采暖系統(tǒng)電鍋爐節(jié)能改造分析

改造者：吳 周 姜儷媛 姚 嵐 張光亞 林士明 劉少華 程 曦 張東平 王紅梅

采暖系統(tǒng)電鍋爐節(jié)能改造分析

改造者：吳 周 姜儷媛 姚 嵐 張光亞 林士明 劉少華 程 曦 張東平 王紅梅

為了有效節(jié)約能源、提高設(shè)備能效、降低運(yùn)行成本，某酒店企業(yè)結(jié)合其采暖系統(tǒng)設(shè)備情況和運(yùn)營管理需要，對其電鍋爐設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，以2臺蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)替代原有的即熱式電鍋爐。新的鍋爐系統(tǒng)仍利用原有電鍋爐進(jìn)行加熱，在原有設(shè)備最大程度利用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能降耗和能效提升。該節(jié)能改造項目節(jié)能效果顯著，為該酒店企業(yè)帶來上佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該項目案例對同類型酒店企業(yè)具有較高的參考和借鑒價值。

某酒店企業(yè)兼具餐飲、住宿、會議、娛樂等多種功能，建筑面積約2.1萬m2，酒店主要用能設(shè)備為采暖系統(tǒng)，其主要設(shè)備為2臺800kw即熱式電鍋爐，負(fù)責(zé)為客房、餐飲等場所采暖供應(yīng)熱水，設(shè)備年用電量超過100萬kw/h。鍋爐運(yùn)行方式為即熱式，即根據(jù)熱水負(fù)荷的需求，實(shí)時啟動，隨時加熱。該套系統(tǒng)存在加熱功率需求大、電價高、能耗高、供暖質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。加強(qiáng)能效管理、節(jié)約能源使用、降低運(yùn)行成本，成為該酒店企業(yè)的急迫需求。

蓄熱鍋爐技術(shù)

蓄熱電熱熱水器（鍋爐）采用全自動控制技術(shù)，九時間段定時控制，可以根據(jù)需要，設(shè)定幾個時間段運(yùn)行，避峰運(yùn)行，可選擇聲光報警，實(shí)現(xiàn)無人值守。該系統(tǒng)主要有以下技術(shù)特點(diǎn)。

（1） 雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計，中間有15cm的高效保溫層，可實(shí)現(xiàn)長時間保溫，24h保溫溫差為1℃。

（2） 設(shè)備每根電熱管只有10kw，單位面積散熱量少，電熱管壽命可達(dá)7～10年，可任意選擇幾組電熱管工作，設(shè)備容量根據(jù)需要，可任意組合。

（3） 非承壓系統(tǒng)，不存在壓力安全問題，不需向當(dāng)?shù)劐仩t檢驗部門申報。

（4） 無噪聲、無污染，不需向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門申報。實(shí)現(xiàn)低谷運(yùn)行，又保溫良好，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

（5） 可實(shí)現(xiàn)夜間一次性蓄熱水，不存在集中供暖高峰，熱量跟不上的情況。

（6） 故障率低，一到二根電熱管損壞，不影響設(shè)備的使用和供水量。

技術(shù)參數(shù)計算及設(shè)備選型

技術(shù)參數(shù)

按照冬季室內(nèi)溫度需求為18～21oc. 室外溫度-5oc，每50kcaL/h.m2計算，該酒店日最大時熱負(fù)荷為：50kcaL/h.m2×10000m2=50×104 kcaL/h；餐飲日最大時熱負(fù)荷為：50kcaL/h.m2×8000m2=40×104 kcaL/h。

設(shè)計日客房尖峰采暖負(fù)荷為50×104Kcal，非低谷電價時段（8：00～23：00）總負(fù)荷為602.5×104Kcal。低谷時段總負(fù)荷427.5×104Kcal，24h總負(fù)荷為1030×104Kcal。設(shè)計日餐飲尖峰采暖負(fù)荷為40×104Kcal，非低谷電價時段（8：00～23：00）總負(fù)荷為242×104Kcal。低谷時段總負(fù)荷0Kcal，24h總負(fù)荷為242×104Kcal。

電熱鍋爐選型

客房全天總熱負(fù)荷為1030×104 kcaL?？紤]到賓館用戶退房、開房等因素，按70％的同時率計算，熱負(fù)荷為（1030+242）×0.7×104Kcal=890×104Kcal。折算成電量為890×11.6=10342kw.h。電熱鍋爐需全量蓄熱，因低谷時段有9個小時，電鍋爐功率為10342kwh/9h=1147kw?？蛇x擇2臺600kw的電鍋爐即可，考慮到設(shè)計余量以及現(xiàn)有設(shè)備狀況，選擇現(xiàn)有的2臺800kw電鍋爐。非低谷時段的總熱負(fù)荷為：（602.5+242）×104 kcaL×0.7=591×104 kcaL，每立方水可以蓄熱4.5×104 kcaL的熱量（從50～95℃），故水箱容量為591×104 kcaL÷4.5= 131m3。

電熱鍋爐選用2臺800kw，水箱選用130m3，就可以滿足“蓄熱式電熱鍋爐”的電價要求。

采暖費(fèi)用估算

該酒店所在地區(qū)冬季供熱時間為11月25日至來年3月5日，共100天，其中設(shè)計日為20天，75％的設(shè)計負(fù)荷日為30d，50％的設(shè)計負(fù)荷日為30天，25％的設(shè)計負(fù)荷日為20d.

設(shè)計日熱負(fù)荷計算：每天實(shí)際需要總熱負(fù)荷為890×104Kcal 。20d共20×890×104 kcaL= 17800×104 kcaL。

75％設(shè)計負(fù)荷日熱負(fù)荷計算：每天總熱負(fù)荷為890×104Kcal/天×75％=667.5×104 kcaL/。30d共30×667.5×104 kcaL=20025×104 kcaL。

50％設(shè)計負(fù)荷日熱負(fù)荷計算：每天總熱負(fù)荷為890×104Kcal/天×50％=445×104 kcaL/d，30d共30×445×104 kcaL=13350×104 kcaL。

25％設(shè)計負(fù)荷日熱負(fù)荷計算：以上合計每天總熱負(fù)荷為890×104Kcal/d×25％=222.5×104 kcaL/d，20天共20×222.5×104 kcaL=4450×104 kcaL

由上可知，全年運(yùn)行總熱負(fù)荷：17800+20025+ 13350+4450=55625×104 kcaL/h，折算總用電量55625×104 kcaL×11.6=645250kwh。全年運(yùn)行費(fèi)用為：645250kwh×0.3594=231902元/n。未考慮到循環(huán)水泵的用電量。

表1　節(jié)能技術(shù)改造前后電量和電費(fèi)表單位：千瓦時、元/千瓦時、元

效益分析

直接經(jīng)濟(jì)效益

通過現(xiàn)場電表抄錄測算，該酒店企業(yè)電鍋爐系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造后，年節(jié)電量39.36萬kw/h，節(jié)約電費(fèi)53.68萬元，節(jié)能率高達(dá)38％，節(jié)能效果顯著、經(jīng)濟(jì)效益明顯（見表1）。

間接效益

項目實(shí)施后，由于設(shè)備的性能提高，帶來以下間接效益。

（1）蓄熱系統(tǒng)的熱存量大，溫度平穩(wěn)，能夠滿足峰段需求，系統(tǒng)的可靠性、平穩(wěn)性提升。

（2）非承壓系統(tǒng)，安全性能高，同時無需報檢，運(yùn)維費(fèi)用低。

（3）全自動控制系統(tǒng)可根據(jù)季節(jié)及需求特性設(shè)定運(yùn)行方式，運(yùn)維簡單。

（4）負(fù)荷特性優(yōu)化、電網(wǎng)沖擊減少、配電設(shè)備簡化、設(shè)備利用效率提高。

社會效益

電鍋爐系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造后，該企業(yè)年節(jié)約電量約39.36萬kw/h，折合標(biāo)煤約138t，減少二氧化碳排放372余t，節(jié)能減排成效顯著。

研究小結(jié)

在國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的政策形勢下，該酒店企業(yè)電鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造項目實(shí)現(xiàn)節(jié)能率高達(dá)38％，為企業(yè)節(jié)約能源費(fèi)用的同時，有效提升了能源使用效率，降低了排放和污染。該項目案例取得了較顯著經(jīng)濟(jì)和社會效益，對同類型酒店企業(yè)具有較高的參考和借鑒價值。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.044