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供熱采暖的節能技術應用
供熱采暖技術是指為了給室內創造舒適的環境和保持適宜的溫度,通過供熱采暖系統,以不同的熱量傳播媒介向室內傳送熱量的工程技術。供熱采暖系統主要包括供熱源、熱量傳播媒介和散熱設備三部分。就目前供熱采暖技術的應用存在以下幾點現象:(1)目前應用廣的供熱采暖方式是集中燃煤鍋爐房,因其有著便于集中管理,成本消耗低,熱力能源利用率高的優點而被市民所青睞。(2)燃油采暖也有實用,它有著管理簡單,自動化水平高,勞動強度低,鍋爐利用效率高的優點。(3)目前,燃氣鍋爐房應用也比較多,多為分散式燃氣鍋爐房,它的顯著優點是對環境的污染小,自動化水平高,,管理人員的勞動強度低,鍋爐的利用率也比較高;對于壁掛式的燃氣采暖來說,節省了鍋爐的占地空間,減小了熱網投資,避免了集中鍋爐房一次性的投資,更是方便,節能,便于計量和收費。對于樓棟式燃氣鍋爐房來說,也具備環境污染小,節約能源和熱網投資,節省了建筑空間,鍋爐自動化性能良好,管理人員勞動強度低等優點。(4)另外還有直燃機采暖和蓄熱式電鍋爐采暖。對于直燃機采暖而言,既可以供熱也可以供冷,全年利用的時間比較長,自動化程度高,環境污染小;對于蓄熱式電鍋爐房采暖而言,不會有有害氣體和廢棄物的排放的,沒有污染,沒有噪聲,環境效益高,自動化性能強,運行安全可靠。另外它可以避開高峰電價,充分利用較低電價,運行過程經濟合算。近幾年來,一些節能、環保的采暖設備正在研發并投入使用,例如地源熱泵技術供熱采暖、水源熱泵技術供熱采暖、氣源熱泵技術供熱采暖、地熱的梯級利用技術供熱采暖逐步被人們接受。我國建筑采暖技術也會一直朝著節能環保、舒服適宜的方向發展,氣、電等清潔能源將逐步代替煤能源。
供熱采暖節能技術要點分析
鍋爐在運作的過程中,一般只能將燃料所含熱量的55%~70%轉化為有效熱能(即鍋爐的運作效率為0.55~0.70),這些熱量通過室外管網輸送到采暖用戶,然而在輸送過程中又將損失10%~15%(即室外管網的輸送效率為0.85~0.90),只有剩余的熱量供給建筑物,成為采暖供熱量。所以,供熱采暖系統節能的實施途徑主要為:改善供熱采暖系統的設計方案,實行合理的運行管理,以提高鍋爐的運作效率。完善管道的保溫措施,以提高室外管道的輸送效率。
我國供熱系統熱效率普遍較低,發達國家的單位能耗是我國的1/2-1/3。按《民用建筑節能設計標準》的耗能量指標,提高供熱系統的能效潛力巨大。而我國建筑供熱采暖系統高能耗也有著諸多原因。首先從熱源和熱媒的角度分析,目前我國絕大多數的城市及城鎮采用分散鍋爐供熱,其主要的燃燒能源為煤,出現燃燒不*,的煙塵排放于大氣中的現象,煤的小顆粒到處都有,另外,多數采用間歇供暖方式,鍋爐普遍在低負荷、低效率下運行,實際的供熱面積平均只達到鍋爐能夠提供的供熱面積的45%左右,導致能源被浪費。熱源熱媒參數低,熱源的設計參數為115℃/70℃,而在真正運行中,因采用一次網供熱,循環流量偏大,熱媒參數在80~90℃,導致熱源傳熱效率偏低。供熱量有很大程度的浪費,近端用戶水流量是設計流量的2~3倍,室溫偏高,浪費能源;末端用戶水流量是設計流量的0.2~0.5倍,室溫偏低;這種水力失調造成的冷熱不均現象,影響供熱系統效果,降低能源利用率。管網失水率也比較高,熱媒輸送熱損失大是因為個別用戶偷放供熱系統水,或是有些管線比較陳舊,管網保溫材料受到嚴重破損,從而導致了管線散熱多,熱能損失大。其次,熱力工況失調,形成“大流量,小溫差”的運行方式。為提高供熱效果,克服熱力工況失調造成的冷熱不均現象,多年來形成了靠增大系統循環量、減小供回水溫差的方法解決,如單位面積的設計水流量為2~3Kg/h,實際水流量大于3~5Kg/h,降低了熱效率,且導致系統水泵耗電量增加。后,建筑圍護結構也造成一定程度的能耗,我國以來因片面強調建筑造價,加之沒有建筑節能的標準規范可供施工單位參照,導致圍護結構保溫隔熱性能差,單位能耗:外墻為發達國家的4~5倍;屋頂為2.5~5.5倍;外窗為1.5~2.2倍;門窗氣密性為3~8倍,門窗空氣滲透為3~6倍。
供熱采暖節能技術質量提高的關鍵是要把握好水力平衡技術,對于一個設計成功的供熱采暖管網系統來說,每個用戶都可以獲得設計水量,也就是說能滿足其熱負荷的需求。供熱系統的質量好壞由供熱系統的水力工況和熱力工況直接決定。因為種種原因的存在,供熱系統所存在溫度不均勻現象,也表明了供熱系統熱力工況已經失調;而熱力工況的失調,也是由于水力工況的失調,這種現象是由于供熱系統流量分配不均所造成的。往往近熱源處室溫偏高,遠熱源處室溫偏低。如果水系統達到平衡,設計者可以沒必要顧慮環路居民因不利而進行的投訴,要選用合理的鍋爐及水泵容量,說明水系統的平衡是節能及提高供熱品質的首要條件。要實現水力平衡,對硬件的要求應該既具有良好的流量調節性能,又能定量顯示環路流量(或壓降)的一種閥門,為了達到調節流量的目的要利用平衡閥,平衡閥是用來改變閥芯的行程來改變閥門的阻力系數。平衡閥與普通閥門的不同之處在于閥體上有開度指示,開度鎖定裝置及兩個測壓小閥。在管網平衡調試時,將智能儀表與被調試的平衡閥測壓小閥聯接后,就能顯示出流經閥門的流量值,向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后,儀表經計算分析,可直接顯示管路系統達到水力平衡時該閥門的開度值。過去大部分熱力站沒有有效的調節循環水量的方法,管線的水力失調嚴重,使得熱力站的二次水系統普遍處于小溫差大流量運行狀態,加強二次水系統的水力平衡調節,盡可能用較小的流量來用戶尤其是末端用戶的正常用熱需求,以免電能與熱能的浪費。安裝流量調節閥使管網水力平衡,加大供回水溫差,降低熱耗,取得了很好的社會效益和經濟效益;為了研究管網平衡調試方法對軟件要有嚴格的要求,要使整個管網系統平衡調試科學,工作量小。為此國內已開發了平衡閥及其平衡調試時使用的智能儀表。智能儀表不僅用于顯示流量,更重要的是配合調試方法,使原則上只需要對每一環路上的平衡閥作一次性的調整,即可使全系統得到水力平衡。這種技術尤其適用于逐年擴建熱網的系統平衡。實踐證明,應用平衡閥并經調試水力平衡后,煤和電可以各節省15%以上。