分析節(jié)能潛力同供熱系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀的關(guān)系

【摘 要】熱能工程是國(guó)際社會(huì)和國(guó)內(nèi)社會(huì)共同關(guān)注的話(huà)題，更切實(shí)際地關(guān)系到資源合理利用以及可持續(xù)發(fā)展的道路的延續(xù)。本文分析了供能系統(tǒng)中鍋爐及管網(wǎng)運(yùn)行的節(jié)能潛力和系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀，就運(yùn)行中能耗偏高以及浪費(fèi)等進(jìn)行研究，并提出降低能耗的建議和提高性能的管理方法。

【關(guān)鍵詞】熱能工程；鍋爐；供熱系統(tǒng)；節(jié)能

我國(guó)北方大部分地區(qū)逐步發(fā)展集中供熱系統(tǒng)，燃?xì)夤釥t、較大型熱水鍋爐、熱力網(wǎng)投入使用，但由于技術(shù)的不夠成熟，運(yùn)行管理和節(jié)能減排等方面需要加強(qiáng)。供熱系統(tǒng)存在普遍的高能耗現(xiàn)象，不但造成了能源的浪費(fèi)，還加大了環(huán)境問(wèn)題的壓力。

一、供熱系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析評(píng)估

1.供熱系統(tǒng)消耗能量的環(huán)節(jié)

供熱系統(tǒng)通過(guò)熱源把熱能傳送給熱用戶(hù)，一般分為4個(gè)環(huán)節(jié)：a.熱制備；b.轉(zhuǎn)換；c.輸送；d.用熱。

A.以鍋爐房為例，區(qū)域鍋爐房的耗能設(shè)備主要是鍋爐、燃料的輸送、清除灰渣機(jī)械設(shè)備、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、輸配系統(tǒng)水泵和水制備系統(tǒng)；耗用燃料、水、熱和電力；用單位供熱量來(lái)測(cè)評(píng)耗能水平。

B.能量轉(zhuǎn)換通過(guò)熱力站的熱交換器把一級(jí)網(wǎng)熱能傳送給二級(jí)網(wǎng)，并輸送到用戶(hù)。二級(jí)網(wǎng)的熱源是熱力站，主要設(shè)備有熱交換器、補(bǔ)水泵和二級(jí)網(wǎng)系統(tǒng)的循環(huán)水泵。耗用能源是一級(jí)網(wǎng)的高溫水（蒸汽）、水、熱和電力；用單位供熱量測(cè)評(píng)耗能水平。

C.熱網(wǎng)承擔(dān)熱能的輸送，鋼管、保護(hù)層和保溫層組成供熱管道。沿途輸送過(guò)程中損失能量，用熱網(wǎng)效率來(lái)表示保溫程度和效果。在熱網(wǎng)管線(xiàn)上布置的水泵用單位供熱量測(cè)評(píng)耗能水平。

D.用熱設(shè)備主要提供建筑物的采暖，耗能設(shè)備是一般都是采暖散熱器，用單位供暖面積來(lái)測(cè)評(píng)耗能水平。

2.系統(tǒng)熱耗的估計(jì)

（1）輸入能量=可用能量+∑能量損失

（2）能源利用率=可用能量/輸入能量

3.系統(tǒng)電耗的估計(jì)

（1）水泵的耗電量

S=h∑0（△H×G）/（367.3·η）/∑N0 （G是水泵運(yùn)行流量；△H是水泵運(yùn)行揚(yáng)程；η是水泵的運(yùn)行效率；∑N0是系統(tǒng)的供熱量；h為有效的小時(shí)數(shù)）

（2）風(fēng)機(jī)耗電量也可用上式計(jì)算

G為風(fēng)機(jī)的運(yùn)行風(fēng)量；△H是風(fēng)機(jī)的運(yùn)行風(fēng)壓；η是風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率；∑N0為系統(tǒng)供熱

4.系統(tǒng)泄漏損失的估計(jì)

（1）系統(tǒng)的補(bǔ)水率P=100·BS/G（%）（系統(tǒng)補(bǔ)水量BS；G為系統(tǒng)運(yùn)行的循環(huán)水量）

（2）單位供熱量所泄漏的熱損失BR=[（t1-t0）P·G·ρ·C]/∑N0（ρ是水密度；C是水的比熱；t1是供水溫度；t0是水源溫度）

二、供熱系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀：耗能偏高的原因分析

（一）設(shè)計(jì)的不合理因素

1.鍋爐容量的儲(chǔ)備系數(shù)過(guò)高

主要原因：（1）采用偏高的指標(biāo)法導(dǎo)致負(fù)荷估算偏高。（2）基于長(zhǎng)久“安全第一”的思想，人為增加了安全裕量。

2.鼓、引風(fēng)機(jī)、補(bǔ)水泵、循環(huán)水泵等設(shè)備儲(chǔ)備量過(guò)高導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益降低。在實(shí)際選設(shè)備機(jī)型時(shí)，由于各種客觀條件限制或者是設(shè)計(jì)的粗糙，管理者往往堅(jiān)持寧大勿小，設(shè)備大于系統(tǒng)需求，造成了輔助設(shè)備電容量偏高。而用戶(hù)在實(shí)際使用過(guò)程中，為了解決水力失調(diào)，又采用“大流量加小溫差”的方法，設(shè)備在全負(fù)荷的情況下運(yùn)行，導(dǎo)致耗電量太高。

（二）實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的弊端

1、鍋爐換熱面的熱阻過(guò)大

由于在鍋爐受熱內(nèi)、外表面都有嚴(yán)重的灰垢和水垢。因而增大了換熱面熱阻，導(dǎo)致鍋爐的熱效率大幅度降低。

2、使用的煤種較差

我國(guó)的工業(yè)鍋爐煤種一般用二類(lèi)煙煤。煙煤在我國(guó)儲(chǔ)量最多，產(chǎn)地遍及全國(guó)，不同地區(qū)的煙煤的煤質(zhì)差別較大。在實(shí)際使用中，煤質(zhì)較差，因此要增大燃煤量，從而輔機(jī)設(shè)備的耗電也增加，最終導(dǎo)致鍋爐的熱效率降低。

3、鍋爐的燃燒狀況不佳

配風(fēng)比例、爐膛溫度、爐膛空氣量、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速各個(gè)因素的控制不合理都將導(dǎo)致熱量的損失，降低了鍋爐的熱效率。

4、管網(wǎng)的補(bǔ)水量過(guò)大

5、鍋爐及管道的保溫性能太差

三、實(shí)例分析，從供熱系統(tǒng)的供熱現(xiàn)狀來(lái)看節(jié)能潛力

1.1997年，霍尼韋爾公司和煙臺(tái)市合作建立計(jì)量收費(fèi)試驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)研究，該實(shí)驗(yàn)主要是研究單管式與雙管式系統(tǒng)，并設(shè)有對(duì)比樓。根據(jù)一整個(gè)冬季的運(yùn)行，數(shù)據(jù)表明：用戶(hù)滿(mǎn)意，沒(méi)有過(guò)熱或過(guò)冷現(xiàn)象，能耗相對(duì)低，節(jié)能率大概在4.13%至10.76%。

2.濃海熱網(wǎng)運(yùn)用微機(jī)監(jiān)控技術(shù)，節(jié)能效果比較可觀：該公司對(duì)33個(gè)有微機(jī)監(jiān)控下的熱力站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平均采暖熱指標(biāo)35.5Kcal/h.m2，根據(jù)沒(méi)有微機(jī)監(jiān)控下的熱力站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，平均采暖熱指標(biāo)42Kcal/h.m2。這說(shuō)明采用微機(jī)監(jiān)控技術(shù)并實(shí)施科學(xué)運(yùn)行管理，避免系統(tǒng)失調(diào)，大概能夠節(jié)能15%。

由此可以明顯地得出結(jié)論，我國(guó)的供熱系統(tǒng)還有很大的節(jié)能潛力，供熱系統(tǒng)還需技術(shù)改進(jìn)，不斷發(fā)展，從而達(dá)到節(jié)能的最終目標(biāo)。

四、依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)掘節(jié)能潛力，提高能源利用率

提高燃燒效率和熱量利用率是提高燃?xì)夤徨仩t效率的兩個(gè)主要方面。目前，燃燒器的效率已經(jīng)相對(duì)較高，再次提高有一定困難。所以，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤釥t的基本途徑還是提高熱能的利用率。

燃?xì)忮仩t排煙溫度較高，所以，在煙氣出口增加回收余熱的裝置，就能簡(jiǎn)便地提高燃?xì)忮仩t效率。目前通常采用低溫系統(tǒng)回水來(lái)吸收熱量。主要有直接吸收和熱管余熱回收這兩種形式。熱管技術(shù)是較新穎的一項(xiàng)技術(shù)，較傳統(tǒng)換熱技術(shù)在某些領(lǐng)域體現(xiàn)出更加優(yōu)越的性能，因此許多公司大規(guī)模宣傳熱管技術(shù)。將熱管技術(shù)應(yīng)用在遠(yuǎn)距離傳輸熱量的場(chǎng)合能夠發(fā)揮獨(dú)特的優(yōu)越性，但是不能將其看做成一項(xiàng)萬(wàn)能的技術(shù)并取代所有的換熱裝置，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的時(shí)間并不長(zhǎng)，工業(yè)界暫未大規(guī)模使用，盲目投入其中必定造成資源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)的損失。筆者認(rèn)為，在獲得可靠性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之后才可以將熱管技術(shù)大規(guī)模投入使用。

節(jié)能潛力是通過(guò)不斷地分析和對(duì)比得出的，尋找設(shè)備間的能耗差距、制訂可行措施、挖掘節(jié)能潛力。定期檢測(cè)分析，并結(jié)合實(shí)際情況研究出切實(shí)可行的方案，不斷進(jìn)步和完善系統(tǒng)和設(shè)備，選擇先進(jìn)的評(píng)估指標(biāo)，在運(yùn)行中并行檢測(cè)是否達(dá)到預(yù)測(cè)的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益，這樣才能達(dá)到降低能耗的最終目標(biāo)。

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