机械论文--锅炉房供热系统常见问题及节能改造

分类：机械论文发表 时间：2012-02-13 14:46 关注：(1)

李莉辉
摘要：近年来，节能降耗已成为供热系统中的重中之重，对供热企业来说，加强对既有供热系统的节能改造，提高能源利用率，不仅可以减少资源的浪费，同时也可以减少废弃物的排放，对提高空气质量、改善生存环境，具有极其重要的意义。
关键词：锅炉房供热 节能
一、热能生产过程中的节能措施
1、锅炉运行中存在的问题。通过对锅炉的运行记录进行分析，发现能源利用率比较低。突出表现在耗煤量增加，但同时锅炉出水温度偏低。运行过程中煤的实际发热量平均仅有3000大卡/吨，在送煤速度、煤层厚度一定的条件下，锅炉达不到额定的发热量，效率显著降低，同时也直接造成了热能生产上的不足。
2、热能生产过程中的节能措施。首先，应该改变现有的燃烧方式。根据煤质采用合适的煤层厚度，并按燃烧情况决定炉排速度；同时合理控制煤风比例，充分利用锅炉排烟余热将空气加热，然后再送入炉膛燃烧，这样不仅可以有效改善燃烧状况，而且提高了燃料的利用率。其次，在锅炉供热运行中，由于间断运行带来的是锅炉频繁启停所造成的热效率降低；而连续运行虽然能保证锅炉长期处于较好的状态下运行，但耗煤过多，不仅抵消了提高热效率节余的煤，而且可能超过燃煤量指标。因此供暖锅炉运行应采用准连续运行，在锅炉启动时多台炉满负荷运行，当回水温度达到要求后减少运行台数，用少数锅炉的满负荷运行来保证供水温度。定期清除锅炉受热面上的积灰及锅筒底部的沉积物，维持设备传热面清洁，减少传热热阻，提高设备传热效率。
二、输送管网系统中的节能措施
1、管网系统中存在的问题。摸底调查中，采用几台便携式超声波流量计，对几个换热站各个楼栋进户管进行了详细的流量测量。结果显示：水平失调情况较为严重。这主要是由于二级网的设计、安装质量和设备的选型上存在一定的问题，以及随意并网扩建所带来的不良后果，二级网管理人员的技术管理水平和工作责任心问题，也是造成二次网水力平衡严重失调的重要因素。管网设计一般只注意最不利点的资用压头，而其他点的资用压头总是大于需要值，越靠近热源的位置资用压头的余量就越大。在管网投入运行时基本没有经过认真和科学的调整，必然造成流量分配偏离设计状态，用户冷热不均的水平失调现象。另外，换热站在建设初期，由于考虑到以后供热面积扩大的可能性，设计供热面积一般远大于实际供热面积，因此造成设备选型过大，实际流量偏离设计状态，也会导致管网水平失调。当供热面积扩大时，没有及时改造调整管网，而只是调整水泵的流量和扬程，也会导致管网水平失调。
2、解决对策。首先，换热站设计时要充分考虑以后扩建的可能性以及扩建规模、时间等因素，对于规划期较长的项目可以暂时不予考虑，避免出现设备选型过大，运行工作点偏离设备高效区域而运行效率过低的情况。对于中短期规划项目，设备选型时要留有余地，同时采用变频调节的方式运行，避免采用阀门节流的方法造成输送能耗的增加。其次，在引入口管段上安装自力式压差调节器或自力式流量控制器或平衡阀，在运行初期进行调整并锁定。自力式流量控制器可以利用管网系统自身具有的能量（压差）自动消除剩余压头，因此，在一定的范围内不受管网系统压差变化或负荷增减的影响，始终保持流量恒定，能够很好地解决系统扩建时原有管网的流量分配问题，还可为热计量收费创造条件。另外，管网系统采用外网大温差小流量、室内小温差大流量的方式运行，一方面能够减小系统的输送能耗，同时还可以改善上下层用户冷热不均的状况。
3、管网排查过程中还发现，由于管网铺设时间较长，多处阀门、管道生锈严重，泄露情况时有发生。这就造成了：一方面，管网补水量加大，增加了热损失和运行成本；泄露发生处由于水对管道保温层的渗透作用，热导率大幅度增加，造成管路热损失加大；同时，泄漏的发生改变了管网的流量分配特性，造成不同程度的水平失调。
三、热能使用环节中的节能措施
1、热能使用方面存在的问题。近年来国内许多专家和机构进行了大量的节能建筑的研究，在墙体保温方面取得了许多显著的成果。但是，在对现有建筑的节能改造方面，其节能效果并不理想，甚至得出“节能建筑不节能”的研究结论。这主要是由于：随着墙体保温性能的改善，室温会有所提高，甚至会出现有些地方过热的情况，但是因为供热系统长期以来普遍采用的室内垂直单管顺流式采暖形式，用户无法自行调节室温，只有直接开窗降温，造成热能的极大浪费，围护结构改善所取得的节能效果就体现不出来；同时，这种传统的供暖方式容易造成上下层用户室内温度不均匀，垂直失调情况严重，通常是上层用户温度过高，而下层用户又达不到设计温度，用户不满意率较高。有些用户大部分时间家里没人，但还是照常供热，造成了能源的极大浪费。
2、应对措施。要想从根本上解决这些问题，室内采暖系统必须具有可调性，同时做到按户计量，根据实用热量收费，从而充分调动用户主动节能的积极性，避免热能的无端浪费；另一方面，随着热能利用率的提高，供热企业也能够降低生产成本，提高市场竞争力，从而更好地提供服务。但同时，也对室外供热系统的流量控制提出了更高的要求。具体应对措施如下：
（1）改变室内采暖系统布置方式，加装室内控制装置，室内可安装散热器恒温控制阀，使用户根据实际生活的需要，方便地调节并设定室温，散热器恒温阀可根据用户的设定以及房间内的实际温度动态地调接出力，控制室温的恒定，这样既提高了室内热环境的舒适度，又节省了热能。虽然短期内增加了设备初投资，但从长远来看，既节省了能源，降低了供热成本，又能大大减少用户每年的采暖费用，具有较好的实用前景。对于采暖热用户而言，由于各人的生活方式不同，需要的供暖时间和供暖量将会千差万别，用户不在家时甚至可以将阀门完全关闭。因此，实用中应该考虑户与户之间的热传递问题，同时，分户计量收费时还应该考虑热负荷的修正问题。在实际计量收费过程中，可参照德国和欧洲一些国家的现行方法，每个单体建筑总耗热量的70~80%按照热量表的计量数分摊计算，其余的20~30%部分按住户的建筑面积分摊计算。这样能够减小用户间的相互影响，同时使供热楼房内的不用热住户也来分摊公共建筑部分的能耗，比较合理。另外，在计量收费时，应根据房间建筑结构形式、楼层、外围护结构面积、以及朝向等因素进行修正，真正做到收费公平合理。
（2）在引入口管段上安装自力式流量控制器。由于进行分户计量以及用户独立调节，每栋楼的流量变化随意性较大。为了提高供热系统的水力稳定性，可在引入口管段上安装自力式流量控制器，从而避免由于各自流量变化所造成的楼栋间相互影响。
论文结束语：通过对该供热系统的运行现状进行摸底调查，发现在热能生产、热能输送及热能使用三个方面都存在一些较为突出的问题，同时也反映出其中所存在的巨大节能潜力。在此基础上，借鉴国内外一些相关的研究成果和成功的改造项目，结合具体情况，针对锅炉房能源利用率低、水平失调严重、以及用户节能积极性不高等问题，分别加以分析，对其中较为可行的节能措施进行探讨，为今后工作的进一步展开以及类似系统的节能改造提供参考。