采暖系统电锅炉节能改造分析

改造者：吴 周 姜俪媛 姚 岚 张光亚 林士明 刘少华 程 曦 张东平 王红梅

采暖系统电锅炉节能改造分析

改造者：吴 周 姜俪媛 姚 岚 张光亚 林士明 刘少华 程 曦 张东平 王红梅

为了有效节约能源、提高设备能效、降低运行成本，某酒店企业结合其采暖系统设备情况和运营管理需要，对其电锅炉设备进行节能技术改造，以2台蓄热式电锅炉系统替代原有的即热式电锅炉。新的锅炉系统仍利用原有电锅炉进行加热，在原有设备最大程度利用的基础上，实现锅炉系统节能降耗和能效提升。该节能改造项目节能效果显著，为该酒店企业带来上佳的经济效益和社会效益。该项目案例对同类型酒店企业具有较高的参考和借鉴价值。

某酒店企业兼具餐饮、住宿、会议、娱乐等多种功能，建筑面积约2.1万m2，酒店主要用能设备为采暖系统，其主要设备为2台800kw即热式电锅炉，负责为客房、餐饮等场所采暖供应热水，设备年用电量超过100万kw/h。锅炉运行方式为即热式，即根据热水负荷的需求，实时启动，随时加热。该套系统存在加热功率需求大、电价高、能耗高、供暖质量不稳定的问题。加强能效管理、节约能源使用、降低运行成本，成为该酒店企业的急迫需求。

蓄热锅炉技术

蓄热电热热水器（锅炉）采用全自动控制技术，九时间段定时控制，可以根据需要，设定几个时间段运行，避峰运行，可选择声光报警，实现无人值守。该系统主要有以下技术特点。

（1） 双层结构设计，中间有15cm的高效保温层，可实现长时间保温，24h保温温差为1℃。

（2） 设备每根电热管只有10kw，单位面积散热量少，电热管寿命可达7～10年，可任意选择几组电热管工作，设备容量根据需要，可任意组合。

（3） 非承压系统，不存在压力安全问题，不需向当地锅炉检验部门申报。

（4） 无噪声、无污染，不需向当地环保部门申报。实现低谷运行，又保温良好，节省运行费用。

（5） 可实现夜间一次性蓄热水，不存在集中供暖高峰，热量跟不上的情况。

（6） 故障率低，一到二根电热管损坏，不影响设备的使用和供水量。

技术参数计算及设备选型

技术参数

按照冬季室内温度需求为18～21oc. 室外温度-5oc，每50kcaL/h.m2计算，该酒店日最大时热负荷为：50kcaL/h.m2×10000m2=50×104 kcaL/h；餐饮日最大时热负荷为：50kcaL/h.m2×8000m2=40×104 kcaL/h。

设计日客房尖峰采暖负荷为50×104Kcal，非低谷电价时段（8：00～23：00）总负荷为602.5×104Kcal。低谷时段总负荷427.5×104Kcal，24h总负荷为1030×104Kcal。设计日餐饮尖峰采暖负荷为40×104Kcal，非低谷电价时段（8：00～23：00）总负荷为242×104Kcal。低谷时段总负荷0Kcal，24h总负荷为242×104Kcal。

电热锅炉选型

客房全天总热负荷为1030×104 kcaL。考虑到宾馆用户退房、开房等因素，按70％的同时率计算，热负荷为（1030+242）×0.7×104Kcal=890×104Kcal。折算成电量为890×11.6=10342kw.h。电热锅炉需全量蓄热，因低谷时段有9个小时，电锅炉功率为10342kwh/9h=1147kw。可选择2台600kw的电锅炉即可，考虑到设计余量以及现有设备状况，选择现有的2台800kw电锅炉。非低谷时段的总热负荷为：（602.5+242）×104 kcaL×0.7=591×104 kcaL，每立方水可以蓄热4.5×104 kcaL的热量（从50～95℃），故水箱容量为591×104 kcaL÷4.5= 131m3。

电热锅炉选用2台800kw，水箱选用130m3，就可以满足“蓄热式电热锅炉”的电价要求。

采暖费用估算

该酒店所在地区冬季供热时间为11月25日至来年3月5日，共100天，其中设计日为20天，75％的设计负荷日为30d，50％的设计负荷日为30天，25％的设计负荷日为20d.

设计日热负荷计算：每天实际需要总热负荷为890×104Kcal 。20d共20×890×104 kcaL= 17800×104 kcaL。

75％设计负荷日热负荷计算：每天总热负荷为890×104Kcal/天×75％=667.5×104 kcaL/。30d共30×667.5×104 kcaL=20025×104 kcaL。

50％设计负荷日热负荷计算：每天总热负荷为890×104Kcal/天×50％=445×104 kcaL/d，30d共30×445×104 kcaL=13350×104 kcaL。

25％设计负荷日热负荷计算：以上合计每天总热负荷为890×104Kcal/d×25％=222.5×104 kcaL/d，20天共20×222.5×104 kcaL=4450×104 kcaL

由上可知，全年运行总热负荷：17800+20025+ 13350+4450=55625×104 kcaL/h，折算总用电量55625×104 kcaL×11.6=645250kwh。全年运行费用为：645250kwh×0.3594=231902元/n。未考虑到循环水泵的用电量。

表1　节能技术改造前后电量和电费表单位：千瓦时、元/千瓦时、元

效益分析

直接经济效益

通过现场电表抄录测算，该酒店企业电锅炉系统实施节能技术改造后，年节电量39.36万kw/h，节约电费53.68万元，节能率高达38％，节能效果显著、经济效益明显（见表1）。

间接效益

项目实施后，由于设备的性能提高，带来以下间接效益。

（1）蓄热系统的热存量大，温度平稳，能够满足峰段需求，系统的可靠性、平稳性提升。

（2）非承压系统，安全性能高，同时无需报检，运维费用低。

（3）全自动控制系统可根据季节及需求特性设定运行方式，运维简单。

（4）负荷特性优化、电网冲击减少、配电设备简化、设备利用效率提高。

社会效益

电锅炉系统实施节能技术改造后，该企业年节约电量约39.36万kw/h，折合标煤约138t，减少二氧化碳排放372余t，节能减排成效显著。

研究小结

在国家大力倡导节能减排的政策形势下，该酒店企业电锅炉系统节能改造项目实现节能率高达38％，为企业节约能源费用的同时，有效提升了能源使用效率，降低了排放和污染。该项目案例取得了较显著经济和社会效益，对同类型酒店企业具有较高的参考和借鉴价值。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.044