚度設定一般按照以下原則：一是保證管道的熱損控制在規定的范圍內，盡可能減少不必要的熱損；二是控制保溫層的表面溫度，如果保溫層表面溫度超過50℃就說明保溫層的厚度不夠；三是合理計算保溫層的經濟費用。

3 熱水供熱

除了工藝要求必須使用蒸汽以外，對于供暖、通風、清洗和生活等應采用熱水供熱。熱水供熱主要有以下優點：

①熱水供熱沒有凝結水和二次蒸發損失，燃料節約率約20%～40%；蒸汽供熱管道存在漏汽隱患，而熱水供熱輸送散熱損失小；蒸汽鍋爐需要連續和定期排污，而熱水鍋爐只需少量的定期排污；熱水供熱可根據室外溫度變化，靈活調節熱水溫度，實現節約燃料并保證供熱質量目的。②熱水供熱維修費用比蒸汽供熱低。一般為蒸汽供熱系統的1/3左右，維修人員可相應地減少一半。③熱水供熱的范圍比蒸汽供熱的范圍要大。熱水供熱可以達到幾十公里，而蒸汽供熱基于管道阻力等因素的限制，只能達到十幾公里。④高溫水供熱適合于區域性集中供熱，節能且環保。另外，熱水鍋爐熱效率高，熱水供熱經濟效益好，也是熱水供熱的顯著優勢之一。

熱水供熱也存在不足，主要表現在以下方面：一是熱水供熱外部管網投資比蒸汽供熱高，特別是供水和回水的溫差不大時更為顯著；二是熱水供熱循環泵的運行能耗比較大，運行費用相比要高；三是熱水供熱對使用對象的要求比較高，以高層供熱為例，由于高層樓層較高，熱水基于壓力差需要借助增壓設施提高熱水的循環，這樣必然增加熱水供熱的設計和運行費用，提高經濟成本。

4 熱電聯產

采用熱電聯產方式，將汽輪機的排汽或抽汽用于供熱，可顯著降低汽輪機的排汽損失，提高熱能利用率。對凝汽式機組，采用冷凝器低真空運行或在汽輪機高低壓缸連通管上打孔抽汽的辦法供熱，節能效果十分顯著。與分散的小型工業鍋爐相比，由于鍋爐熱效率提高，在保證供熱質量的前提下，利用熱電聯產，可獲得額外的電能。

5 余壓發電

由于印染、制糖以及化工等行業對于用汽的壓力不高，可以基于供汽與用汽設備之間所存在的壓差進行合理利用。首先將熱源供給的高壓蒸汽導入到背壓汽輪機發電，然后將發電后產生的余熱應用到這些行業的工藝生產中，這樣既實現了發電功能，同時也滿足了用汽需求。

6 高效換熱器回收鍋爐煙道余熱

鍋爐煙道熱量一般會隨著濃煙而浪費，高效換熱器則是采用熱流體互不接觸的表面式換熱，能夠充分將鍋爐煙道的余熱進行回收，進而大大提高了鍋爐的熱效率。高效換熱器可用作空氣預熱器、省煤器和熱水器。空氣預熱器用來加熱助燃空氣，不僅可以降低排煙損失，而且其助燃效果更好,省煤器則可以通過加熱鍋爐給水的方式降低燃料的消耗。熱水器則主要是用來加熱工業生產過程中的熱水，節能效果顯著。

7 蒸汽蓄熱器

蒸汽蓄熱器是工業生產中的重要設備，可有效適應用汽量大幅波動的工況。當用汽量低于產生的蒸汽量時，多余的蒸汽就會進入到儲水中，蓄熱器內的壓力就會上升，但是當用汽量大于蒸發量時，蓄熱器的儲水就會降低壓力，進而導致儲水出現沸騰，產生水蒸氣，補充不斷增加的用汽量，保證鍋爐負荷不變。蓄熱器適用于蒸汽輸入壓力較高，用汽部門壓力需求不同，蒸汽管路配置需求多樣，用汽負荷不均勻的工況下。

8 結語

綜上所述，熱力系統節能的主要措施是合理利用蒸汽，回收和利用余熱蒸汽，強化輸熱管道保溫工作，科學利用高效換熱器、蒸汽蓄熱器等裝置。采用熱水鍋爐供熱、熱電聯產和余壓發電等方式能顯著提高能源利用率。

[1]陳志強,張保全.淺談熱力系統中節能降耗的幾種方法[J].黑龍江科技信息,2013,(21).