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浅谈城市集中供热如何降耗节能提高能源利用率

发布时间:2022-11-06 13:15:05 来源:网友投稿

摘要:本文从提高能源利用率出发,论述系统能耗环节和评估;已运行系统能源浪费的表现和程度;分析能耗悬殊的原因;提出依靠科学技术、改造和完善系统,挖掘节能潜力。

关键词:集中供热 降耗节能 挖掘潜力

我国城市集中供热主要来自燃烧石化燃料(如煤、油、气),以区域锅炉和城市热电厂为用户供热。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制设备和输配系统的水泵等;它们耗用的能源是燃料、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。供热系统对热源耗能的主要设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热。

热能输送由热网承担,供热管道由钢管、保温层和保护层组成,其结构因敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能耗主要是沿途的热损失和泄漏的水、热损失。在热网管线上有时还设置中间加压泵,以降低和改善系统水力工况,它的能耗设备是水泵。

城市集中供热主要是建筑物内的采暖。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度;其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。

二、从供热系统供热现状看节能潜力

下面列举一些实例,一是说明供热系统供热现状能耗存在着很大的差别,节能潜力巨大。二是说明经过科学技术改进和完善的供热系统,节能效果显著。

1.从郑州市热力公司微机监控显示,该公司于2013年12月7日对33个微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为35.5Kcal/h·m2,而无微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为42 Kcal/h·m2。这说明采用微机监控,实施科学运行,消除系统失调,可节能15%左右。

2.河南省南阳市供热公司安装自力式平衡阀,既节能又增效:该公司热力站是以热电厂蒸汽为热源的一个热力站。供热面积41万平方米,分东、南、西北三条支线,连接3635热用户。2012年在供水或回水管上共安装454台自力式流量控制器(除末端和压差较小的引入口不设置外,占全部热用户的80%),使热网系统水力工况大为改善;原来三条支线的供回水温差分别为东区5.5℃、南区9.1℃、西北区15.2℃,现在的供回水一样,都是17℃以上,实现了水力平衡;经调整后的单位供热面积循环水量在2-3公斤/小时,大多数在2.5公斤/小时,达到设计要求;在与去年蒸汽用量持平的情况下,增加供热面积3万平方米。说明二级热网改善,解决水平失调,就可节约热能8%,循环水泵电功率减少25%。

三、供热系统能耗悬殊的原因分析

1.设备效率的不同

锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的标准。体现燃料热被有效利用的程度。目前,燃煤供热锅炉的设计热效率≥7MW)一般在75-85 %,燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右。但在使用中,由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因,使锅炉的运行效率差别很大。好的,能达到设计热效率,使锅炉产出力大。差的,燃烧不完全、排烟温度高、各项热损失大,热效率不及50%,锅炉产出力大大降低,导致能源浪费,大气环境污染。

风机、水泵效率也是电能转化为有用功的一部分,体现电能被有效利用的程度:目前,风机、水泵效率一般在55-75%。它们的流(风)量和扬程的选择与配置十分重要,选择与配置得当,装机电功率合适,运行工作点处于设备高效率区域,电耗就少。选择与配置不当,运行工作点偏离设备高效率区域,则电耗多,两者的相差可达10-30%。不仅如此,锅炉的鼓风机配置不当,还会导致锅炉热效率下降。循环水泵配置不当,还会影响系统水力状况。

2.输送条件的不同:

热网是热效率输送过程中保热程度的指标,体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。从实测情况看,直埋敷设管道能达到这一要求;而架空和管沟都达不达要求,其热损远大于10%。

目前,热网(特别是二级网)运行补水率差别很大,在0.5-10%范围变化。正常情况下,应在2%左右;好的,补水率可在1%以下;差的,管道泄漏和用户放(偷)水严重,补水率可达10%左右。这就是说,系统补水不仅是水耗问题,更是热耗的大问题。

3.运行技术水平的不同:

科学运行调度实施按需供热,实现设备长期在高效率区间运行,只要做到这一点,供热能耗就会降低,违背这一点的,供热能耗就会升高。

根据实际情况,制订调节方式:目前,一般采用“质”调节。有些系统用“质”和“量”并调,在初寒期适当减少循环水泵运行台数,降低电耗。国外普遍采用用“量”调节,其原因是:①“量”调节的循环水泵,可节电耗。从理论上说,在管道尺寸已经确定的情况下,减少流量和降低电耗是节能的好方法。②“量”调节对用户用热量变化的响应比“质”调节快得多。“质”调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行,管道中水流速为1至2米/秒,传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒-16分50秒,如果传送到10公里远的用户就需要1.5-3小时;如果水流速低,传递时间将增加。而“量”调节是以声速传递,其响应几乎是同步的,因此,一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵,采用阀门节流的量调节运行,省电很少。

4.管理体制和水平的不同:

供热单位管理水平的不同明显影响能耗:人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新等差别对能耗影响是不言而喻的。例如,链条炉采用分层燃烧技术,就能改善燃烧提高热效率,保护和保持管道无泄漏和保温结构完好,就能减少大量能源浪费。

四、依靠科学技术提高供热热源利用率

1.利用科学技术提高能源利用率:所谓"节能潜力是预测一定时期内,耗能系统和设备的各个环节,利用当前科学技术,采取技术上可行、经济上合理、系统优化和设备以及用户能接受的措施后,可取得明显的节能效益。也就是说,预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后,可取得的系统能源利用效率提高的程度。

2.先进的评估指标体现出节能潜力:节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是各个耗能环节现有的耗能指标,提高评估水平,运行评估指标的变化量就能体现节能潜力。因此,其潜力大小对于比对对象和自身的基础有关,所以,各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。

3.寻找能耗差距,制订可行措施,挖掘节能潜力:每个供热单位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标,对比指标寻找能耗差距,分析能耗差别的原因,结合实际情况,研究和提出为实现先进指标的可行方案,经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能实施。实施后,在运行中再检验是否达到预测的节能潜力和经济效益。

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