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摘要:建筑节能水平不断提高,建筑供热能耗却居高不下,收效甚微,对此我们应该找到问题的关键,给出解决的办法。从节能上来说,热用户仅仅是供热的末端,单纯的提高建筑的保温水平和行为节能措施是远远不够的,关键是还要提高供热的节能运行水平,才能实现真正意义上的节能降耗。本文主要分析了供热节能的技术措施,并结合某小区具体情况,说明了供热系统采用节能技术措施及供热的效果。
关键词:供热节能措施
中图分类号: TE08 文献标识码: A
节能是我国一项长远的战略方针。我国政府对节能工作的高度重视,特别是改革开放以后表现出欣欣向荣的局面。节能对于供热行业来说潜力相当大。采暖能耗一方面是由于供热存在的问题及运行管理不到位导致,另一方面是建筑围护结构保温性差,热损失严重及用户无自主节能意识等原因造成的。
一、关于供热的现状
供热因其少污染、少耗能、少扰民、供热质量高、自动化程度高、设备故障率低等优点已经逐渐城市供暖的重要组成部分。但是,迅速发展的城市集中供热并没有完全发挥其节能效果,与发达国家相比,我国单位建筑面积采暖能耗比相同气候条件下高2~3倍。因此,我国供热采暖节能依然面临严峻的形势。
二、关于供热存在的问题
1.供热锅炉运行热效率低,目前供热锅炉的实际运行热效率大多在60%~65%,《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》JGJ26-95 中规定,在计算采暖耗煤量指标时,采取节能措施以后的锅炉运行效率值取68%(但是没有针对不同容量锅炉做出规定)。国际先进水平为80%~85%,我国比先进水平低了20 个百分点。其形成的主要原因是燃用散烧的未经洗选、筛分的原煤,不能符合锅炉燃烧的基本要求(灰分高、细末多),机械不完全燃烧热损失大,普遍存在低负荷运行,过剩空气系数大,排烟热损失大等,这也与运行人员水平低以及缺乏最基本的自动控制密切相关。
2.采暖供热管网输送效率低,管网输送效率是指采暖供热管网输送的总热量,减去管网各段热损失之和,再除以输送的总热量。国家节能标准要求管网输送效率达到90%。据清华大学近年来的实测数据(一次管网损失0.002kW/m2,二次管网损失0.005kW/m2,失调损失0.007kW/m2) 推算,管网输送效率只有66%~68%。其主要原因在于,国外管网热损失基本上是保温热损失,在我国此项热损失除保温热损失外,还有泄漏和失调的因素,特别是失调造成的热损失很大又非常普遍,亟待改进。
3.供热质量差,调控不力,热用户大多采用单管顺流式系统,且无有效的调控设备,造成了水力工况失调严重,各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求,影响了用户的正常生活,而另一部分用户则因室温过高,只能开窗调节室温,造成热能浪费。
三、关于供热高能耗的节能措施
1.供熱高能耗原因总结,虽然目前的供热普及率在以很快的速度提高,但是,值得注意的是,目前绝大多数的供热都在以很低的效率运行,每年都有大量的能源在供热的运行中被浪费掉。造成能源浪费的原因主要有如下几点:1一是建筑的保温性能差;二是室外供热管网的水平失调;三是室外供热管网的保温不善和漏水;四是锅炉房设备运行方式老化等。
2.供热节能的技术措施,实行建筑节能标准以后,建筑物的保温性能提高了,供热能耗也降低了,但是,建筑物供热能耗的降低与供热的节能并不能直接画上等号。加强建筑物的保温性能,降低建筑物的能耗只是走出了建筑节能的第一步,实行供热计量制度、实现行为节能又把建筑节能推到了第二步,但是,单纯的这两步是远远不够的。供热系统由锅炉房、室外供热管网和室内供热系统组成。系统节能效果如何,包括用户的“行为节能”在内,最终都会反映在锅炉房综合效率和管网输送效率这两个能效指标上。所以,节能不仅是要求建筑本身要节能,而且同样要注重锅炉房、热网、换热站的节能。
(1)锅炉房设备,锅炉房的风机、水泵是耗能大的电气设备,其负荷占锅炉房用电负荷的80% 以上,在实际中通常采用角行程电动执行器来控制风机吸风处的调节门,用节流阀来调节水的流量,这是很不经济的,这种调节方式虽然控制了风机的风量和水泵的流量,但风机、水泵转速基本不变,电动机所消耗电量降低很少。因此,鼓、引风机及水泵系统的节能是锅炉房节电的重点。另外,通过程序的控制,变频鼓、引风机和变频炉排相配合,可以达到节省燃煤的效果。
(2)热量总表,热量表本身并不具有节能的功能,但它可以使供热单位明确的知道自己供了多少的热量,管路消耗了多少热量,方便的得出锅炉供热的综合效率以及平均管网输送效率,以便及时的发现供热系统浪费能源的地方,及时的维修,促进供热系统的节能运行。
(3)监控系统,计算机监控系统自动化程度高,能大幅度提高劳动生产率,提高热效率,节约能源,降低燃料成本。锅炉房实时运行管理系统采用分布式计算机监控系统。目前在国内,对于供热系统的计算机监控方式,有两种不同的思路:一种是采用中央集中式监控方法;另一种是采用中央与就地分工协作的监控方法。
(4)换热站主要应该由换热器、气候补偿器、温度和压力测点、一次侧电动调节阀、二次网循环水泵以及二次网定压补水泵等设备组成,是连接热源和热用户的枢纽,是供热系统中另一个耗能大户,同时也是供热系统的另一个节能关键点。
(5)平衡装置对于供热计量的系统,还应该在用户热力入口处安装差压控制器,以抵抗用户调节对系统水力工况的干扰。差压控制器是自力式比例调节控制阀,它可以恒定被控环路压差。目前,许多国产差压控制器是没有压差调节手柄,也就是说不能进行压差设定的。此类产品出厂时,被控压差就已经限定,现场不可在调节被控环路压差。如许多国产差压控制器被控差压只能是30kPa 或50kPa,而进口差压控制器几乎都是可调被控压差的,非常有利于现场调节。
四、关于案例分析
1.某住宅小区总建筑面积为60 万m2 , 2007 年已建建筑面积为37.2 万m2 , 其中住宅楼49 座, 幼儿园一座,住宅楼为多层及小高层板楼, 最高为11 层。小区室内采暖系统采用下供下回式双管系统, 采暖立管设在楼梯间的管道井内, 并在每个热用户入户采暖供水管道上设置锁闭阀。小区供热系统为间接连接供热系统, 设有热力站一座,面积550 万m2 , 锅炉房内规划安装6 台46MW 燃煤热水锅炉, 现已安装完成5 台燃煤热水锅炉及其附属配套设施。热源厂规划建设热力站24 座, 已建成热力站7 座, 实际供暖面积为200 万m2 , 供/回水温度为120/70 ℃。热源内设置流量为1200m3 /h 、扬程40m 、电机功率160kW 的循环水泵2 台, 流量为2000m3 /h 、扬程45m 、电机功率315kW 的循环水泵3 台。循环水泵、补水泵均配备变频设备。
2.该小区现实际供暖面积为35.9 万m2 , 供暖计算热负荷为1.62 ×104kW 。热力站内设有4 台FBR08A -1.0 换热器, 单台换热面积100m2 ;3 台流量为800m3/h 、扬程为38m 变频循环水泵, 两用一备;2 台流量为30m3 /h 、扬程为48m 变频补水泵, 一用一备。二次水供回水温度为85/60 ℃。小区二次水供热管网工作压力为0.8MPa , 分为南北两个分支, 北支线管径为DN 500 , 规划供热建筑面积为45 万m2 , 目前实际供暖面积为20.9 万m2 ,管线作用半径为550m ;南支线管径为DN350 , 供热面积为15 万m2 , 管线作用半径为652m 。
供热节能被广泛地运用到人们的生活中来,受到人们的普遍关注。供热节能不仅具有污染小、耗能低、少扰民的特点,同时还具有自动化程度高、设备故障发生率低和供热质量高等优点。
参考文献:
[1] 林刚. 建筑墙体节能技术与外墙内保温施工过程控制[J]. 科学大众( 科学教育) ,2006( 3) : 98-99。
[2] 刘克平. 变频调速节能技术在工业锅炉燃烧过程中的应用
分析[J]. 长春工业大学学报( 自然科学版) ,2007( S1) : 101-103。
[3] 王梵,邹平华,方修睦. 分布式循环泵供热系统节能分析[J]. 煤气与热力, 2009, 29( 2) : A23 - A26。
关键词:供热节能措施
中图分类号: TE08 文献标识码: A
节能是我国一项长远的战略方针。我国政府对节能工作的高度重视,特别是改革开放以后表现出欣欣向荣的局面。节能对于供热行业来说潜力相当大。采暖能耗一方面是由于供热存在的问题及运行管理不到位导致,另一方面是建筑围护结构保温性差,热损失严重及用户无自主节能意识等原因造成的。
一、关于供热的现状
供热因其少污染、少耗能、少扰民、供热质量高、自动化程度高、设备故障率低等优点已经逐渐城市供暖的重要组成部分。但是,迅速发展的城市集中供热并没有完全发挥其节能效果,与发达国家相比,我国单位建筑面积采暖能耗比相同气候条件下高2~3倍。因此,我国供热采暖节能依然面临严峻的形势。
二、关于供热存在的问题
1.供热锅炉运行热效率低,目前供热锅炉的实际运行热效率大多在60%~65%,《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》JGJ26-95 中规定,在计算采暖耗煤量指标时,采取节能措施以后的锅炉运行效率值取68%(但是没有针对不同容量锅炉做出规定)。国际先进水平为80%~85%,我国比先进水平低了20 个百分点。其形成的主要原因是燃用散烧的未经洗选、筛分的原煤,不能符合锅炉燃烧的基本要求(灰分高、细末多),机械不完全燃烧热损失大,普遍存在低负荷运行,过剩空气系数大,排烟热损失大等,这也与运行人员水平低以及缺乏最基本的自动控制密切相关。
2.采暖供热管网输送效率低,管网输送效率是指采暖供热管网输送的总热量,减去管网各段热损失之和,再除以输送的总热量。国家节能标准要求管网输送效率达到90%。据清华大学近年来的实测数据(一次管网损失0.002kW/m2,二次管网损失0.005kW/m2,失调损失0.007kW/m2) 推算,管网输送效率只有66%~68%。其主要原因在于,国外管网热损失基本上是保温热损失,在我国此项热损失除保温热损失外,还有泄漏和失调的因素,特别是失调造成的热损失很大又非常普遍,亟待改进。
3.供热质量差,调控不力,热用户大多采用单管顺流式系统,且无有效的调控设备,造成了水力工况失调严重,各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求,影响了用户的正常生活,而另一部分用户则因室温过高,只能开窗调节室温,造成热能浪费。
三、关于供热高能耗的节能措施
1.供熱高能耗原因总结,虽然目前的供热普及率在以很快的速度提高,但是,值得注意的是,目前绝大多数的供热都在以很低的效率运行,每年都有大量的能源在供热的运行中被浪费掉。造成能源浪费的原因主要有如下几点:1一是建筑的保温性能差;二是室外供热管网的水平失调;三是室外供热管网的保温不善和漏水;四是锅炉房设备运行方式老化等。
2.供热节能的技术措施,实行建筑节能标准以后,建筑物的保温性能提高了,供热能耗也降低了,但是,建筑物供热能耗的降低与供热的节能并不能直接画上等号。加强建筑物的保温性能,降低建筑物的能耗只是走出了建筑节能的第一步,实行供热计量制度、实现行为节能又把建筑节能推到了第二步,但是,单纯的这两步是远远不够的。供热系统由锅炉房、室外供热管网和室内供热系统组成。系统节能效果如何,包括用户的“行为节能”在内,最终都会反映在锅炉房综合效率和管网输送效率这两个能效指标上。所以,节能不仅是要求建筑本身要节能,而且同样要注重锅炉房、热网、换热站的节能。
(1)锅炉房设备,锅炉房的风机、水泵是耗能大的电气设备,其负荷占锅炉房用电负荷的80% 以上,在实际中通常采用角行程电动执行器来控制风机吸风处的调节门,用节流阀来调节水的流量,这是很不经济的,这种调节方式虽然控制了风机的风量和水泵的流量,但风机、水泵转速基本不变,电动机所消耗电量降低很少。因此,鼓、引风机及水泵系统的节能是锅炉房节电的重点。另外,通过程序的控制,变频鼓、引风机和变频炉排相配合,可以达到节省燃煤的效果。
(2)热量总表,热量表本身并不具有节能的功能,但它可以使供热单位明确的知道自己供了多少的热量,管路消耗了多少热量,方便的得出锅炉供热的综合效率以及平均管网输送效率,以便及时的发现供热系统浪费能源的地方,及时的维修,促进供热系统的节能运行。
(3)监控系统,计算机监控系统自动化程度高,能大幅度提高劳动生产率,提高热效率,节约能源,降低燃料成本。锅炉房实时运行管理系统采用分布式计算机监控系统。目前在国内,对于供热系统的计算机监控方式,有两种不同的思路:一种是采用中央集中式监控方法;另一种是采用中央与就地分工协作的监控方法。
(4)换热站主要应该由换热器、气候补偿器、温度和压力测点、一次侧电动调节阀、二次网循环水泵以及二次网定压补水泵等设备组成,是连接热源和热用户的枢纽,是供热系统中另一个耗能大户,同时也是供热系统的另一个节能关键点。
(5)平衡装置对于供热计量的系统,还应该在用户热力入口处安装差压控制器,以抵抗用户调节对系统水力工况的干扰。差压控制器是自力式比例调节控制阀,它可以恒定被控环路压差。目前,许多国产差压控制器是没有压差调节手柄,也就是说不能进行压差设定的。此类产品出厂时,被控压差就已经限定,现场不可在调节被控环路压差。如许多国产差压控制器被控差压只能是30kPa 或50kPa,而进口差压控制器几乎都是可调被控压差的,非常有利于现场调节。
四、关于案例分析
1.某住宅小区总建筑面积为60 万m2 , 2007 年已建建筑面积为37.2 万m2 , 其中住宅楼49 座, 幼儿园一座,住宅楼为多层及小高层板楼, 最高为11 层。小区室内采暖系统采用下供下回式双管系统, 采暖立管设在楼梯间的管道井内, 并在每个热用户入户采暖供水管道上设置锁闭阀。小区供热系统为间接连接供热系统, 设有热力站一座,面积550 万m2 , 锅炉房内规划安装6 台46MW 燃煤热水锅炉, 现已安装完成5 台燃煤热水锅炉及其附属配套设施。热源厂规划建设热力站24 座, 已建成热力站7 座, 实际供暖面积为200 万m2 , 供/回水温度为120/70 ℃。热源内设置流量为1200m3 /h 、扬程40m 、电机功率160kW 的循环水泵2 台, 流量为2000m3 /h 、扬程45m 、电机功率315kW 的循环水泵3 台。循环水泵、补水泵均配备变频设备。
2.该小区现实际供暖面积为35.9 万m2 , 供暖计算热负荷为1.62 ×104kW 。热力站内设有4 台FBR08A -1.0 换热器, 单台换热面积100m2 ;3 台流量为800m3/h 、扬程为38m 变频循环水泵, 两用一备;2 台流量为30m3 /h 、扬程为48m 变频补水泵, 一用一备。二次水供回水温度为85/60 ℃。小区二次水供热管网工作压力为0.8MPa , 分为南北两个分支, 北支线管径为DN 500 , 规划供热建筑面积为45 万m2 , 目前实际供暖面积为20.9 万m2 ,管线作用半径为550m ;南支线管径为DN350 , 供热面积为15 万m2 , 管线作用半径为652m 。
供热节能被广泛地运用到人们的生活中来,受到人们的普遍关注。供热节能不仅具有污染小、耗能低、少扰民的特点,同时还具有自动化程度高、设备故障发生率低和供热质量高等优点。
参考文献:
[1] 林刚. 建筑墙体节能技术与外墙内保温施工过程控制[J]. 科学大众( 科学教育) ,2006( 3) : 98-99。
[2] 刘克平. 变频调速节能技术在工业锅炉燃烧过程中的应用
分析[J]. 长春工业大学学报( 自然科学版) ,2007( S1) : 101-103。
[3] 王梵,邹平华,方修睦. 分布式循环泵供热系统节能分析[J]. 煤气与热力, 2009, 29( 2) : A23 - A26。