供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施

供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施【摘要】從目前國(guó)家建筑節(jié)能形勢(shì)出發(fā),簡(jiǎn)樸論述了北方供暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造的必要性。分析比較了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外既有居住建筑改造實(shí)例,探討了我國(guó)北方既有居住建筑節(jié)能改造的若干技術(shù)問(wèn)題。分析了節(jié)能改造各環(huán)節(jié)技術(shù)路線的基本規(guī)定,簡(jiǎn)介了節(jié)能改造的評(píng)估與診斷措施,詳細(xì)分析了節(jié)能改造的技術(shù)方案。

【關(guān)鍵詞】供暖地區(qū)節(jié)能改造技術(shù)路線技術(shù)方案1.安裝熱工儀表，掌握系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況供熱系統(tǒng)安裝所需的熱工儀表是掌握系統(tǒng)運(yùn)行工況、精確理解和分析系統(tǒng)存在的問(wèn)題、采用對(duì)的措施與措施以到達(dá)節(jié)能挖潛目的重要手段。目前熱工儀表安裝不全、不準(zhǔn)的狀況比較普遍，因此，必須要按照規(guī)定補(bǔ)齊所有熱工儀表，并保證儀表的完好和精確。2.加強(qiáng)鍋爐房的運(yùn)行管理，是投資少、效果明顯的節(jié)能措施1.司爐人員及水處理人員必須經(jīng)國(guó)家勞動(dòng)部門(mén)或技術(shù)監(jiān)督部門(mén)培訓(xùn)并考試合格；2.建立對(duì)的、完善、切實(shí)可行的運(yùn)行操作規(guī)程；3.鍋爐房水處理(包括軟化水或脫鹽、除氧)設(shè)備處理后的水質(zhì)，必須到達(dá)而易見(jiàn)國(guó)家規(guī)程規(guī)定的水質(zhì)原則，嚴(yán)禁鍋爐直接補(bǔ)自來(lái)水或河水；4.嚴(yán)格執(zhí)行定期維修，停爐保養(yǎng)制度，保證設(shè)備完好，杜絕跑、冒、滴、漏。3.采用分層燃燒技術(shù)，改善鍋爐燃燒狀況目前都市集中供熱鍋爐房多采用鏈條爐排，燃煤多為煤炭企業(yè)供應(yīng)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。采用分層燃燒技術(shù)對(duì)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(chǎn)的一臺(tái)10.5MW的熱水爐，采用分層燃燒后，熱效率由70.2%提高到75.1%，爐渣含碳量由13%下降為10%。唐山熱力企業(yè)采用該技術(shù)，使鍋爐熱效率提高10～15%，爐渣含碳量減少至10%如下，并且鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)備故障大大減少，提高了鍋爐運(yùn)行的可靠性和安全性。對(duì)于粉末含量高的燃煤，可以采用分層燃燒及型煤技術(shù)。該技術(shù)是將原煤在入料口先通過(guò)度層裝置進(jìn)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，然后送入爐排，以提高煤層的透氣性，從而強(qiáng)化燃燒，提高鍋爐熱效率和減少環(huán)境污染。中原油田鍋爐燃用鶴壁煤，粉末含量高，Φ＜3mm的煤粒約占60～70%，采用此技術(shù)后，爐渣含碳量減少到15%如下，鍋爐效率提高了8%，煙塵排放到達(dá)環(huán)境保護(hù)原則，年節(jié)煤8～10%。沒(méi)有空氣予熱器的鍋爐，由于向爐排上送的是冷風(fēng)，輕易導(dǎo)致大塊煤不易燒透，使?fàn)t渣含碳量反而略有增長(zhǎng)，不適宜采用。4．中小型鍋爐采用煤渣混燒、減少爐渣含碳量中小型鍋爐、采用煤與爐渣混燒法是一種投入較很小，效果很好的節(jié)煤措施。煤與爐渣的比例約為4:1，充足混合后入爐燃燒，煤中摻了顆粒較大的渣，減少了通風(fēng)阻力，送風(fēng)愈加均勻，增長(zhǎng)了煤層的透氣性，提高了燃燒的穩(wěn)定性，使?fàn)t渣含碳量明顯下降。5.改善鍋爐系統(tǒng)的嚴(yán)密性，減少過(guò)?？諝庀禂?shù)鍋爐的過(guò)?？諝庀禂?shù)是評(píng)價(jià)鍋爐燃燒狀況的一種重要參數(shù)，只有過(guò)?？諝庀禂?shù)到達(dá)設(shè)計(jì)值時(shí)，鍋爐才能在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下燃燒，因此要采用防止鍋爐本體及煙風(fēng)道滲漏風(fēng)的措施，改善鍋爐及煙風(fēng)道的嚴(yán)密性，減少過(guò)?？諝庀禂?shù)以提高鍋爐的效率和出力沈陽(yáng)惠天企業(yè)對(duì)鍋爐除渣系統(tǒng)進(jìn)行水封，同步對(duì)鼓、引風(fēng)系統(tǒng)、爐墻、煙道等漏風(fēng)點(diǎn)封堵后，鍋爐熱效率由68%提高到76%，過(guò)?？諝庀禂?shù)從2.9下降為2.1，鍋爐不僅升溫快，并且爐渣含碳量也能降到12%如下。6.保證鍋爐受熱面的清潔，防止鍋爐結(jié)垢鍋爐的水冷壁、對(duì)流管束、省煤器、空氣予熱器等受熱面積灰和鍋爐結(jié)垢是影響鍋爐傳熱的一種重要原因，據(jù)有關(guān)試驗(yàn)測(cè)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(zhì)管理和定期的除灰制度，保證鍋爐用水的水質(zhì)和鍋爐受熱面的清潔，以提高鍋爐效率和設(shè)備使用壽命。7.大、中型鍋爐采用計(jì)算機(jī)控制燃燒過(guò)程，提高鍋爐效率對(duì)大中型鍋爐房應(yīng)逐漸建立微機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒過(guò)程自動(dòng)控制。由于鍋爐燃燒過(guò)程是一種不穩(wěn)定的復(fù)雜變化過(guò)程，多種各樣的原因都會(huì)引起工況的變化，只有實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的自動(dòng)控制才能到達(dá)鍋爐的最佳燃燒工況，熱效率到達(dá)最高。鞍山鍋爐廠通過(guò)數(shù)年努力，采用兩臺(tái)PLC工控機(jī)對(duì)9臺(tái)35t/h的蒸汽鍋爐進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒自動(dòng)控制。根據(jù)負(fù)荷狀況，對(duì)蒸汽壓力、流量、煤量、爐膛溫度、排煙溫度、煙氣含氧量進(jìn)行綜合分析和尋優(yōu)調(diào)整，以到達(dá)人工操作難以到達(dá)的效果，同步還可以根據(jù)煤質(zhì)的好壞，加濕程度等原因合適調(diào)整參數(shù)，以到達(dá)最佳燃燒工況。幾年來(lái)運(yùn)行工況一直平穩(wěn)，噸汽標(biāo)煤耗平均下降9.8kg/t，爐渣含碳量減少1.37%，效果明顯。8.變化大流量、小溫差的運(yùn)行運(yùn)行方式，提高供水溫度和輸送效率目前國(guó)內(nèi)供熱系統(tǒng)，包括一次水系統(tǒng)和二次水系統(tǒng)都普遍采用大流量小溫差的運(yùn)行方式，實(shí)際運(yùn)行的供水溫度比設(shè)計(jì)供水溫度低10～20℃，循環(huán)水量增長(zhǎng)20～50%。此種運(yùn)行狀態(tài)使循環(huán)水泵電耗急劇增長(zhǎng)(50%以上)、管網(wǎng)輸送能力嚴(yán)重下降、熱力站內(nèi)熱互換設(shè)備數(shù)量增長(zhǎng)。其原因除受熱源的限制不能提高供水溫度外，重要是由于管網(wǎng)缺乏必要的控制設(shè)備，系統(tǒng)存在水力工況失調(diào)的問(wèn)題，為保證不利顧客供熱而采用的措施。因此，應(yīng)當(dāng)在供熱系統(tǒng)增長(zhǎng)控制手段，處理了水力工況失調(diào)后，將供水溫度提高到設(shè)計(jì)溫度或靠近設(shè)計(jì)溫度，以提高供熱系統(tǒng)的輸送效率、節(jié)省能源，并為顧客擴(kuò)展打下良好基礎(chǔ)。鞍山市熱力企業(yè)在太原第一熱電廠供熱系統(tǒng)上采用了分階段變化流量的質(zhì)調(diào)整運(yùn)行方式，提高了初寒期的熱網(wǎng)供水溫度，循環(huán)水量減少約25%，一種采暖季循環(huán)水泵節(jié)電近200萬(wàn)度，減少運(yùn)行費(fèi)用近83萬(wàn)元。9.風(fēng)機(jī)、水泵采用調(diào)速技術(shù)，更換壓送能力過(guò)大的水泵，節(jié)省電能風(fēng)機(jī)、水泵的選擇和配置其能力均有一定的富裕度，這是由于：1.風(fēng)機(jī)、水泵選型時(shí)規(guī)定揚(yáng)程有一定裕度，并且風(fēng)機(jī)、水泵規(guī)格不也許與需要完全一致，一般選型成果都稍大；2.在運(yùn)行過(guò)程中荷載(揚(yáng)程、流量)常有波動(dòng)變化，小荷載時(shí)風(fēng)機(jī)、水泵的能力會(huì)深入富裕；3.熱網(wǎng)建設(shè)有一發(fā)展過(guò)程，循環(huán)水量逐年增長(zhǎng)，系統(tǒng)滿負(fù)荷前水泵能力富裕很大。風(fēng)機(jī)、水泵采用調(diào)速技術(shù)，可以及時(shí)地把流量、揚(yáng)程調(diào)整到需要的數(shù)值上，消除多出的電能消耗。一般都能到達(dá)30%以上的節(jié)電效果。鞍山市熱力(集團(tuán))有限責(zé)任企業(yè)，在1997和1998兩年內(nèi)，將58臺(tái)水泵改造為變頻調(diào)速泵后，節(jié)電率達(dá)40～60%，投資回收期為1.2個(gè)采暖期；鞍山熱力企業(yè)于1999年在43臺(tái)水泵上加裝變頻調(diào)速裝置后，節(jié)電率為40～50%，采用調(diào)速技術(shù)所增長(zhǎng)的投資，一般在一種采暖季內(nèi)通過(guò)減少電費(fèi)支出就能得到回收。但對(duì)壓送能力過(guò)大的水泵，采用調(diào)速技術(shù)來(lái)減少水泵揚(yáng)程，將導(dǎo)致水泵在低效區(qū)工作，達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能效果，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行資料的分析更換水泵。鞍山市熱力(集團(tuán))有限責(zé)任企業(yè)96年更換了5臺(tái)循環(huán)水泵，節(jié)電率達(dá)40～70%；97、98年深入更換155臺(tái)水泵后電耗比改造前下降46.1%，年節(jié)電800萬(wàn)度，兩年共創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益945萬(wàn)元，投資回收期約為0.6個(gè)采暖期。鄭州市熱力企業(yè)96年投資40萬(wàn)元，更換了26臺(tái)水泵，年節(jié)電90萬(wàn)度，節(jié)省電費(fèi)45萬(wàn)元。目前常用的水泵變速裝置有變頻器和液力耦合器兩種。采用變頻器效率高、調(diào)速范圍大，但投資費(fèi)用高且管理比較復(fù)雜；采用液力耦合器效率低、調(diào)速范圍小，但投資費(fèi)用少且維護(hù)簡(jiǎn)樸。采用何種調(diào)速設(shè)備、設(shè)備功率怎樣選定、與否需要同步更換風(fēng)機(jī)或水泵，應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。10.推廣熱水管道直埋技術(shù)，減少基礎(chǔ)投資和運(yùn)行費(fèi)用熱水管道直埋技術(shù)在國(guó)內(nèi)使用已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)?！冻擎?zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T81－98)也已于1999年6月1日起頒布實(shí)行。直埋敷設(shè)與地溝敷設(shè)比較，不僅具有節(jié)省用地、以便施工、減少工程投資(DN≤500，管徑越小越明顯)和維護(hù)工作量小的長(zhǎng)處外，由于用導(dǎo)熱系數(shù)極小的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料保溫，熱損失不不小于地溝敷設(shè)。尤其是長(zhǎng)期運(yùn)行后，地溝管道的保溫層會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂、損壞以及地溝泡水而大幅度增長(zhǎng)熱損失，而直埋管道不存在上述問(wèn)題。由于大口徑(DN≥600mm)管道直埋的技術(shù)數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗(yàn)不夠，實(shí)行時(shí)也許會(huì)發(fā)生問(wèn)題，使用時(shí)要填重。11.推廣管道充水保護(hù)技術(shù)，防止管道腐蝕國(guó)內(nèi)部分非常年運(yùn)行的供熱系統(tǒng)，采用夏季放水檢修，冬季投產(chǎn)前充水的作法。由于系統(tǒng)放水后不及時(shí)充水，空氣進(jìn)入管道而導(dǎo)致管內(nèi)壁腐蝕。因此非常年運(yùn)行的供熱系統(tǒng)應(yīng)積極推廣夏季管道充水保護(hù)技術(shù)，在夏季檢修后及時(shí)充斥符合水質(zhì)規(guī)定的水，既可省去管道投運(yùn)時(shí)的充水準(zhǔn)備時(shí)間，又可防止管內(nèi)壁腐蝕。12.熱力站入口裝設(shè)流量控制設(shè)備，處理一次水系統(tǒng)水力失調(diào)現(xiàn)象目前，供熱系統(tǒng)的一次系統(tǒng)，因通過(guò)每個(gè)熱力站的水量得不到有效地控制而導(dǎo)致的水力失調(diào)和能源揮霍的現(xiàn)象很嚴(yán)重。因此應(yīng)在熱力站入口裝設(shè)流量控制設(shè)備以處理一次水系統(tǒng)水力失調(diào)問(wèn)題。對(duì)于目前國(guó)內(nèi)供熱系統(tǒng)絕大多數(shù)采用的定流量質(zhì)調(diào)整運(yùn)行方式應(yīng)裝設(shè)自力式流量限制器，對(duì)于近期即將采用或正在采用的變流量調(diào)整的系統(tǒng)應(yīng)裝壓差控制器。八十年代末北京市熱力企業(yè)在熱力站入口加裝了流量限制器，在熱源能力不增長(zhǎng)的條件下供熱面積由1304萬(wàn)平方米增長(zhǎng)到1610萬(wàn)平方米，節(jié)省熱能約20%。天津市熱電企業(yè)于1994～1996年在第一熱電廠熱水管網(wǎng)上安裝了148臺(tái)自力式流量限制器，耗熱指標(biāo)由72W/m2降到44.4W/m2，擴(kuò)大供熱面積160萬(wàn)平方米。中原油田供熱管理處98年在基地北區(qū)160萬(wàn)平方米供熱系統(tǒng)的16座熱力站一次網(wǎng)回水管上，投資26萬(wàn)元加裝國(guó)產(chǎn)自力式流量控制器后，停用了5臺(tái)燃油鍋爐，年節(jié)省燃油費(fèi)用84萬(wàn)元，循環(huán)水量由2300t/h下降到2100t/h。13.熱力站(或混水站)安裝監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)調(diào)整供應(yīng)顧客的熱量為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和調(diào)整供應(yīng)顧客的熱量，熱力站應(yīng)安裝監(jiān)控系統(tǒng)。熱力站(或混水站)內(nèi)設(shè)有采暖系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，那個(gè)系統(tǒng)需要控制，實(shí)行什么樣的控制水平應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況確定。當(dāng)一、二次系統(tǒng)都為質(zhì)調(diào)整、流量基本不變時(shí)，根據(jù)二次系統(tǒng)的供回水溫度控制一次系統(tǒng)的供水閥門(mén)，可以使用手動(dòng)調(diào)整閥，自力式調(diào)整閥，對(duì)于控制規(guī)定高、控制過(guò)程復(fù)雜的，則應(yīng)考慮配有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制裝置。先進(jìn)國(guó)家的集中供熱間接連接熱力站，一般都采用組合式供熱機(jī)組。該機(jī)組包括板式換熱器，循環(huán)水泵，補(bǔ)水裝置，監(jiān)控儀表和設(shè)備，可根據(jù)室外溫度調(diào)整二次水供水溫度和供應(yīng)熱量。近年來(lái)，我國(guó)哈爾濱、天津等地的熱力企業(yè)安裝這種供熱機(jī)組，運(yùn)行成果表明，有明顯的節(jié)能效果。同步尚有占地小，安裝簡(jiǎn)樸等長(zhǎng)處。國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)行監(jiān)控的熱力站，都獲得良好的節(jié)能效益沈陽(yáng)惠天熱電有限企業(yè)沈海熱網(wǎng)于1993年在33個(gè)間接連接熱力站安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，并于當(dāng)年冬季對(duì)所轄間接連接熱力站進(jìn)行熱耗記錄，有監(jiān)控的熱力站，其采暖平均熱指標(biāo)為41.2W/m2而無(wú)監(jiān)控?zé)崃φ镜牟膳骄鶡嶂笜?biāo)達(dá)48.8W/m2，節(jié)能率為15%。14.改善二次水系統(tǒng)和戶內(nèi)系統(tǒng)，處理小區(qū)內(nèi)建筑物之間和建筑物內(nèi)部房屋冷熱不均，能源揮霍的問(wèn)題在顧客樓棟入口(當(dāng)幾棟樓到干管的系統(tǒng)管道阻力相近時(shí)，也可在總分支管上)裝設(shè)流量控制設(shè)備，對(duì)各樓之間流量分派進(jìn)行調(diào)整，在管路(一般為立管)上裝設(shè)平衡閥平衡各立管之間的流量，在每組散熱器前裝設(shè)溫控閥控制室內(nèi)溫度，可以有效地處理小區(qū)內(nèi)建筑物之間和建筑物內(nèi)部房屋冷熱不均的問(wèn)題，不僅節(jié)省能源，還為計(jì)量收費(fèi)，顧客自由調(diào)整室溫打下了基礎(chǔ)。北京市熱力企業(yè)在供熱節(jié)能示范小區(qū)采用上述措施后，有效地處理了豎向失調(diào)問(wèn)題，節(jié)省能源20%；山東榮城供熱企業(yè)在小區(qū)供熱面積為10萬(wàn)平方米的85%顧客入口安裝了流量調(diào)整裝置，基本實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)水力平衡，節(jié)省熱能8%，減少水泵功率25%，做到了當(dāng)年投資當(dāng)年回收；吉林熱力企業(yè)在戶內(nèi)系統(tǒng)壓力損失比較大的環(huán)路立管上，安裝小揚(yáng)程、小流量和噪音小的三級(jí)調(diào)速管道泵以提高該環(huán)路的壓差，改善了供熱狀況，也獲得了很好的效果。15.加強(qiáng)管理，控制系統(tǒng)失水是節(jié)能和保證安全運(yùn)行的重要措施目前國(guó)內(nèi)部分直接連接的供熱系統(tǒng)失水狀況嚴(yán)重，補(bǔ)水率高的可達(dá)循環(huán)水量的10%以上。失水重要是顧客放水和二次系統(tǒng)以及顧客內(nèi)部系統(tǒng)管網(wǎng)陳舊漏水所致。系統(tǒng)大量失水和熱量丟失、影響供熱能力，并且某些供熱單位還因水處理能力局限性，不得不用生水作為熱網(wǎng)補(bǔ)水，而導(dǎo)致管網(wǎng)阻塞和腐蝕。因此，必須加強(qiáng)宣傳教育、加強(qiáng)管理，采用防漏、查漏、堵漏等有效措施，將失水率降到正常的水平。唐山市熱力總企業(yè)大部分為直接連接的系統(tǒng)，數(shù)年來(lái)補(bǔ)水率一直保持在1%如下，獲得了很大成績(jī)。對(duì)于大、中型供熱系統(tǒng)應(yīng)考慮將直接連接改為間接連接。間接連接首先可將一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的水力工況分開(kāi)彼此不受影響，便于提高一次系統(tǒng)的壓力和溫度，增長(zhǎng)輸送能力，保證系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行；另首先也便于發(fā)現(xiàn)失水的部位。16.對(duì)冬季供暖鍋爐，倡導(dǎo)持續(xù)運(yùn)行，分時(shí)供暖，節(jié)省能源供暖期熱負(fù)荷的變化，應(yīng)采用調(diào)整鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)的措施處理，即在初、末寒期減少鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)，寒冷期增多鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以防止鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行，提高鍋爐運(yùn)行效率。運(yùn)用居民夜間睡眠休息、辦公室無(wú)人辦公采暖房間需要的溫度可以合適減少的條件，對(duì)住宅和公建采用分時(shí)供暖，減少供熱參數(shù)以減少供熱量可以到達(dá)節(jié)能的目的。包頭市熱力企業(yè)采用分階段變化一次網(wǎng)供水溫度和對(duì)顧客實(shí)行分時(shí)供暖的措施；天津市熱電企業(yè)在熱力站中通過(guò)控制加熱器二次出口溫度對(duì)顧客分時(shí)供暖，都獲得了很好的節(jié)能效果。17.建立并完善與供熱系統(tǒng)相適應(yīng)的控制系統(tǒng)供熱系統(tǒng)是由熱源、管網(wǎng)、顧客構(gòu)成的一種復(fù)雜系統(tǒng)，為使熱生產(chǎn)、輸送、分派、使用都處在有序的狀態(tài)下，提高供熱系統(tǒng)的能源運(yùn)用，需要建立和供熱系統(tǒng)相適應(yīng)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的建立可為供熱管理人員提供供熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，協(xié)助工作人員選擇最佳的運(yùn)行方式，維持供熱系統(tǒng)瞬間變化的水力工況平衡，保證供熱，節(jié)省能源?？刂葡到y(tǒng)的投資一般在系統(tǒng)初投資的5%如下，但其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果是很好的。建立并完善控制系統(tǒng)時(shí)要防止一刀切，一種模式的傾向。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小、復(fù)雜程度，實(shí)事求是地選擇合用的控制系統(tǒng)，合理配置硬件、使用軟件和儀表