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供熱系統節能技術方法技巧

能源審計師 閱讀(1.43W)

關於供熱系統安裝所需的熱工儀表是掌握系統執行工況、準確瞭解和分析系統存在的問題、採取正確方法與措施以達到節能挖潛目的重要手段。那麼,下面是小編為大家整理的供熱系統節能技術方法技巧,歡迎大家閱讀瀏覽。

供熱系統節能技術方法技巧

  1. 安裝熱工儀表,掌握系統的實際執行情況

供熱系統安裝所需的熱工儀表是掌握系統執行工況、準確瞭解和分析系統存在的問題、採取正確方法與措施以達到節能挖潛目的重要手段。目前熱工儀表安裝不全、不準的情況比較普遍,因此,必須要按照規定補齊所有熱工儀表,並保證儀表的完好和準確。

  2. 加強鍋爐房的執行管理,是投資少、效果顯著的節能措施

1.司爐人員及水處理人員必須經國家勞動部門或技術監督部門培訓並考試合格;

2.建立正確、完善、切實可行的執行操作規程;

3.鍋爐房水處理(包括軟化水或脫鹽、除氧)裝置處理後的水質,必須達到而易見國家規程規定的水質標準,嚴禁鍋爐直接補自來水或河水;

4.嚴格執行定期維修,停爐保養制度,保證裝置完好,杜絕跑、冒、滴、漏。

  3. 採用分層燃燒技術,改善鍋爐燃燒狀況

目前城市集中供熱鍋爐房多采用鏈條爐排,燃煤多為煤炭公司供應的混煤,著火條件差,爐膛溫度低,燃燒不完全,爐渣含碳量高,鍋爐熱效率普遍偏低。採用分層燃燒技術對減少爐渣含碳量、提高鍋爐熱效率,有明顯的效果。

鞍山鍋爐廠生產的一臺10.5MW的熱水爐,採用分層燃燒後,熱效率由70.2%提高到75.1%,爐渣含碳量由13%下降為10%。唐山熱力公司採用該技術,使鍋爐熱效率提高10~15%,爐渣含碳量降低至10%以下,而且鍋爐燃燒系統的裝置故障大大減少,提高了鍋爐執行的可靠性和安全性。

對於粉末含量高的燃煤,可以採用分層燃燒及型煤技術。該技術是將原煤在入料口先通過分層裝置進行篩分,使大顆粒煤直接落至爐排上,小顆粒及粉末送入爐前型煤裝置壓制成核桃大小形狀的煤塊,然後送入爐排,以提高煤層的透氣性,從而強化燃燒,提高鍋爐熱效率和減少環境汙染。中原油田鍋爐燃用鶴壁煤,粉末含量高,Φ<3mm的煤粒約佔60~70%,採用此技術後,爐渣含碳量降低到15%以下,鍋爐效率提高了8%,煙塵排放達到環保標準,年節煤8~10%。

沒有空氣予熱器的鍋爐,因為向爐排上送的是冷風,容易造成大塊煤不易燒透,使爐渣含碳量反而略有增加,不宜採用。

  4.中小型鍋爐採用煤渣混燒、減少爐渣含碳量

中小型鍋爐、採用煤與爐渣混燒法是一種投入較很小,效果很好的節煤措施。煤與爐渣的比例約為4:1,充分混合後入爐燃燒,煤中摻了顆粒較大的渣,減少了通風阻力,送風更加均勻,增加了煤層的透氣性,提高了燃燒的穩定性,使爐渣含碳量顯著下降。

  5. 改善鍋爐系統的嚴密性,降低過剩空氣係數

鍋爐的過剩空氣係數是評價鍋爐燃燒狀況的一個重要引數,只有過剩空氣係數達到設計值時,鍋爐才能在最經濟的狀態下燃燒,因此要採取防止鍋爐本體及煙風道滲漏風的措施,改善鍋爐及煙風道的嚴密性,降低過剩空氣係數以提高鍋爐的效率和出力瀋陽惠天公司對鍋爐除渣系統進行水封,同時對鼓、引風系統、爐牆、煙道等漏風點封堵後,鍋爐熱效率由68%提高到76%,過剩空氣係數從2.9下降為2.1,鍋爐不僅升溫快,而且爐渣含碳量也能降到12%以下。

  6. 保證鍋爐受熱面的清潔,防止鍋爐結垢

鍋爐的水冷壁、對流管束、省煤器、空氣予熱器等受熱面積灰和鍋爐結垢是影響鍋爐傳熱的一個主要因素,據有關試驗測定,水垢的熱阻是鋼板的40倍,灰垢的熱阻是鋼板的400倍,因此要建立及建全鍋爐水質管理和定期的除灰制度,保證鍋爐用水的水質和鍋爐受熱面的清潔,以提高鍋爐效率和裝置使用壽命。

  7. 大、中型鍋爐採用計算機控制燃燒過程,提高鍋爐效率

對大中型鍋爐房應逐步建立微機系統實現鍋爐燃燒過程自動控制。由於鍋爐燃燒過程是一個不穩定的複雜變化過程,各種各樣的因素都會引起工況的變化,只有實現鍋爐燃燒的自動控制才能達到鍋爐的最佳燃燒工況,熱效率達到最高。

鞍山鍋爐廠經過多年努力,採用兩臺PLC工控機對9臺35t/h的蒸汽鍋爐進行集中管理,實現鍋爐燃燒自動控制。根據負荷狀況,對蒸汽壓力、流量、煤量、爐膛溫度、排煙溫度、煙氣含氧量進行綜合分析和尋優調整,以達到人工操作難以達到的效果,同時還可以根據煤質的好壞,加溼程度等因素適當調整引數,以達到最佳燃燒工況。幾年來執行工況一直平穩,噸汽標煤耗平均下降9.8kg/t,爐渣含碳量降低1.37%,效果顯著。

  8. 改變大流量、小溫差的執行執行方式,提高供水溫度和輸送效率

目前國內供熱系統,包括一次水系統和二次水系統都普遍採用大流量小溫差的執行方式,實際執行的供水溫度比設計供水溫度低10~20℃,迴圈水量增加20~50%。此種執行狀態使迴圈水泵電耗急劇增加(50%以上)、管網輸送能力嚴重下降、熱力站內熱交換裝置數量增加。其原因除受熱源的限制不能提高供水溫度外,主要是因為管網缺乏必要的控制裝置,系統存在水力工況失調的問題,為保證不利使用者供熱而採取的措施。因此,應該在供熱系統增加控制手段,解決了水力工況失調後,將供水溫度提高到設計溫度或接近設計溫度,以提高供熱系統的輸送效率、節約能源,併為使用者擴充套件打下良好基礎。鞍山市熱力公司在太原第一熱電廠供熱系統上採用了分階段改變流量的質調節執行方式,提高了初寒期的熱網供水溫度,迴圈水量減少約25%,一個採暖季迴圈水泵節電近200萬度,減少執行費用近83萬元。

  9.風機、水泵採用調速技術,更換壓送能力過大的水泵,節約電能

風機、水泵的選擇和配置其能力都有一定的富裕度,這是因為:

1.風機、水泵選型時要求揚程有一定裕度,而且風機、水泵規格不可能與需要完全一致,一般選型結果都稍大;

2.在執行過程中荷載(揚程、流量)常有波動變化,小荷載時風機、水泵的能力會進一步富裕;

3.熱網建設有一發展過程,迴圈水量逐年增加,系統滿負荷前水泵能力富裕很大。

風機、水泵採用調速技術,可以及時地把流量、揚程調整到需要的數值上,消除多餘的電能消耗。一般都能達到30%以上的節電效果。鞍山市熱力(集團)有限責任公司,在1997和1998兩年內,將58臺水泵改造為變頻調速泵後,節電率達40~60%,投資回收期為1.2個採暖期;鞍山熱力公司於1999年在43臺水泵上加裝變頻調速裝置後,節電率為40~50%,採用調速技術所增加的投資,一般在一個採暖季內通過減少電費支出就能得到回收。

但對壓送能力過大的水泵,採用調速技術來降低水泵揚程,將導致水泵在低效區工作,達不到預期的節能效果,因此,應根據實際執行資料的分析更換水泵。鞍山市熱力(集團)有限責任公司96年更換了5臺迴圈水泵,節電率達40~70%;97、98年進一步更換155臺水泵後電耗比改造前下降46.1%,年節電800萬度,兩年共創經濟效益945萬元,投資回收期約為0.6個採暖期。鄭州市熱力公司96年投資40萬元,更換了26臺水泵,年節電90萬度,節省電費45萬元。

目前常用的水泵變速裝置有變頻器和液力耦合器兩種。採用變頻器效率高、調速範圍大,但投資費用高且管理比較複雜;採用液力耦合器效率低、調速範圍小,但投資費用少且維護簡單。採用何種調速裝置、裝置功率如何選定、是否需要同時更換風機或水泵,應根據實際情況經技術、經濟比較後確定。

  10. 推廣熱水管道直埋技術,降低基礎投資和執行費用

熱水管道直埋技術在國內使用已有經驗。《城鎮直埋供熱管道工程技術規程》(CJJ/T81-98)也已於1999年6月1日起頒佈實施。直埋敷設與地溝敷設比較,不僅具有節省用地、方便施工、減少工程投資(DN≤500,管徑越小越明顯)和維護工作量小的優點外,由於用導熱係數極小的聚氨酯硬質泡沫塑料保溫,熱損失小於地溝敷設。尤其是長期執行後,地溝管道的保溫層會產生開裂、損壞以及地溝泡水而大幅度增加熱損失,而直埋管道不存在上述問題。由於大口徑(DN≥600mm)管道直埋的技術資料和使用經驗不夠,實施時可能會發生問題,使用時要填重。

  11. 推廣管道充水保護技術,防止管道腐蝕

國內部分非常年執行的供熱系統,採取夏季放水檢修,冬季投產前充水的作法。由於系統放水後不及時充水,空氣進入管道而造成管內壁腐蝕。所以非常年執行的供熱系統應積極推廣夏季管道充水保護技術,在夏季檢修後及時充滿符合水質要求的水,既可省去管道投運時的充水準備時間,又可防止管內壁腐蝕。

  12. 熱力站入口裝設流量控制裝置,解決一次水系統水力失調現象

目前,供熱系統的一次系統,因通過每個熱力站的水量得不到有效地控制而造成的水力失調和能源浪費的現象很嚴重。因此應在熱力站入口裝設流量控制裝置以解決一次水系統水力失調問題。對於當前國內供熱系統絕大多數採用的定流量質調節執行方式應裝設自力式流量限制器,對於近期即將採用或正在採用的`變流量調節的系統應裝壓差控制器。八十年代末北京市熱力公司在熱力站入口加裝了流量限制器,在熱源能力不增加的條件下供熱面積由1304萬平方米增加到1610萬平方米,節約熱能約20%。天津市熱電公司於1994~1996年在第一熱電廠熱水管網上安裝了148臺自力式流量限制器,耗熱指標由72W/m2降到44.4 W/m2,擴大供熱面積160萬平方米。中原油田供熱管理處98年在基地北區160萬平方米供熱系統的16座熱力站一次網回水管上,投資26萬元加裝國產自力式流量控制器後,停用了5臺燃油鍋爐,年節省燃油費用84萬元,迴圈水量由2300t/h下降到2100t/h。

  13. 熱力站(或混水站)安裝監控系統、實時調節供給使用者的熱量

為了實現實時控制和調節供給使用者的熱量,熱力站應安裝監控系統。

熱力站(或混水站)內設有采暖系統、生活熱水系統和空調系統,那個系統需要控制,實施什麼樣的控制水平應根據實際情況確定。當一、二次系統都為質調節、流量基本不變時,根據二次系統的供回水溫度控制一次系統的供水閥門,可以使用手動調節閥,自力式調節閥,對於控制要求高、控制過程複雜的,則應考慮配有電動執行機構的計算機控制裝置。

先進國家的集中供熱間接連線熱力站,一般都採用組合式供熱機組。該機組包括板式換熱器,迴圈水泵,補水裝置,監控儀表和裝置,可根據室外溫度調節二次水供水溫度和供給熱量。近年來,我國哈爾濱、天津等地的熱力公司安裝這種供熱機組,執行結果表明,有顯著的節能效果。同時還有佔地小,安裝簡單等優點。

國內已經實施監控的熱力站,都取得良好的節能效益瀋陽惠天熱電有限公司瀋海熱網於1993年在33個間接連線熱力站安裝了監控系統,並於當年冬季對所轄間接連線熱力站進行熱耗統計,有監控的熱力站,其採暖平均熱指標為41.2W/m2而無監控熱力站的採暖平均熱指標達48.8W/m2,節能率為15%。

  14. 改善二次水系統和戶內系統,解決小區內建築物之間和建築物內部房屋冷熱不均,能源浪費的問題

在使用者樓棟入口(當幾棟樓到幹管的系統管道阻力相近時,也可在總分支管上)裝設流量控制裝置,對各樓之間流量分配進行調節,在管路(一般為立管)上裝設平衡閥平衡各立管之間的流量,在每組散熱器前裝設溫控閥控制室內溫度,可以有效地解決小區內建築物之間和建築物內部房屋冷熱不均的問題,不僅節約能源,還為計量收費,使用者自由調節室溫打下了基礎。

北京市熱力公司在供熱節能示範小區採用上述措施後,有效地解決了豎向失調問題,節約能源20%;山東榮城供熱公司在小區供熱面積為10萬平方米的85%使用者入口安裝了流量調節裝置,基本實現了網路水力平衡,節約熱能8%,減少水泵功率25%,做到了當年投資當年回收;吉林熱力公司在戶內系統壓力損失比較大的環路立管上,安裝小揚程、小流量和噪音小的三級調速管道泵以提高該環路的壓差,改善了供熱狀況,也取得了較好的效果。

  15. 加強管理,控制系統失水是節能和保證安全執行的重要措施

目前國內部分直接連線的供熱系統失水情況嚴重,補水率高的可達迴圈水量的10%以上。失水主要是使用者放水和二次系統以及使用者內部系統管網陳舊漏水所致。系統大量失水和熱量丟失、影響供熱能力,而且一些供熱單位還因水處理能力不足,不得不用生水作為熱網補水,而造成管網阻塞和腐蝕。因此,必須加強宣傳教育、加強管理,採取防漏、查漏、堵漏等有效措施,將失水率降到正常的水平。唐山市熱力總公司大部分為直接連線的系統,多年來補水率一直保持在1%以下,取得了很大成績。對於大、中型供熱系統應考慮將直接連線改為間接連線。間接連線一方面可將一次系統和二次系統的水力工況分開彼此不受影響,便於提高一次系統的壓力和溫度,增加輸送能力,保證系統的正常安全執行;另一方面也便於發現失水的部位。

  16. 對冬季供暖鍋爐,提倡連續執行,分時供暖,節約能源

供暖期熱負荷的變化,應採用調整鍋爐運行臺數的辦法解決,即在初、末寒期減少鍋爐運行臺數,嚴寒期增多鍋爐運行臺數,以避免鍋爐低負荷執行,提高鍋爐執行效率。

利用居民夜間睡眠休息、辦公室無人辦公採暖房間需要的溫度可以適當降低的條件,對住宅和公建採用分時供暖,降低供熱引數以減少供熱量可以達到節能的目的。包頭市熱力公司採用分階段改變一次網供水溫度和對使用者實施分時供暖的辦法;天津市熱電公司在熱力站中通過控制加熱器二次出口溫度對使用者分時供暖,都取得了很好的節能效果。

  17. 建立並完善與供熱系統相適應的控制系統

供熱系統是由熱源、管網、使用者組成的一個複雜系統,為使熱生產、輸送、分配、使用都處在有序的狀態下,提高供熱系統的能源利用,需要建立和供熱系統相適應的控制系統。控制系統的建立可為供熱管理人員提供供熱系統的執行狀況,幫助工作人員選擇最佳的執行方式,維持供熱系統瞬間變化的水力工況平衡,保證供熱,節約能源。控制系統的投資一般在系統初投資的5%以下,但其經濟和社會效果是很好的。

建立並完善控制系統時要防止一刀切,一個模式的傾向。應根據系統的大小、複雜程度,實事求是地選擇適用的控制系統,合理配置硬體、使用軟體和儀表。

  18. 條件合適的供熱系統採用多熱源聯網技術

國內供熱系統的規模正在逐漸擴大,部分供熱系統具有二個或二個以上的熱源。由於各熱源的生產裝置引數和燃料等不同,因而熱生產的單位費用不同(如北京熱電聯產每吉焦的費用最低為12.85元,而燃氣區域鍋爐房最高達74元)和效率差異引起的能耗不同(如熱電聯產供熱煤耗一般在44kg/GJ,而集中(或區域)鍋爐可達55~62 kg/GJ)。因此,在供熱系統執行時採用多熱源聯網執行技術,儘量使熱生產費用低、能耗小的熱源作為主熱源在整個採暖季中滿負荷執行,而熱生產費用高、能耗大的熱源作為調峰熱源提供不足部分的熱量,這樣就能最大限度地提高系統的經濟性和取得良好的節能結果。