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集中供熱系統熱效率低原因和供熱節能方法淺析

時間:?2020-05-19 09:35??來源:?未知 ??作者:?dxm ??點擊: ?

  城市集中供熱系統大體上就是三個部分,分別是熱源,熱網,熱用戶。所以,想要實現供熱節能,無非就是在這三部分上面找問題、做文章!
 
集中供熱系統熱效率低原因和供熱節能方法淺析
 
  造成供熱系統能源利用率低的原因總結:
 
  1、熱源方面
 
 ?。?)鍋爐效率低。第一,目前使用的工業鍋爐的效率一般在65%~75%;第二,設備組合不匹配;第三,排煙溫度過高;第四,燃料未充分燃燒;第五,管道保溫差。這些因素都會造成能源的損耗。
 
 ?。?)耗電量高。在用電設備設計時,考慮到熱源設備、熱網和熱用戶的阻力,將阻力放大了,而加大燃氣鍋爐、鼓引風機、水泵的配置,一層又一層,也有的水泵放的過多,而且國內絕大多數水泵等供暖設備缺乏氣象變化調節的能力,不能根據供熱期各階段及每天1、3不能根據氣象變化進行靈活調節,大大增加了用電消耗。
 
 ?。?)不能根據氣象變化靈活調節。目前的供暖設備缺乏氣象變化調節的能力,不能適時根據不同階段以及每天24小時的不同氣象調節參數,致使增加了熱能的耗費。
 
  2、熱網方面
 
 ?。?)輸送效率低。
 
  第一,網管保溫差,目前使用的網管保溫系數一般為80%~95%;
 
  第二,補水量大,補水率一般為0.01%~0.5%;
 
  第三,輸送管道的管徑設計過大,水流量就加大,散熱量也加大,補水量和水泵流量跟著加大。以上因素都會造成輸送效率低。
 
 ?。?)水力失衡,能耗增加。
 
  由于水力失衡,而“近熱遠冷”,為解決輸送的末端不熱,滿足末端用戶需求,必須加大水泵總流量,致使水泵能耗增加。
 
  3、熱用戶方面
 
 ?。?)建筑結構與供熱系統設施方面。
 
  第一,供熱系統的圍護結構的保溫性不良;
 
  第二,在供熱系統設計環節或多或少存在缺陷,這些缺陷在實際供熱的時候中會帶來水力垂直失調和水平失調,從而增加了熱耗;
 
  第三,供熱系統的散熱器的管徑和片數設計不當,如存在著散熱器的管徑設計過大或過小,散熱器的片數過多或過少的情況,這都會影響供熱節能的效果。
 
 ?。?)人為因素。
 
  第一,照常給長期空置的住宅供熱而造成供熱浪費;
 
  第二,少部分用戶私自改接供熱管和設備,私自改裝散熱器和閥門,影響供熱系統原來較為合理的設置,從而增加了熱耗;第三,有的用戶貪小便宜,表現在:接用供熱系統的熱水,造成熱能消耗加大。推托不繳供熱費,繳費率低影響供熱生產單位的運行。
 
  4、其他方面
 
  第一,如學校、醫院、辦公、商場等公共場所在無人使用時照常供熱,造成供熱損失;
 
  第二,因供熱系統的自動排風使用壽命有限出現失靈,為使供熱正常而要放水,造成各種能源和資源浪費;
 
  第三,在節能減耗進行技術改造時,沒有考慮好自身情況就盲目改造,改造效果不理想,影響節能效果。
 
  第四,供熱管理單位管理不到位,解決問題和事件的能力差,致使供熱損失加大。
 
  要實現供熱節能,除了加強建筑物保溫、減少管道散熱、減少熱媒滲漏和提高鍋爐效率外,還有一些重要因素:
 
  第一、熱媒的選擇
 
  以蒸汽供暖和熱水供暖相比,后者可以節約燃料20~30%。
 
  蒸汽供暖熱損失較大的原因是:
 
 ?。?)蒸汽的凝結水回收不全,一般若能回收80%就算是很高了;
 
 ?。?)凝結水在降壓后部分汽化,產生二次蒸汽,損失可達7~8%;
 
 ?。?)輸送蒸汽時由于溫度高、管徑大,散熱損失較大;另外,泄漏損失也比較大;
 
 ?。?)蒸汽鍋爐排污率為8~10%,這部分損失也很高;
 
 ?。?)蒸汽鍋爐排煙溫度高于熱水鍋爐。
 
  熱水供暖的系統投資大(由于熱水溫度低于蒸汽,熱水在散熱器內是對流換熱,不如蒸汽的凝結放熱,因而散熱器面積必須增大),運行電耗大(熱水流量比蒸汽流量大數十倍),但是總起來看熱水供暖的節能是明顯的,而且供暖的質量比較高,室溫不會驟起驟降,而可保持持續穩定。
 
  在生活供暖方面通常采用低溫熱水采暖,熱水鍋爐的額定出、入水溫度是95/70℃,水在鍋爐內的額定溫差為25℃。
 
  熱水鍋爐的供熱量為Q=Gc(tr—tg)
 
  式中G——熱水流量,kg/h;
 
  C——水的平均比熱,kJ/(kg.℃)或kcal/(kg.℃)
 
  tr——熱水(出水)溫度;℃
 
  tg——給水溫度,℃
 
  目前一般以Q=700kw=600000kcal/h供熱量的熱水鍋爐相當于1t/h蒸汽鍋爐來估算。取水的比熱c=1 kcal/(kg.℃)或c≈4.2 kJ/(kg.℃),可算出G=24t/h。
 
  增大水的溫升(tr—tg)可以減少流量G,從而減少運行電耗。因為對于一定的管徑,水流阻力與流量的二次方成正比,而水泵的電耗則與流量的三次方成正比。目前常能看到的是大馬拉小車,泵的流量過大,而水的溫升達不到額定值。
 
  對于住宅熱水采暖,提高水的溫差受到一定的限制:
 
 ?。?)當tg一定,而提高tr時,受到水的汽化和散熱器耐壓能力的限制。為使系統最高點不發生汽化,底層散熱器應能承受的壓力為:
 
  Pd=Pb+hγ+△P
 
  式中Pb——相應于tr的飽和壓力;
 
  hγ——系統高度造成的靜壓;
 
  P——壓力波動,△P=0.02~0.05Mpa。
 
  例如:一般鑄鐵散熱器耐壓能力為0.4 Mpa,若系統高度為20m,造成的靜壓力hγ=0.2 Mpa,加上△P=0.05 Mpa,則可算出飽和壓力Pb不應超過0.18Mpa表壓,也就要求tr不超過130℃。
 
 ?。?)當tr一定,而降低tg時,雖然減少了流量G,但因散熱器內平均水溫降低,傳熱溫差降低,所需面積增大,投資就要增大,所以要有一個最佳值,由技術經濟分析來確定。此值為70~90℃。
 
  另外,tg如果較高,就使水泵工作溫度較高;同時為使水泵吸入側不至于汽化,需要增高壓力。在tg=70℃時,水泵吸入側不需要正壓;tg=80℃時,需要有正壓0.02 Mpa;tg=90℃時,需要有正壓0.03 Mpa;tg=100℃時,需要有正壓0.06 Mpa。
 
  生產車間的采暖,正在推廣高溫熱水采暖,采用的參數有130/70,150/90,150/110,和180/110。與低溫熱水采暖相比,一方面擴大了水的溫升,減少流量,降低電耗;另一方面提高了水的平均溫度,可以減少散熱裝置面積和投資。
 
  第二,供熱運行方式的選擇
 
  目前大多數局域小鍋爐房采用間歇供暖,例如每天早晚各供一遍熱,每次運行幾小時。主張間歇供熱者有一種理論:白天室外溫度高,可以不供暖;夜里人們都在休息,也不需要供暖。于是就只要早晚各供一次熱就可以了,既符合生活規律又節了能。其實這是一種誤解。在一定的室外平均溫度下,要維持住室內平均溫度,一晝夜內向房間的補充熱量是一定的。
 
  不管是間歇供暖還是連續供暖,都必須提供足夠的熱量才能保證室內溫度。兩者的差別只不過是,間歇供暖在幾小時內把房間的24小時的熱量供出來,就好像一個人每天只吃三頓飯,但要把24小時所需能量吃進去一樣。為了實現這一點,鍋爐的容量、水泵的容量、管道的輸送能量、散熱器面積,都要比連續供暖時超出幾倍,增大了投資。而運行時卻有絕大部分的時間閑置備用,設備利用率低。
 
  更有甚者,在間歇供暖時,鍋爐不斷的壓火和啟動,很少時間在滿負荷運行,運行效率低。壓火時煤仍在緩慢燃燒,放熱量全部損失掉。壓火時鍋爐的爐墻蓄熱、金屬蓄熱、水的蓄熱全部損失掉,啟動時要重新加熱,這部分損失也是可觀的。特別在每遍供熱時間短的時候,蓄熱所占百分比就相當大。間歇、周期地運行的采暖鍋爐,期熱量平衡應按周期工作熱設備來進行,不能只考慮其穩定負荷的那一段時間的熱量平衡。此外,鍋爐時起時停,系統忽冷忽熱,也影響鍋爐和系統的壽命,常常發生漏水事故。
 
  從供熱質量角度看,也是連續供熱優于間歇供熱。一晝夜內,室外溫度通常有10℃的變化,但它首先是影響墻體的溫度,由外向內逐漸變化,最后才影響室內空氣溫度。由于墻體及室內設備有較大蓄熱能力,因而在溫度變化上有較大惰性,所以一晝夜之內室內溫度的變化一般只有1~2℃,至多3℃。
 
  第三,其他方面:如供熱設備選擇,供熱運營管理等!
 
  除了以上兩點以外,關于供熱設備的選擇上對于整個供熱系統節能也至關重要。供熱公司在選擇設備之前要盡量做好詳細的計算和科學的規劃。如有條件應做一些詳細的設備選型計劃等。
 
  另外,供熱管理方面也應成為供熱節能問題的關鍵步驟。建議通過對住宅供熱節能流程的精細化梳理,找出不合理的地方進行改造,制定更加流暢的完善的流程。比如在進行能源利用的時候,不僅僅只注重供熱的輻射范圍,還要重視在供熱過程需要注意的一些列細節,通過對流程的細節進行重新梳理設計,并舉行必要的模擬演練,這樣既能保證供熱的速度又能科學規范化。另一方面,各個單位要對供熱源建立身份識別制度,在對供熱系統開發時要先做好前期的技術核實操作,杜絕技術照搬的情況發生。要建立健全各項制度與操作規程,做到有章可循。有了正確的操作規程并嚴格執行,才能達到高效率、低能耗的運行;加強鍋爐房的生產管理,保證供熱生產經濟、高效、節約能源降低生產成本;加強設備管理,使其在最佳工況下運行;在加強供熱設備的更新改造的同時,不能盲目的改造,避免造成新的浪費;加強對全體員工的培訓,提高員工的素質及操作水平。
 
  第四,熱用戶的供熱節能教育
 
  熱用戶是熱力系統的重要組成部分。熱用戶除采用必要的保溫墻體、保溫屋面和節能門窗外,還應力求使熱媒所攜帶的熱量最大限度地散發到用熱體內,提高熱能的利用效率。
 
  樹立熱是商品的觀念,增強用戶節能意識!
 
  長期以來我國大部分地區實行的是面積收費,耗熱多少與用戶利益無關,因此熱用戶節能的積極性不高。為適應市場經濟發展的要求,應積極采用熱能計、熱量分配表等計量設備,逐步建立和完善對熱用戶按耗熱量收費的體系。
 
  國際上的很多國家早就已經采取了對于供熱的收費的措施,將熱能同水和電等資源等同起來進行收費,是一種先進的管理理念,按照用戶的用量和需求來收費和供應,不僅有利于管理,還有利于節能,是未來供熱改革的一個重要方向。
(責任編輯:dxm)
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