供热节能技术

第七章供热节能技术,7.1供热系统节能途径7.2供热节能设计7.3供热节能新技术,7.1供热节能途径,背景我国1996年7月1日实施的民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）提出节能50%的目标，其中建筑物承担30%，采暖承担20%，所以供热系统的节能是保证目标实现的重要因素。,7.1供热节能途径,供热系统节能途径热源部分提高锅炉的运行效率；管网部分提高管网的输送效率；用户末端提高围护结构保温性，门窗密闭性，充分利用自由热，控制室温；分户计量按实际用热量收费，提高用户节能主动性。,7.2供热节能设计,热源节能,安装热工仪表，掌握系统的实际运行情况，加强锅炉房的运行管理；司炉人员及水处理人员必须经国家劳动部门或技术监督部门培训并考试合格；锅炉房水处理(包括软化水或脱盐、除氧)设备处理后的水质，必须达到国家规定的水质标准，严禁锅炉直接补自来水或河水；严格执行定期维修，停炉保养制度，保证设备完好，杜绝跑、冒、滴、漏。,7.2供热节能设计,热源节能,大、中型锅炉采用计算机控制燃烧过程，提高锅炉效率对大中型锅炉房应逐步建立微机系统实现锅炉燃烧过程自动控制。由于锅炉燃烧过程是一个不稳定的复杂变化过程，各种各样的因素都会引起工况的变化，只有实现锅炉燃烧的自动控制才能达到锅炉的最佳燃烧工况，热效率达到最高。,大、中型锅炉采用计算机控制燃烧过程，提高锅炉效率实例：北京北辰热力厂经过多年努力，采用两台PLC工控机对9台35t/h的蒸汽锅炉进行集中管理，实现锅炉燃烧自动控制。根据负荷状况，对蒸汽压力、流量、煤量、炉膛温度、排烟温度、烟气含氧量进行综合分析和最优调整，以达到人工操作难以达到的效果，同时还可以根据煤质的好坏，加湿程度等因素适当调整参数，以达到最佳燃烧工况。几年来运行工况一直平稳，吨汽标煤耗平均下降9.8kg/t，炉渣含碳量降低1.37%，效果显著。,7.2供热节能设计,热源节能,油、气锅炉节能对于油炉：由于先进的燃烧器和成熟的本体设计，柴油燃尽率可控制到理想程度(99%以上)，故油炉提高燃烧效率已没有多少余地。但重油还有一些余地。对于气炉：大量水蒸气携带着可观的汽化潜热离开锅炉。这部分热量约占天然气低位发热量的14%。尽可能多地通过锅炉受热面或特殊换热器把排烟中的水蒸气凝结下来，回收其热量，就能较大幅度地提高锅炉热效率。,7.2供热节能设计,热源节能,7.2供热节能设计,管网节能,现状：目前国内供热系统，都普遍采用大流量小温差的运行方式，实际运行的供水温度比设计供水温度低1020，循环水量增加2050%。此种运行状态使循环水泵电耗急剧增加(50%以上)、管网输送能力严重下降、热力站内热交换设备数量增加。其原因除受热源的限制不能提高供水温度外，主要是因为管网缺乏必要的控制设备，系统存在水力工况失调的问题，为保证不利用户供热而采取的措施。,7.2供热节能设计,管网节能,解决方法：应该在供热系统增加控制手段，解决水力工况失调后，将供水温度提高到设计温度或接近设计温度，以提高供热系统的输送效率、节约能源，并为用户扩展打下良好基础。实例：太原市热力公司在太原第一热电厂供热系统上采用了分阶段改变流量的质调节运行方式，提高了初寒期的热网供水温度，循环水量减少约25%，一个采暖季循环水泵节电近200万度，减少运行费用近83万元。,7.2供热节能设计,管网节能,风机、水泵采用调速技术，更换压送能力过大的水泵，节电风机、水泵的选择和配置其能力都有一定的富裕度，这是因为：风机、水泵选型时要求扬程有一定裕度，而且风机、水泵规格不可能与需要完全一致，一般选型结果都稍大；在运行过程中荷载(扬程、流量)常有波动变化，小荷载时风机、水泵的能力会进一步富裕；热网建设有一发展过程，循环水量逐年增加，系统满负荷前水泵能力富裕很大。,解决方法：风机、水泵采用调速技术，可以及时地把流量、扬程调整到需要的数值上，消除多余的电能消耗。一般都能达到30%以上的节电效果。实例：长春市热力(集团)有限责任公司，在1997和1998两年内，将58台水泵改造为变频调速泵后，节电率达4060%，投资回收期为1.2个采暖期；白城热力公司于1999年在43台水泵上加装变频调速装置后，节电率为4050%，采用调速技术所增加的投资，一般在一个采暖季内通过减少电费支出就能得到回收。,7.2供热节能设计,管网节能,实例：长春市热力(集团)有限责任公司96年更换了5台循环水泵，节电率达4070%；97、98年进一步更换155台水泵后电耗比改造前下降46.1%，年节电800万度，两年共创经济效益945万元，投资回收期约为0.6个采暖期。郑州市热力公司96年投资40万元，更换了26台水泵，年节电90万度，节省电费45万元。,7.2供热节能设计,管网节能,推广热水管道直埋技术，降低基础投资和运行费用热水管道直埋技术在国内使用已有经验。城镇直埋供热管道工程技术规程(CJJ/T8198)也已于1999年6月1日起颁布实施。直埋敷设与地沟敷设比较，不仅具有节省用地、方便施工、减少工程投资(DN500，管径越小越明显)和维护工作量小的优点外，由于用导热系数极小的聚氨酯硬质泡沫塑料保温，热损失小于地沟敷设。尤其是长期运行后，地沟管道的保温层会产生开裂、损坏以及地沟泡水而大幅度增加热损失，而直埋管道不存在上述问题。,7.2供热节能设计,管网节能,实例：根据烟台经济技术开发区热力公司1998年冬季实测结果，DN800地沟管道每公里温降为0.75，而DN500直埋管道的温降仅为0.34，按同类敷设方式的管道，管径越大温降应越小推算，DN800直埋管道的温降将更小。建议在DN500以下管道积极推广直埋敷设。推广时应注意使用符合产品标准的预制保温管和管件，并保证设计和施工的质量。由于大口径(DN600mm)管道直埋的技术数据和使用经验不够，实施时可能会发生问题，使用时要慎重。,7.2供热节能设计,管网节能,解决一次水系统水力失调现象目前，供热系统的一次系统，因通过每个热力站的水量得不到有效地控制而造成的水力失调和能源浪费的现象很严重。因此应在热力站入口装设流量控制设备以解决一次水系统水力失调问题。对于当前国内供热系统绝大多数采用的定流量质调节运行方式应装设自力式流量限制器，对于近期即将采用或正在采用的变流量调节的系统应装压差控制器。,7.2供热节能设计,管网节能,实例1：八十年代末北京市热力公司在热力站入口加装了流量限制器，在热源能力不增加的条件下供热面积由1304万平方米增加到1610万平方米，节约热能约20%。实例2：天津市热电公司于19941996年在第一热电厂热水管网上安装了148台自力式流量限制器，耗热指标由72W/m2降到44.4W/m2，扩大供热面积160万平方米。,7.2供热节能设计,管网节能,实例3：中原油田供热管理处98年在基地北区160万平方米供热系统的16座热力站一次网回水管上，投资26万元加装国产自力式流量控制器后，停用了5台燃油锅炉，年节省燃油费用84万元，循环水量由2300t/h下降到2100t/h。,7.2供热节能设计,管网节能,热力站安装监控系统、实时调节供给用户的热量实例：国内已经实施监控的热力站，都取得良好的节能效益。沈阳惠天热电有限公司沈海热网于1993年在33个间接连接热力站安装了监控系统，并于当年冬季对所辖间接连接热力站进行热耗统计，有监控的热力站，其采暖平均热指标为41.2W/m2而无监控热力站的采暖平均热指标达48.8W/m2，节能率为15%。,7.2供热节能设计,管网节能,对冬季供暖锅炉，提倡连续运行，分时供暖，节约能源供暖期热负荷的变化，应采用调整锅炉运行台数的办法解决，即在初、末寒期减少锅炉运行台数，严寒期增多锅炉运行台数，以避免锅炉低负荷运行，提高锅炉运行效率。,7.2供热节能设计,管网节能,利用居民夜间睡眠休息、办公室无人办公采暖房间需要的温度可以适当降低的条件，对住宅和公建采用分时供暖，降低供热参数以减少供热量可以达到节能的目的。实例：包头市热力公司采用分阶段改变一次网供水温度和对用户实施分时供暖的办法；天津市热电公司在热力站中通过控制加热器二次出口温度对用户分时供暖，都取得了很好的节能效果。,7.2供热节能设计,管网节能,建立并完善与供热系统相适应的控制系统供热系统是由热源、管网、用户组成的一个复杂系统，为使热生产、输送、分配、使用都处在有序的状态下，提高供热系统的能源利用，需要建立和供热系统相适应的控制系统。控制系统的建立可为供热管理人员提供供热系统的运行状况，帮助工作人员选择最佳的运行方式，维持供热系统瞬间变化的水力工况平衡，保证供热，节约能源。控制系统的投资一般在系统初投资的5%以下，但其经济和社会效果是很好的。,7.2供热节能设计,管网节能,7.3供热节能新技术,冷热电三联供地板辐射采暖分户计量技术,燃气冷热电三联供，即CCHP（CombinedCooling,HeatingandPower），是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力满足用户的电力需求，系统排出的废热通过余热锅炉或者余热直燃机等余热回收利用设备向用户供热、供冷。经过能源的梯级利用使能源利用效率从常规发电系统的40%左右提高到80%左右，大量节省了一次能源。,7.3供热节能新技术,冷热电三联供,能源梯级利用示意图,冷热电联产能源利用示意图,7.3供热节能新技术,三联供系统优势：1.高效节能，降低成本：三联供系统综合效率可达到8090，与常规方式相比节能率可达30以上，为此可使用户获得可观的节能效益；2.提高用户供电安全性：三联供系统自发电，相当于增加一路供电，当市电发生故障时仍可保证用户的重要负荷；,7.3供热节能新技术,三联供系统优势：3.显著的环保效益：三联供系统采用天然气作为燃料并采用低氮燃烧技术，环保效益显著；4.调节电力和燃气的峰谷差；北京夏季大量采用电空调导致电网不堪重负，燃气主要用于冬季采暖，夏季使用量极低，冬夏峰谷差超过8倍。燃气三联供系统可以有效的平衡电力和燃气的峰谷差，为政府节约上百亿的资金。,7.3供热节能新技术,7.3供热节能新技术,地板辐射采暖,7.3供热节能新技术,地板辐射采暖,7.3供热节能新技术,地板辐射采暖,7.3供热节能新技术,地板辐射采暖,该系统可利用低温热水.辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高.所以室内设计温度可以比其他采暖形式降低2.热量集中在人体受益的高度内,热媒低温传送,热损失小.节能作用相当于普通暖气方式的1/3，平均每月只需付出过去60%的经济投入,即可得到优于传统的舒适。这样算来，大概5年左右即可收回一次性投资成本。,7.3供热节能新技术,地板辐射采暖,7.3供热节能新技术,分户计量收费,供热计量收费的意义一是控制方便。住户能根据自己房屋情况，自主调节流量达到适合的温度。二是经济效益明显。对供热点加装变频，年用电总量下降了20；在循环系统单元进口安装温度自动调节阀，使整个供热区域温度趋于均衡状态，仅此一项年节能达到10以上；同时实行热计量用户在享受同等供热质量的正常条件下，计量收费比按面积收费可降低20，经济效益显著。三是住户节约意识得到增强。在热计量收费住户中，表示认可和欢迎的用户达到78以上。四是收费难的问题得到初步解决。,7.3供热节能新技术,分户计量收费,散热器恒温阀（又称温控阀、恒温器等）安装在每台散热器的进水管上，用户可根据对室温高低的要求，调节并设定室温。,散热器恒温阀,7.3供热节能新技术,分户计量收费,热量表热量表实质上是一台热水热量积算仪。,7.3供热节能新技术,分户计量收费,热量表,超声波热量表,热量表工作原理,7.3供热节能新技术,分户计量收费,“集中供暖、分户计量”已经成为大势所趋。目前，北京、天津、沈阳、长春、哈尔滨、西安、济南等城市已经开展热量收费改革工