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文檔簡介

1、供熱技術(shù)講課提綱1. 供熱系統(tǒng)工況分析1.1 何為熱力工況、水力工況研究供熱系統(tǒng)供熱量、溫度等參數(shù)的分布狀況稱為熱力工況。在熱力工況的研究中,熱用戶室內(nèi)溫度的分布狀況的分析尤為重要,室內(nèi)實際溫度是否達(dá)到設(shè)計溫度直接關(guān)系到供熱效果的好壞;當(dāng)供熱成為商品時,室溫是否達(dá)標(biāo),將變?yōu)楹饬抗徇@個商品質(zhì)量優(yōu)劣的唯一標(biāo)尺。因此,無論供熱系統(tǒng)的設(shè)計,還是供熱系統(tǒng)的運行,分析供熱系統(tǒng)的熱力情況都是頭等重要的任務(wù)。研究供熱系統(tǒng)壓力、流量等參數(shù)的分布狀況稱為水力狀況。供熱系統(tǒng)的供熱量是通過熱媒(亦稱介質(zhì),為熱水、蒸汽、空氣等)輸送的。因此,熱媒的輸送狀況,直接影響供熱量的分布狀況,進(jìn)而影響室內(nèi)溫度的分布狀況。而熱媒

2、的輸送狀況,通常是通過其壓力、流量等來描述的。由于水力狀況是用來分析熱媒傳送狀況的,因此,水力狀況是熱力工況的源頭,研究熱力工況,必須著手研究水力狀況。1.2 熱力工況與水力工況的關(guān)系公式(1)表示了熱力工況與水力工況之間的關(guān)系: (1.1)式中 -熱用戶室內(nèi)溫度, -供熱系統(tǒng)的供水溫度, -室外溫度, -表示系統(tǒng)循環(huán)流量大小的熱當(dāng)量,KJ/h,其值由(2)公式表示: (1.2)式中 -系統(tǒng)循環(huán)流量,kg/h; -熱媒(水)的比熱,KJ/kg,; -建筑物在室內(nèi)外流量為1時的熱耗失量,W/; -散熱器換熱的有效系數(shù),的計算公式從略,詳見參數(shù)文獻(xiàn)【1】。表1.1 水力工況與熱力工況的關(guān)系計算表1

3、.1 熱熱系統(tǒng)水平失調(diào)時熱力工況計算用戶名稱設(shè)計供水溫度運行流量設(shè)計流量失調(diào)度單位供暖面積散熱器散熱量有效系數(shù)回水溫度平均室溫1-5752.252.2510.950.3555181750.352.250.160.780.8812.94.42750.72.250.310.880.7527.211.33751.62.250.710.940.4847.517.54753.22.251.420.960.27359.919.55755.42.252.40.980.1656620.2系統(tǒng)合計7511.2511.25157.5從公式(1.1)和表(1.1)可以看出,當(dāng)建筑物,散熱器固定不變時,對應(yīng)一定的室外

4、溫度和系統(tǒng)供水溫度時,建筑物室內(nèi)溫度的高低,只取決于系統(tǒng)循環(huán)流量的大小。也就是說, 在特定的供熱系統(tǒng)里(建筑物、散熱器、系統(tǒng)管線一致),在相同的運行條件下(室外溫度、供水溫度一定),供熱系統(tǒng)的熱力工況完全決定于水力工況。在供熱行業(yè)里,通常困擾我們的最大難題就是冷熱不均,處于熱源近端的室溫過熱,被迫開窗戶;靠近熱源末端的室外過冷。表1.1告訴我們:凡是室外過低的,都是進(jìn)入散熱器的循環(huán)流量遠(yuǎn)大于設(shè)計流量造成的。進(jìn)一步分析,還可得出以下結(jié)論:凡室溫低于4.5的,其循環(huán)流量不是設(shè)計流量的20%;凡室溫在10左右的,流量約為設(shè)計值的30%左右;凡室溫在16以上時,流量均在設(shè)計流量的70%以上;凡實際流量

5、超過設(shè)計流量1-2倍以上的,室溫都將超過20以上。1.3 熱力工況與水力工況的穩(wěn)定性供熱系統(tǒng)最佳的供熱效果,是在追求整個供熱季節(jié),各用戶室溫都能達(dá)標(biāo),實現(xiàn)設(shè)計室溫。當(dāng)熱源供熱量滿足熱用戶熱負(fù)荷時,各熱用戶室溫皆為設(shè)計室溫時,稱為熱力工況穩(wěn)定,否則,為熱力工況失調(diào)。熱力工況穩(wěn)定性常用熱力工況失調(diào)度表示,其值為實際室溫與設(shè)計室溫的比值表示: (1.3)當(dāng)>1,表示室溫過熱;<1,則室溫過冷,供熱系統(tǒng)存在冷熱不均的熱力失衡現(xiàn)象。表1.2,給出了實現(xiàn)熱力工況穩(wěn)定時的最佳循環(huán)流量值。表1.2 供熱系統(tǒng)熱力工況垂直失調(diào)計算室外氣溫()熱網(wǎng)單位面積平均流量g熱網(wǎng)失調(diào)度x供水溫度回水溫度用戶區(qū)段用

6、戶失調(diào)度平均室溫五層四層三層二層一層-184.216045近端11818181818中端11818181818遠(yuǎn)端11818181818-4.13.70.894736.6近端0.891818181818中端0.891818181818遠(yuǎn)端0.891818181818-4.14.71.1246.538.3近端2.317.618.118.819.420.1中端0.817.417.317.21716.9遠(yuǎn)端0.2615.91412.310.79.1表1.2表明:實現(xiàn)熱力工況穩(wěn)定,供熱系統(tǒng)在整個運行期間,并不是始終維持設(shè)計流量(最大循環(huán)流量)進(jìn)行定流量運行,而是隨著室外溫度的升高逐漸減少系統(tǒng)循環(huán)流量。

7、在表1.2的實例中,當(dāng)室外溫度為設(shè)計外溫時,保持熱力工況穩(wěn)定的循環(huán)流量為設(shè)計運行流量,此時,各熱用戶皆為室溫18。當(dāng)外溫升至-4.1(當(dāng)?shù)毓┡镜钠骄鉁兀r,維持熱力工況穩(wěn)定的循環(huán)流量是設(shè)計流量的89%(即失調(diào)度),而不是設(shè)計流量。我們把特定外溫下,維持熱力工況穩(wěn)定所對應(yīng)的循環(huán)流量稱為最佳循環(huán)流量。供熱系統(tǒng)只有在最佳循環(huán)流量下運行,才能保持系統(tǒng)熱力工況穩(wěn)定。系統(tǒng)循環(huán)流量小于最佳循環(huán)流量,則上層過熱,下層過冷(指上供下回系統(tǒng));系統(tǒng)循環(huán)流量大于最佳循環(huán)流量,則上層過冷,下層過熱(指上供下回系統(tǒng))。 通常把實際循環(huán)流量G與設(shè)計流量的比值稱為水力失調(diào)度。>1或<1,均稱為水力失調(diào)。但通

8、過上述最佳循環(huán)流量的論述,可以明確指出:真正能真實反映水力穩(wěn)定(平衡)的是相對水力失調(diào)度,而不是水力失調(diào)度。其相對水力失調(diào)度可用下式表示: (1.4)式中,-表示最佳循環(huán)流量。采用相對失調(diào)度表示水力穩(wěn)定性,其物理意義更加清晰。當(dāng)=1時,表示實際循環(huán)流量等于最佳循環(huán)流量,此時熱力工況穩(wěn)定,因此水力工況亦而穩(wěn)定達(dá)到了要求的水力平衡狀態(tài)。否則>1,<1都將引起熱力工況失調(diào),因此水力工況沒有實現(xiàn)平衡,形成水力失調(diào)。表1.2采用相對水力失調(diào)度表示,則如表1.3所示,則物理意義更加明確。表1.3 相對水力失調(diào)度表示熱力工況的穩(wěn)定性表1.3相對水力失調(diào)度表示熱力工況的穩(wěn)定性室外氣溫()水力失調(diào)度

9、相對失力失調(diào)度用戶區(qū)段用戶水力失調(diào)度用戶相對水力失調(diào)度平均室溫五層四層三層二層一層-1811近端111818181818中端遠(yuǎn)端-4.10.891近端0.8911818181818中端遠(yuǎn)端-4.11.121.26近端2.32.5817.618.118.819.420.1中端0.80.917.417.317.21716.9遠(yuǎn)端0.260.2915.91412.310.79.1最佳循環(huán)流量,根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】,可分別按公式(1.5),(1.6)進(jìn)行計算: (1.5) (1.6)公式(1.5)適用于雙管系統(tǒng),公式(1.6)適用于單管系統(tǒng),在推廣供熱計量技術(shù)后,室內(nèi)供熱系統(tǒng)多采用雙管系統(tǒng),所以公式(1

10、.5)應(yīng)用更多些。表1.4 給出了我國不同地區(qū)最佳循環(huán)流量的變化原因。表1.4 不同地區(qū)供暖系統(tǒng)最佳循環(huán)流量值(最小值)地區(qū)采暖設(shè)計外溫()設(shè)計室溫()雙管系統(tǒng)單管系統(tǒng)漠河-39180.610.68哈爾濱-26180.670.73沈陽-18180.710.76北京-9180.790.83江蘇-5180.830.862. 供熱系統(tǒng)的輸送動力2.1傳統(tǒng)循環(huán)水泵設(shè)置的存在問題傳統(tǒng)循環(huán)水泵設(shè)置在供熱(供冷)系統(tǒng)的熱源(冷源)處,同時擔(dān)負(fù)著熱源(冷源)循環(huán),外網(wǎng)輸送循環(huán)和熱用戶(冷用戶)的循環(huán)三項功能。該循環(huán)水泵的選擇,其循環(huán)流量的系統(tǒng)總流量,仍然為最不利環(huán)路的總壓降。如圖2.1所示:圖2.1 分布式設(shè)

11、計文章插圖通過圖2.1,不難看出,傳統(tǒng)循環(huán)水泵的設(shè)置,明顯存在著如下兩方面的問題:(1)造成水力分配不均,是水力工況、熱力工況失調(diào)的主要原因。如圖2.1所示,傳統(tǒng)循環(huán)水泵的流量只與系統(tǒng)熱源的總供回水母管的流量一致,都大于系統(tǒng)其它各支路流量;其揚程只與系最不利環(huán)路的壓降相等,對于其它各循環(huán)回路都是偏大的。從設(shè)計水壓圖上觀察,若設(shè)各熱力站的資用壓頭均為10m H2O,則只有最遠(yuǎn)端熱力站的實際資用壓頭與設(shè)計資用壓頭一致,其余各熱力站資用壓頭全部超量:離熱源最近的第一熱力站資用壓頭超量50m,第二熱力站超量40m,第三熱力站超量30m,如果系統(tǒng)不采取任何調(diào)節(jié)措施,運行的結(jié)果,必然是熱源近端的熱力站循環(huán)

12、流量超量過大,遠(yuǎn)端的熱力站循環(huán)流量不足。因為循環(huán)水泵選型一定,總循環(huán)量不可能有太大出入,運行結(jié)果必然是近端熱力站搶走了遠(yuǎn)端熱力站的循環(huán)流量。從水壓圖上看,實際運行的水壓圖(虛線表示)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)計水壓圖,導(dǎo)致系統(tǒng)末端資用壓頭幾近為0,系統(tǒng)熱媒都不流動了,房間還能熱嗎?通過上述分析,可以很明顯的說明:幾十年來,供熱系統(tǒng)一直存在的水力失調(diào),導(dǎo)致熱力失調(diào)進(jìn)而冷熱不均,最主要的原因是循環(huán)水泵設(shè)置不合理。(2)造成無效電耗過大,導(dǎo)致系統(tǒng)輸送效率低下。在近端熱力站入口安裝適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥是必要的。通過調(diào)節(jié)閥的節(jié)流作用,消耗掉近端過多的資用壓頭。但是,必須指出,調(diào)節(jié)閥節(jié)流消耗掉的資用壓頭,完全等于無效電耗,這是傳

13、統(tǒng)循環(huán)水泵輸送效率過低的根本原因。綜上所述,傳統(tǒng)循環(huán)水泵在實現(xiàn)系統(tǒng)傳送功能的同時,不但輸送效率不高,而且導(dǎo)致工況失調(diào),嚴(yán)重影響供熱效果。為了提高供熱系統(tǒng)為工藝水平,這種落后的設(shè)計理念必須改變。2.2 大流量小溫差運行方式的利弊在上世紀(jì)五六十年代,調(diào)節(jié)技術(shù)還不成熟的情況下,為了緩解冷熱不均的困擾,我國供熱行業(yè)自行摸索出一種土辦法,稱為大流量小溫差的運行方式。這種運行方式的基本做法是當(dāng)供熱系統(tǒng)出現(xiàn)冷熱不均的失調(diào)現(xiàn)象時,對系統(tǒng)不做任何調(diào)節(jié),只將原來的系統(tǒng)小循環(huán)水泵換成大循環(huán)水泵。借以期盼供熱效果的改善。這種運行方式,曾在當(dāng)時的供熱界,引起過激烈的爭議,其中一部分人持肯定態(tài)度,一部分人持反對態(tài)度,雙方

14、堅持不下。為此,我們清華專門進(jìn)行了課題研究。研究結(jié)果,在我寫的供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)與控制1一書中,做了詳細(xì)的論述。(1)首先,應(yīng)該承認(rèn)大流量小溫差運行方式,能夠緩解冷熱不均的現(xiàn)象。表2.1很清楚表明:當(dāng)以供熱系統(tǒng)失調(diào)時,熱用戶室溫分別為4.4、11.5、17.5和19.9、20.2 。不做任何調(diào)節(jié),只將熱源處循環(huán)流量提高1.4倍(熱源恒熱源運行),則各熱用戶室溫分別為8.5、13.6、18.0、20.0和20.7 ,而且明顯看出:末端不熱用戶室溫提高的幅度大,近端末端呈現(xiàn)填平補齊的作用。若繼續(xù)提高循環(huán)流量,冷熱不均的狀況會進(jìn)一步得到改善。當(dāng)循環(huán)流量增到無窮大時,各熱用戶室溫均達(dá)到18 ,冷熱不均徹

15、底清除。當(dāng)然循環(huán)流量受到能耗與經(jīng)濟(jì)條件的限制,不可能無限增大,但加大循環(huán)流量確實能改善供熱效果是不爭的事實。加大流量之所以能消除冷熱不均的現(xiàn)象,主要是由于散熱器的散熱特性決定的。循環(huán)流量過小,遇到了散熱器的散熱量,隨著循環(huán)流量的增加,散熱器的散熱能力得到充分發(fā)揮,室溫自能得到提高,但近端熱用戶的散熱器循環(huán)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計流量,散熱器的散熱量早已飽和,在恒熱源的運行下,由于供水溫度的下降,近端室溫下降就成為很自然的現(xiàn)象。表2.1 大流量運行時的熱力工況計算系統(tǒng)工況用戶名稱運行流量gi(kg/(m2.h)水力失調(diào)度xi室溫平均室溫系統(tǒng)供熱量Q(W)系統(tǒng)供熱量比值(%)供熱量浪費率(%)總流量G(k

16、g/h)單位面積流量g(kg/(m2.h)設(shè)計流量g(kg/(m2.h)水失調(diào)度x供水溫度回水溫度11.252.252.2517557.510.350.164.414.8230-12.531.9(6.3)20.70.3111.331.60.7117.543.21.4219.955.42.420.215.753.152.251.47561.610.50.228.516.2245.5-6.225210.4413.632.2511844.522057.53.3320.73062.252.679282.310.940.421825.8338.429.36121.840.8323.634.271.927

17、.448.53.7829.3514.46.430.770.314.12.256.257571.412.2511821.5294.412.523.824.441.9719.8310.064.4722.54208.9923.6533.75152470.314.12.256.2566.663.412.25115.717.9260.5-0.00424.441.9717.2310.064.4718.54208.8918.9533.75151911.252.252.251755512.25118182620022.2511832.2511842.2511852.25118(2)大流量小溫差運行方式有是大能

18、耗大熱源低產(chǎn)出的落后運行方式 大電耗流量增加一倍,電耗增加八倍。根據(jù)目前的實際工程,供熱系統(tǒng)輸送動力的電耗約為0.35w/m2 。折合成熱耗量,電耗占熱耗的2.5%。若供熱系統(tǒng)循環(huán)流量提高1.4倍,則電耗占熱耗升為6.9%;若循環(huán)流量增加到一倍,電耗占熱耗的比例上升為20%,顯然是難以承受的。 大熱耗在冷熱不均的情況下,近端過熱開窗戶,末端不熱,采取別的熱源補充,里外都是熱量浪費;當(dāng)增大循環(huán)流量受到限制時,為改善末端供熱效果,常常采取提高供水溫度的做法,此時,所有熱用戶室溫普遍提高,將會造成更大的浪費。表2.2表明,這種熱量浪費通常情況下,都在20-30%之間。 大熱源提高供水溫度,必然增加供

19、熱量,亦即增加鍋爐設(shè)備,否則在大流量運行下,供水溫度的提高是難以實現(xiàn)的。大熱源的出現(xiàn),又必然造成單位蒸噸所帶供熱面積的減少,以及推廣連續(xù)供熱的困難,致使供熱行業(yè)管理水平的低下。2.3 分布式水泵供熱系統(tǒng)(1)分布式水泵的基本理念與特點避免無效實現(xiàn)有源式水力平衡(變頻調(diào)速技術(shù)為依托)熱媒輸送由“推著走”變?yōu)椤巴浦摺保ㄋ畨簣D供水壓力高于回水壓力變?yōu)楣┧畨毫Φ陀诨厮畨毫Γ?)分布式水泵供熱系統(tǒng)的設(shè)計(3)分布式水泵供熱系統(tǒng)設(shè)計運行中應(yīng)注意的問題(4)多級分布式水泵供熱系統(tǒng)的設(shè)想3. 供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)與調(diào)控3.1運行調(diào)節(jié)與控制的“三個平衡”原則(1)熱量平衡 無論“一對一”供熱系統(tǒng),還是多熱源聯(lián)網(wǎng)

20、供熱系統(tǒng),運行中的第一要務(wù),實現(xiàn)供熱平衡,即熱源供出的熱量要與熱用戶的需要熱量相等。這是運行調(diào)節(jié)的首要任務(wù)-實現(xiàn)室溫達(dá)標(biāo)。(2)流量平衡流量平衡即水力平衡。水力平衡有節(jié)流式水力平衡與有源式水力平衡兩種。 節(jié)流式水力平衡供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)與控制對國內(nèi)外的調(diào)節(jié)手段總結(jié)了十種方法,重點介紹三種方法:a. 自動式調(diào)節(jié)閥,包括自動式限流閥和差壓調(diào)節(jié)閥b. 模擬分析法c. 簡易快速調(diào)節(jié)閥有源式水力平衡水泵變頻調(diào)速即為有源式水力平衡法。與節(jié)流式水力平衡法比較,沒有節(jié)流能量損失。(3)壓力平衡供熱系統(tǒng)正常安全運行,必須實現(xiàn)壓力平衡,做到壓力的四個保證:保證不倒空、不氣化、不壓壞和一定的資用壓頭。3.2 實現(xiàn)變壓

21、變流量的變溫調(diào)節(jié)供熱系統(tǒng)傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法有質(zhì)調(diào)節(jié)(即定流量調(diào)節(jié))、量調(diào)節(jié)、分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)等。由于技術(shù)水平的限制,長期以來人們習(xí)慣于定流量調(diào)節(jié)。對于變流量調(diào)節(jié),也只是在改變水泵并聯(lián)臺數(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)分階段變流量調(diào)節(jié)。自從變頻調(diào)控技術(shù)的成熟和供熱計量技術(shù)的推廣以來,供熱系統(tǒng)已經(jīng)不在是定流量運行了。在新的供熱技術(shù)革新的情況下,供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)與控制也必須相應(yīng)的進(jìn)行創(chuàng)新。(1) 實行無級集中變流量調(diào)節(jié):集中變流量調(diào)節(jié)與局部變流量的區(qū)別(2) 變壓差、變流量的控制決策(3) 變壓差、變流量的變溫調(diào)節(jié)3.3 多熱源的聯(lián)網(wǎng)運行(1)“三個平衡”原則在多熱源聯(lián)網(wǎng)運行運行中的應(yīng)用(2)多點補水旁道定壓4.供

22、熱系統(tǒng)熱源本節(jié)重點不講各種熱源的工藝結(jié)構(gòu)。只從能源的合理利用方面做一些分析研究。4.1 不同品味能源的合理利用(1)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的伏越性-低品位能源的合理利用在節(jié)能技術(shù)的研究中,為了說明節(jié)能效益,常常同時從能量的質(zhì)量和數(shù)量兩個方面進(jìn)行分析。能量數(shù)量,一般是在同一單位(為焦耳、大卡等)下,由數(shù)量大小判斷。能量質(zhì)量,則是比較能量作為能力的大小來說明。這里所說功能力,是指能量轉(zhuǎn)換的機械能的大小。通常機械能包括動能、勢能、推動能、膨脹能等。電能多數(shù)由機械能轉(zhuǎn)換而成。就能量而言,主要有化學(xué)能、機械能和勢能。我們行業(yè)研究的供熱空調(diào)制冷,主要研究熱能與機械能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。所謂勢能的質(zhì)量、品位高低,就是指熱

23、能轉(zhuǎn)換的機械能的能力大小。衡量熱能質(zhì)量質(zhì)量或品位高低,在熱力學(xué)中通常用的參數(shù)衡量,有時也稱為能質(zhì)系數(shù)?;蚰苜|(zhì)系數(shù)可用下式表達(dá): (4.1)式中 -工質(zhì)的值,KJ/kg; h-工質(zhì)的焓值,KJ/kg; s-工質(zhì)的熵值,KJ/kg.h 、,分別為環(huán)境狀態(tài)下的焓、熵和絕對溫度。在一般情況下,常常把0,20作為環(huán)境狀態(tài),此時環(huán)境狀態(tài)的絕對溫度分別為=273.16K,或 =20+273.16K。從公式看出,工質(zhì)具有的熱能不能完全轉(zhuǎn)換成機械能(由表示,而必須有的能量損失。我們研究能量轉(zhuǎn)換,最主要的目的就是盡量減少轉(zhuǎn)換過程的能量損失。在供熱系統(tǒng)的研究中,常常碰到鍋爐、換熱站等傳熱設(shè)備。在這些設(shè)備的傳熱過程中

24、,由于有能量損失,所以在傳熱過程中,做功能力都有下降。也就是說,在傳熱過程中,熱量的質(zhì)量、品位或值都會降低。 (4.2)式中,-輸出側(cè)的值,KJ/kg; -輸入側(cè)的值,KJ/kg; -輸出側(cè)的能質(zhì)系數(shù); -輸入側(cè)的能質(zhì)系數(shù); ,-分別輸入側(cè)的絕對供、回水溫度,k; ,-分別輸出側(cè)的絕對供、回水溫度,k;根據(jù)上述關(guān)系式,可對熱電廠進(jìn)行一下的能效分析表4.1 火力發(fā)電廠(凝氣機組)能效分析主蒸汽初參數(shù)發(fā)電容量pc(MW)分析方法發(fā)電效率(%)鍋爐損失(%)泠凝器損失(%)汽輪機不可逆損失(%)管道、機電損失(%)p0(MPa)t0()3.543561225熱量法231554.76.41.73法26

25、59.85.16.92.2316.5555300600熱量法34.5944.910.21.39法34.556.42.55.21.4a.從發(fā)電效率上分析,分析法(即能量質(zhì)量)與熱量分析法(表量)是一樣的。對于小機組(發(fā)電容量為6,12,25mw)發(fā)電效率在23%與26%之間;對于大機組(發(fā)電容量為300mw,600mw)發(fā)電效率為34.5%。發(fā)電效率指做功能力,兩種分析方法本質(zhì)是相同的。b.在發(fā)電工藝中,無論汽輪機不可逆損失,還是管道、汽輪機和發(fā)電機的機械損失,熱量分析法(數(shù)量)、(質(zhì)量)分析法,其值相差不大。主要是鍋爐(熱源)、泠凝器(冷源)的數(shù)值差別很大。對于值分析,最大的損失在鍋爐(熱源)

26、,一般在50-60%。因為在鍋爐中,燃料的理論燃燒溫度為2000,換熱生成的主蒸汽溫度為550,溫差接近1500,過大的溫差導(dǎo)致做功能力的大小損失。而冷凝器(冷源)熱量損失很大,占45-50%,但品位低(溫度一般為36左右),值損失只占2.5-5.0%左右。因此,提高值效率的途徑在熱源鍋爐。c.冷凝器一端,提高效率的潛力有限,但熱量數(shù)量的浪費龐大,而供熱行業(yè)正是吸納低品位熱量的極大領(lǐng)地。因此,發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)供熱,熱量利用率一般都在70-80%以上。(2)供熱系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的參數(shù)配置這里主要討論熱用戶(即散熱器)供水溫度如何確定的問題,當(dāng)然連帶的會涉及到熱源的供水溫度的確定問題。我國設(shè)計規(guī)范一直延用蘇

27、聯(lián)時代的設(shè)計值,熱用戶供回水溫度為95/70。曾經(jīng)經(jīng)過一次大討論,后改為95/70,85/60并用。最近,最新一次變動,改為75/50。供回水設(shè)計溫度一次一次的下降,概括起來,大體上有這樣幾個原因:a.建筑外墻保溫的設(shè)置,維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的改善,導(dǎo)致供熱負(fù)荷的減少,適合降低供回水設(shè)計溫度是應(yīng)該的,b.設(shè)計供回水溫度與運行供回水溫度的不符。由于這一原因,降低供回水設(shè)計溫度是錯誤的。作者曾多次指出,這種設(shè)設(shè)計值與運行值的不符,是因為設(shè)計的失誤與運行的失誤引起的。改正的應(yīng)該是提高設(shè)計運行水平,而不是相反。如果錯誤的采取降低設(shè)計供回水溫度,設(shè)計運行中的失誤依然如故,其結(jié)果必然惡性循環(huán)。c.我國鋼產(chǎn)過剩

28、,適當(dāng)增加散熱器數(shù)量無礙大局。這是無稽之談。任何時候,適當(dāng)減少金屬耗量,總是應(yīng)該追求的一個經(jīng)濟(jì)指標(biāo),不能忘記,減少金屬耗量是節(jié)能的一個重要途徑。d.可以降低管網(wǎng)熱損失。這是歐洲采用低溫供熱的重要原因??墒俏覈膰榕c歐洲的國情有很的不同。歐洲的建筑密度小,單位供暖面積的管網(wǎng)敷設(shè)率低,為了減少管網(wǎng)熱損失,采用低溫供熱是符合他們的國情的。而我國建筑密度高,單位供暖面積的管網(wǎng)敷設(shè)率也高。在這種情況下,降低供水溫度,帶來的弊端可能更大。e.是提高效率的重要途徑。這一點,又陷入了一個誤區(qū),下面就這一問題,談一些不成熟的看法。表4.2、表4.3 給出了供熱系統(tǒng)有關(guān)工藝環(huán)節(jié)溫度參數(shù)的值以及換熱過程的效率。表

29、4.2 換熱過程的火用效率分析換熱頻型效率(%)換熱頻型效率(%)間接鏈接加熱側(cè)參數(shù)/被加熱側(cè)參數(shù)溫水連接加熱側(cè)參數(shù)/被加熱側(cè)參數(shù)130/80/95/7083.885/60/75/60100130/70/85/6078.785/50/60/50100120/80/95/7086.8用戶散熱器95/70/1826.7120/70/85/6081.785/60/1829.595/70/85/6090.565/50/1835.685/60/65/5083.280/40/1844表4.3 供熱系統(tǒng)有關(guān)工藝環(huán)節(jié)溫度參數(shù)的值溫度參數(shù)()值溫度參數(shù)()值130/800.27795/700.232130/70

30、0.26785/600.21120/800.25765/500.174120/700.24750/400.141110/70180.062誠然,能夠看出:當(dāng)熱用戶供回水溫度為65/50(散熱器)和50/40(地板輻射采暖)時,與室內(nèi)溫度18的換熱效率分別為35.6%和44%,優(yōu)于95/70的效率26.7%和85/60的效率29.5%。但判斷能量是否合理,光看熱用戶末端是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果系統(tǒng)熱用戶、熱力站和熱源,就會發(fā)現(xiàn):最大的損失是在熱源,當(dāng)熱源的供回水溫度為130/70時, 效率只有26.7%,也就是說,此時值損失了70%以上。如果為了提高熱用戶處的效率,一味降低熱力站,熱源處的供回水溫度,

31、則在熱源處的損失很更低(當(dāng)熱源處供回水溫度為85/60,值損失近80%),顯然是不合理的。再從絕對的值觀察,當(dāng)室內(nèi)溫度為18,其值為0.062,能量品位是很低的。從能量品位的合理利用分析,采用低品位的能源供熱是最合理的,上節(jié)討論熱點聯(lián)產(chǎn)供熱就是一例。反之,對于區(qū)域鍋爐房,燃料燃燒后(如煤、天然氣)直接供熱,是最不合理的。但目前完全排斥區(qū)域鍋爐房供熱,也不現(xiàn)實。合理的做法,是盡量提高熱源供回水溫度。這樣做,雖然整個供熱系統(tǒng)的效率并未提高,但帶來的好處是減少了系統(tǒng)循環(huán)流量,降低了管網(wǎng)造價,這從另一方面得到了一定彌補,總比片面降低供水溫度要全面的多。f.吸收式熱泵供熱的需要。此內(nèi)容下節(jié)詳述。4.2 熱泵在余熱利用中的應(yīng)用熱量從低溫向高溫傳遞的機械設(shè)備稱為熱源。 余熱有相當(dāng)數(shù)量的品位是比較低的。為了實現(xiàn)低品位余熱供熱,熱泵技術(shù)常常是不可或缺的。(1) 電熱泵供熱a.電熱泵的節(jié)能條件b.水電熱泵的優(yōu)勢(2) 熱熱泵-吸收式熱泵

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