供熱站鍋爐房內(nèi)管網(wǎng)減阻降耗措施解析

賀　軍/中國汽車工業(yè)工程有限公司

供熱站鍋爐房內(nèi)管網(wǎng)減阻降耗措施解析

賀軍/中國汽車工業(yè)工程有限公司

供熱系統(tǒng)中熱水在管網(wǎng)及鍋內(nèi)循環(huán)流動，是靠循環(huán)泵加壓克服其阻力形成。因此減少管網(wǎng)及鍋內(nèi)阻力就可以減少循環(huán)泵的裝機容量或開泵臺數(shù)，從而降低電耗，鍋內(nèi)阻力減少會增加循環(huán)水在鍋內(nèi)的流速提高鍋爐效率。本文分析了供熱站鍋爐房內(nèi)管網(wǎng)減阻降耗措施。

供熱站；管網(wǎng)；減阻降耗措施

在國家節(jié)能環(huán)保政策不斷推進的形勢下，集中供熱建設(shè)工程不斷，具有供熱面積大、非線性、系統(tǒng)復(fù)雜等特，難以滿足現(xiàn)代節(jié)能降耗的要求。因此合理調(diào)節(jié)和控制供熱系統(tǒng)，降低能源消耗，獲取最大經(jīng)濟效益成為當下供熱行業(yè)研究的重要課題。

1.現(xiàn)狀

近年來集中供熱站建設(shè)不斷，隨之對供熱系統(tǒng)運行及節(jié)能提出新的要求。相關(guān)原理及實踐表明供熱系統(tǒng)中的熱水是通過循環(huán)泵加壓后在管網(wǎng)及鍋內(nèi)循環(huán)流動。由此可見減少管網(wǎng)或鍋內(nèi)阻力至關(guān)重要，不僅可以減少循環(huán)泵的使用數(shù)量及裝機容量，節(jié)約成本，而且可以降低電能消耗，加快循環(huán)水的流速以提高鍋爐效率。供熱站鍋爐房內(nèi)系統(tǒng)熱水流動原理：鍋爐內(nèi)供熱系統(tǒng)涉及到的設(shè)備主要有循環(huán)水泵、回水干管、循環(huán)水泵進出口干管、鍋爐回水支管、鍋爐內(nèi)集水裝置、分水器及供熱干管等等，設(shè)備多且雜，每一個設(shè)備安裝及分布要求也不一樣，且鍋爐內(nèi)熱水流動途徑有一定的順序，先流經(jīng)回水干管、集水器、循環(huán)水泵進口干管，最后流過分水器、各供熱干管等送到各用戶家中。該流動模式相對外部管網(wǎng)復(fù)雜，具有管徑較小、流速較高、阻力較大等特點，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部系統(tǒng)阻力相對要高，自然消耗的能源也就多。為此要采取有效措施降低鍋爐內(nèi)部系統(tǒng)熱水流動途徑的局部阻力，達到提高供熱效率，降低能耗的目的。

2.供熱站鍋爐房內(nèi)管網(wǎng)減阻降耗措施

某供熱站承擔供熱面積近200萬m2 ，采用了很多節(jié)能方法，取得很好效果。

2.1以實際運行臺數(shù)計算。計算總功率為862.7kW， 設(shè)備負載率按80％計算， 則實際運行功率為690.16kW， 電流為1278.7A， 也應(yīng)考慮變壓器增容。根據(jù)系統(tǒng)運行工況我提出多項節(jié)電措施供設(shè)計參考以實現(xiàn)變壓器不增容：一是調(diào)整部分設(shè)備功率達到電動機功率與設(shè)備、工藝要求一致（ 防止大馬拉小車）；二是 風(fēng)、泵類在最高效率點運行（風(fēng)機進出口管道速度場均勻）；三是對新增面積系統(tǒng)做水力計算， 以確定循環(huán)泵， 一次網(wǎng)循環(huán)泵仍用75 kW， 一號換熱站二次網(wǎng)循環(huán)泵2 臺由設(shè)計值132 kW×2 改為75 kW×2；四是加強除塵器、爐體、煙道的密封， 減少爐體對流段積灰及結(jié)焦，以提高引風(fēng)機效率。五是從燃燒工藝上去尋找煤層厚度與燃燒速度的最佳配合點，其經(jīng)濟值是較低的速度和較薄的煤層，以盡可能降低鼓引風(fēng)機負荷，在爐墻維修時盡可能不減小燃燒空間以提高鍋爐出力。

2.2提高循環(huán)泵效率， 減少運行電耗。熱網(wǎng)的建設(shè)都要經(jīng)歷一個發(fā)展過程， 在原始設(shè)計選型時都有一定的裕度， 一般循環(huán)泵選型都稍大，應(yīng)就自己系統(tǒng)工況把揚程和流量調(diào)整到需要數(shù)值，以消除多余的電能消耗，這種調(diào)整一般能達到30％的降耗結(jié)果。熱網(wǎng)運行中若實施質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)或荷載（ 流量揚程） 波動變化調(diào)節(jié)， 目前常規(guī)使用變頻調(diào)速技術(shù)，但對壓送能力過大的水泵采用調(diào)速技術(shù)來降低水泵的揚程、流量有可能導(dǎo)致水泵在低效區(qū)工作， 達不到最佳節(jié)能效果， 所以要根據(jù)供熱系統(tǒng)水力分析、選定、更換循環(huán)泵是最基本最好的降耗方法。通過實踐我們認識到節(jié)能的實質(zhì)是使能的利用率提高， 也就是能效更高，循環(huán)泵效率的提高， 節(jié)約了投入， 節(jié)約了設(shè)備空間致使原來改造計劃中新建換熱站的方案變?yōu)槔蠐Q熱站改造， 從而節(jié)約了項目的資金投入， 縮短了工期。要提高循環(huán)泵效率還應(yīng)改變大流量、小溫差的運行方式， 目前， 供熱系統(tǒng)， 包括一次水系統(tǒng)和二次水系統(tǒng)多采用大流量小溫差的運行方式， 運行的供水溫度比設(shè)計溫度低10—20℃， 循環(huán)水量增加20—50％， 循環(huán)水泵電耗增加50％以上， 管網(wǎng)輸送能力下降， 并增加了換熱站熱交換設(shè)備的數(shù)量， 其原因除受熱源工藝安排， 不愿提高供水溫度外， 主要是因為管網(wǎng)缺乏必要的控制設(shè)備， 系統(tǒng)存在水利工況失調(diào)的問題， 為保證不利用戶而采取的措施。因此， 應(yīng)該在供熱系統(tǒng)增加設(shè)施， 解決水利工況失調(diào)后， 將供水溫度提高到設(shè)計溫度或接近設(shè)計溫度， 以提高供熱系統(tǒng)輸送效率， 節(jié)約能源。

2.3降耗從熱源做起。一是避免鍋爐低負荷運行。避免鍋爐低負荷就是意味著要使鍋爐盡量在效率較高時工作， 鍋爐效率最高時的蒸發(fā)量為經(jīng)濟蒸發(fā)量（通常就是額定蒸發(fā)量的80％左右）。我們調(diào)整負荷就是隨著供熱負荷的變化采取調(diào)整鍋爐運行臺數(shù)的辦法來解決， 以避免鍋爐低負荷運行， 提高鍋爐運行效率。避免負荷下降超過一定范圍后， 爐膛溫度下降較大， 燃燒速度減慢， 增加化學(xué)和機械不完全燃燒損失， 從而降低鍋爐熱效率， 造成能源浪費。采用避免鍋爐低負荷運行思路之后， 運行期可用鍋爐臺數(shù)總運行時間減少， 總能耗下降。二是分層上煤與節(jié)能。目前我行業(yè)大都采用鏈條爐， 燃煤多為混煤， 著火條件不太好， 爐膛溫度較低燃燒不完全， 爐渣含碳量高， 這些制約著鍋爐熱效率的提高。2014 年我們改造了3臺15t 鍋爐的分層上煤裝置， 有效地解決了鏈條爐排煤層密實、通風(fēng)阻力大和煤層缺氧問題，從而強化了燃燒， 解決了爐排上煤層在同一斷面顆粒相差較大燃燒不均衡問題， 在一定程度上解決了增負荷慢爐排漏風(fēng)問題， 使空氣過剩系數(shù)有所下降，較少熱損失， 提高鍋爐熱效率有利于節(jié)煤。分層上煤改造前各鍋爐引風(fēng)機經(jīng)常工作在45HE 頻率以上，改造后均工作在40HE 以下， 功率是隨頻率的下降而立方地減少， 所以耗電效果明顯。

2.4分析2014年供熱期的運行工作， 我們通過研究運用新技術(shù)的實踐， 通過大膽嘗試設(shè)備的革新改造， 確實在節(jié)能降耗方面看到一些成效， 2014年度和2013年度相比供熱面積增加8188.93 m2，但在能耗各方面都有所降低， 用電單耗由2013年的4.73 度/m2 下降到2014年度的3.47 度/m2， 其單耗下降1.26 度?？偣?jié)電量為81754度。

供熱站鍋爐房內(nèi)管網(wǎng)建設(shè)要順應(yīng)國家節(jié)能降耗政策，采取先進的節(jié)能技術(shù)，不斷提高相關(guān)人員操作水平，并積極改造鍋爐房內(nèi)的管網(wǎng)系統(tǒng)，減少阻力，提高水循環(huán)及供熱效率。同時加強熱水合理利用宣傳教育和熱水損失管理，保證供熱系統(tǒng)安全有效運行的同時降低能源消耗，獲取社會效益及經(jīng)濟效益，促進供熱企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

［1］中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會.中國城鎮(zhèn)供熱技術(shù)進步發(fā)展［J］.區(qū)域供熱， 2014， （ 6）： 2-5.

［2］溫麗.鍋爐供暖技術(shù)運行與管理［M］.北京： 清華大學(xué)出版社，2014.

［3］付祥釗.流體輸配管網(wǎng)［M］.北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2014， 215-224.