城市集中供热系统节能措施研究

2018-02-02 14:58:07方丽华
资源节约与环保 2018年4期
关键词:换热站供热换热器

方丽华

(天津市安居工程办公室华苑供热站 天津 300384)

引言

随着城市的发展及节能降耗、散煤治理等工作的不断深入,城市供暖的集中度越来越高,集中供暖的面积越来越大,能源消耗也越来越多。因此,研究制定并实施集中供热系统节能措施,对集中供热企业效益和地方能源强度和总量“双控”目标、生态文明建设等有着重要影响。

集中供热是一个系统工程,由锅炉房产生热水(热源),通过一次管网将热量传送至换热站,经换热后,由二次管网将热量送至用户,完成供热。在此工程中,涉及的能源资源消耗主要包括:燃料消耗、电耗、水耗和热耗等;涉及的能源损失主要包括:锅炉房能源转换损失、换热设备及供热管网热损失。下面以燃气锅炉为例,从锅炉房、换热站、供热管网三个方面对集中供热系统节能措施进行简单论述。

1 锅炉房节能措施研究

锅炉房作为整个集中供热系统的热源,主要设备为锅炉及其附属设备,影响锅炉热效率的因素主要包括:燃烧器状态、换热管束清洁度、排烟热损失、机电设备能效等。

1.1 加强燃烧器运行管理及维护。运行前仔细检验燃烧器系统的各项性能指标并调整燃烧器的燃烧状态,确保稳定的燃烧工况、合理的过量空气系数,保证燃料的充分燃烧,并于运行初期进行烟气分析,达到最佳运行效果。运行中注意观察燃烧时火焰,中间偏黄,周围发蓝,均匀的充满炉膛为最佳状态,发现火焰太白或是发红,火焰紊乱,带有黑丝或火星,则需及时调整燃烧配置。燃烧器经过长时间的使用后,会使燃烧器的调整精度降低,过滤网堵塞严重,燃烧效果降低,发现问题及时联系维保单位进行维修及保养,调整燃烧精度。

1.2 保持换热管束清洁。燃气热水锅炉经过长时间的运行,不可避免的会出现水垢、锈蚀的问题,锅炉形成水垢的主要原因是,由于锅炉给水中带有硬度成分,经过高温、高压的不断蒸发浓缩以后,在炉内发生一系列的反应,经过长时间的运行,最终在受热面形成坚硬,致密的水垢,导致换热效果降低且因垢下腐蚀因素,会导致锅炉水冷壁吸热减少,炉膛出口温度增加,使锅炉损失增加。保障锅炉供水质量符合运行标准,定期化验软水,检查水质情况,使锅炉给水的盐碱度在要求范围内。为了保护锅炉的出力,定期采用专门的清洁剂对锅炉管束进行清洗,延长锅炉的使用寿命,减低能耗,提高生产率。燃气锅炉燃烧过程中虽然有少量的烟尘产生,但长时间运行,灰尘不断积累形成灰垢,灰垢附着在水冷壁、对流管束及节能器等管束上,影响传热效果,降低锅炉热效率及设备的使用寿命。因此要保证锅炉受热面的清洁,防止结垢、积灰,停炉后的清灰、除垢工作至关重要。

1.3 减少排烟热损失。排烟热损失主要受排烟量、排烟温度、烟气中可燃气体的影响。排烟量的多少主要是由过量空气的数值决定的,过量空气多,则排烟量多,反之,则排烟量少。排烟量越多,则热损失越大。因此,只要调整好过量空气系数,即可将排烟量控制在最佳范围之内。充分利用排烟热量,可增加节能设备,如省煤器,空气预热器等,充分利用排烟温度加热给水及空气温度,使燃烧更充分,降低排烟温度。烟气中含有的可燃气体,是由于炉膛内燃料燃烧状况不良造成的,只要调整好炉膛内燃料的燃烧状况,则烟气中含有的可燃气体就会降到最低限度。

1.4 提高机电设备能效。鼓风机、循环水泵及补水泵作为热量输送的的主要动力设备,是最大的耗电来源,将鼓风机、循环水泵及补水泵采用变频控制,通过变频器实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素及过流、过压、过载保护等功能。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长),带有转矩自动增强功能的变频器,可以带全负载起动。变频控制技术的应用,将使锅炉运行调节变得更精确及迅速,对保持锅炉运行工况稳定有着重大的作用,而且降低耗电量。

1.5 提高锅炉整体运行效率。供热期间尽量减少锅炉的启、停次数和待机时间,因为锅炉每次启、停都要经过吹扫,消耗燃气,而待机时间内,锅炉相当于一个大的散热器,也要损失热量。所以在选择运行锅炉时,要使锅炉的组合具有较好的变负荷调节的能力。使锅炉的最小出力尽量与最低的负荷相匹配。同时还应注意,燃气锅炉不宜在满负荷工况下运行,因为此时的排烟温度高,热损失大,反而多耗气。最后,保证锅炉本体的严密性,防止漏风,减少散热损失。

2 换热站节能措施

换热站作为热源和用户的纽带,对热网工况、供热品质及供热效率都有重要影响,而换热器及水泵的选择、换热站的管理是影响换热效率的主要因素。

2.1 合理选择换热器。换热站的核心设备就是换热器,对整个供热系统的经济性以及可靠性有着直接的影响。板式换热器为最常用的换热器类型,是带有人字形波纹的板片相互叠加而成。在板换里面形成蜂窝状的水流通道,通道面积较小,由于水垢堆积造成通道面积减少,会影响换热效果,当减小通道面积严重时甚至完全堵死,则大大增加板换的运行阻力。对老旧设备做到及时的维修保养,做好换热器的清洁工作,定期清洗板换,做到除垢除锈,更换老旧、破损板条,保证换热效果。老化腐蚀设施及时更新,技术落后低效能的设备及时淘汰更新,选用换热效率高,占地小的板式换热器。在供热系统中的换热器容量可以是由一台换热器供给的,也可以是由两台换热器联合供给的,根据实际情况合理选择换热器的型号及数量。

2.2 合理选择循环泵及补水泵。换热站内循环泵的输出量无法随着供暖负荷的变化而变化,造成了当供热负荷增加时,热水的输出量不够,而使供热的质量无法达到标准,供热温度低。而当供热负荷较少时,热水的输出量过多,造成了大量的能源浪费。可采用自动调节泵,来控制和调节循环泵输出热水流量。根据供热负荷的调整自动调节热水的输出量,既保证供热的质量又合理的利用了能源,减少热能的浪费现象。补水泵是将循环水系统中损失的水量补充到正常工作的需要量,减少管网的失水情况,减低补水泵的启停次数,从而减低能耗。

2.3 强化换热站管理。站点的分布位置、供热面积规模、调节装置不完备,调整力度不大,存在各换热站间热能分配不平衡,增加能耗损失,在供热系统当中也需要有一个比较完善的控制系统,做到各换热站之间的协调控制,保证用户的均衡供热质量,避免用户冷热的失衡现象的产生。对一次管网整体进行平衡调整,各供热站不得随意调整,避免前端富余、后端不足现象的发生。

对二次管网及换热站采取标准化管理,建立各换热站设备档案,绘制二次管网系统图纸,各楼门安装调节阀、回水温度测点和热量表,特别是对热网首端和末端的供热参数、输出热能等,进行数据采集、传输、处理、调控,采用变频循环泵进行平衡调节。对于老式串联供热系统积极推进分户控制改造,合理分配热量。对于存在居民、办公、学校等热用户的混供换热站,掌握办公、学校的用热规律,及时在下班及放假期间进行停用,减少无谓的热量消耗。

3 供热管网节能措施

供热管网主要由供热管段、补偿器、阀门等组成,主要热损失包括:散热热损失、泄漏补热热损失、用户不均引起的失调热损失等。

3.1 实施管网改造减少散热热损失。随着老旧建筑节能改造和新建筑围护结构保温性能的加强,改善了建筑保温水平,降低了建筑耗热,但管网保温和运行没有得到相应的改善,热网的损失依然很大,因此减少管网热损失变得越来越严重,加快实施旧网改造,对保温破损管段及时换新、维护,提高集中供热效率,减少散热能耗,节约能源十分必要。

3.2 加强管网监控及维护减少补热损失。因热网的泄露或者故意排放等导致系统需大量的补水,也会导致热量损失。针对这一情况,为避免系统失水问题过重,可将防丢水剂放入至系统循环水中,并且加强外网巡检,及早发现其渗漏点,并尽快处理失水管段,使热水丢失情况得到有效地控制和降低,达到节能的目的。严格控制管网的失水率,加大检修、维护和治理失水的工作力度,坚决杜绝“跑、冒、滴、漏”现象的发生。做到定期排污,减少由于管道维修等过程中产生污垢,进入换热系统,影响设备热效率。

3.3 提高管网系统水利平衡。稳定的水利工况是保证供热质量的基本前提,改善水利工况,提高水利平衡度是实现供暖系统节能的有效途径之一。在供热管网中,大多数供热单位都采用加大循环水泵的流量或用多台泵并联运行的措施来解决因水利失调而引起的管网末端用户供热不足的现象,此种方法从表面上看是问题得到了改善,毕竟大流量的情况下水利失调所产生的问题会减轻,但是并没有从本质上解决问题,应为这种方法带来了投资的增加,运行费用增加,近端热量赋予量上升,末端温度低的用户改善效果不佳,造成能源浪费,同时,负荷不变的情况下流量大必然造成供回水温差下降,这样会使锅炉不能在额定的负荷附近运行,热效率下降,最后出现“大流量小温差”的不经济运行模式,改变供热系统中普遍存在的“大流量小温差”不经济运行方式,对所辖范围内的建筑物热力入口的供回水温度和流量进行持续的监测和记录,并对大量的实测数据进行分析汇总,通过有效措施调节管网的流量,采用在热力入口处安装平衡阀来改善管网的水利工况,在供热系统运行前,对平衡阀进行初调节,保证各热力入口的实际流量与设计流量基本相等,所以当热源的总流量增大时(减小)各热力入口的流量会按初调节时确定的比例关系同步增大(减小),可实现大幅度的节约能源,提高管网系统中的水利平衡。

结语

综上所述,集中供热是一个系统工程,单一设备、单个技术的节能已不能满足不断深入的节能工作需求,供热企业要不断强化系统节能、精细节能意识,通过管理、技术等手段,提高能源利用效率,实现企业效益和社会效益的双赢。

参考文献

[1]王继国.试论集中供热锅炉节能减排问题及对策 [J].东北林业大学学报,2014(04).

[2]胡峰,吕国良.集中供热系统的节能措施[J].煤气与热力,2003年9月第23卷第9期.

[3]胡乃迪.采暖锅炉提高热效率的措施探讨 [J].中国新技术新产品,2013,(9):146.

[4]原贺新,马卫华,刘海英.热网计算机监控系统[J].煤气与热力,2000,(2):123-125.

[5]黄斌.即有集中供热二级管网系统升级改造模式及应用研究.河北工业大学,2011.

猜你喜欢
换热站供热换热器
近期实施的供热国家标准
煤气与热力(2022年3期)2022-03-29 07:49:02
ASM-600油站换热器的国产化改进
能源工程(2021年3期)2021-08-05 07:26:14
关于热网换热站节能监管与应用探究
翅片管式换热器的传热研究进展
制冷(2019年2期)2019-12-09 08:10:36
新疆石河子集中供热领域建设隔压换热站的探讨
集中供热系统换热站的节能措施探讨
山西建筑(2018年31期)2018-03-22 16:11:53
310S全焊式板壳型换热器的焊接
焊接(2016年10期)2016-02-27 13:05:35
PPP模式应用于城市供热项目分析
关于集中供暖系统中各换热站的运行调节与管理
风电供热之路该如何走
风能(2015年4期)2015-02-27 10:14:38