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解析集中供热系统工程节能解决方案
发布时间:2016-3-3 11:22:49                  点击次数:787

  集中供热系统是城市和社会发展的重要基础设施,其发展水平是城市现代化水平的重要标志。集中供热系统的优化设计研究,对节约工程投资、降低供热能耗、提高企业效益有着重要的意义。中国能源结构调整和对环境保护要求的提高,使供热能源结构发生了重大变化,正确分析、评价集中供热系统更显得尤为重要。下面,与大家就集中供热系统工程节能解决方案进行探讨。 

    1.采用多热源联网集中供热系统

   多热源联网集中供热系统,是指利用大型燃气锅炉或热电厂作为主要热源承担城市集中供热的基础热负荷,小型燃气锅炉承担峰值热负荷的一种集中供热系统。可以使供热设备在更多的时间内处于满负荷运行状态下,提高各热源的供热效率。在热网供热量充足时进行按需供热,供热量不足时进行均匀性调节,灵活调整供热量。系统中的多热源联网可根据热负荷的具体情况,制定出更为灵活、合理的供热方案,并可随时调整全系统的供热工况(供热量、温度、流量、压力)。从而大幅降低供热能耗,以此达到节能的作用。 

    2.建立智能热网控制系统

   智能热网控制系统,由热网监控中心、智能热网调节终端、用户温度测量终端以及执行机构组成。通过采用智能采集仪对换热站实行远程智能控制,利用计算机技术和无线通信技术,对各换热站的运行参数进行实时远程监测,以达到室外温度与热网运行状况的平衡,从而达到节能降耗的作用。在集中供热系统中,由于室外温度在一天之内存在较大的波动起伏或热用户的时间特殊性需要对供热系统进行分时段控制。例如在清晨,室外温度较低,须加大供热量;中午室外温度升高,需减少供热量;傍晚时段室外温度由开始降低,又需增加供热量。我们可以通过智能热网控制系统,根据上述参数的变化,及时调整供热量,提高热源利用率。

    3.做好热计量工作

   坚持做好热计量工作,安装热量表。热量表本身虽不具有节能作用,但是可以统计出供热单位为用户提供多少热量,管路消耗的热量是多少。可以很方便的得出平均管网输送效率和供热效率的高低,及时发现供热系统的能源浪费情况。及时采取有效措施进行改善,推进集中供热系统的节能运行。安装热计量表,实行按各用户热量使用量进行收费,不仅解决了建筑物内部室温冷热不均的问题,更减少了资源浪费的现象,起到了节能降耗的作用。

    4.推广热水管道保温直埋技术

   热水管道保温直埋技术经过多年的运用,已有了较为成熟的技术经验。直埋敷设热水保温管道,除具有节省用地、方便施工、减少工程投资和维护工作量小等优点外,还具有热损失小的优点。根据冬季实测结果,DN800传统地沟管道每公里降温0.75℃,而DN500直埋管道的每公里温降只有0.34℃。按照管径越大温降越小推算,DN800直埋保温管道的温降会更小。

    由此看来,热水管道保温直埋技术应大范围进行推广和应用。

    5.热力站采用全自动预组装式换热机组

   全自动预组装式换热机组,包括:板式换热器、循环水泵、补水系统、流量调节阀、关断阀门、就地仪表、温度及压力传感器、控制系统等。可根据室外温度灵活调整二次供水温度及供热量。今年来,我国天津市、北京市等热力公司大范围采用这种换热机组,运行结果表明,具有显著的节能效果。同时该换热机组还具备占地面积小、结构紧凑、安装方便、维护保养费用低、操作简单等优点。

    6.采用变频器对水泵进行控制

   集中供热系统水泵采用先进的交流电机变频调速技术,对水泵进行调速控制,从而实现恒压供水。它通过压力传感器接收管网压力信号,经控制器分析运算后控制水泵的转速及水泵的工作台数,平稳改变供水水量,使管网压力保持恒定且有明显的节电效果。众所周知,水泵耗电功率与水泵电机转速成三次方正比关系,安装变频调速器后能够自动检测瞬时管网水压,24小时不间断监测室外温度,根据温度变换及时控制电机转速,调整供水量,从而达到高效节能,采用变频器对水泵进行控制,节能效果达25%—40%。变频器采用全自动程序控制,运行可靠,操作简便,保护功能齐全,可根据用户需要任意设定供水压力及供水时间,无需专人值守,故障自动诊断报警,人机界面及时显示温度、压力、和流量等参数。

    7.加强管理,控制集中供热系统失水量

   目前国内集中供热二次系统失水严重,补水率可高达循环水量的10%以上。失水主要是热用户放水和二次系统及户内系统供热设备老化漏水所致。系统大量失水和热量丢失,严重影响供热能力及效果。因此,必须加强宣传教育、加强管理,通过采取防漏、查漏、堵漏等手段,采取向二次水系统添加染色剂、臭味剂等措施,将失水量降至正常水平。保证供热系统的安全稳定运行。

    8.优化板式换热器的选型设计

   近年来,板式换热器技术日益成熟,其换热效率高,体积小,重量轻,污垢系数低,拆卸方便,板片品种多,适用范围广,在供热行业得到了广泛应用。优化选型设计内容包括:提高传热效率、提高对数平均温差等。提高传热效率,可运用提高板片的表面传热系数、减小污垢层热阻、选用导热率高的板片、减小板片厚度等方法;提高对数平均温差,是指加大板式换热器的有效换热面积,拉大一次供回水温差,在等热负荷条件下,降低一次供水流量,从而达到节能降耗的作用。同时,降低板式换热器阻力,有助于降低二次循环系统阻力,降低循环泵扬程,从而达到节电作用。降低换热器阻力的方法包括:采用热混合板、采用非对称型板式换热器、采用多流程组合、设换热器旁通管等。

    9.改变大流量、小温差的运行方式,提高供水温度和输送效率

   目前国内供热系统,包括一次水系统和二次水系统都普遍采用大流量小温差的运行方式,实际运行的供水温度比设计供水温度低10~20℃,循环水量增加20~50%。此种运行状态使循环水泵电耗急剧增加(50%以上)、管网输送能力严重下降、热力站内热交换设备数量增加。其原因除受热源的限制不能提高供水温度外,主要是因为管网缺乏必要的控制设备。

   系统存在水力工况失调的问题,为保证不利用户供热而采取的措施。因此,应该在供热系统增加控制手段,解决了水力工况失调后,将供水温度提高到设计温度或接近设计温度,以提高供热系统的输送效率、节约能源,并为用户扩展打下良好基础。此外,还要加强系统的调整,保持管网的热平衡。一般来说,在正式供热运行前的试供热阶段,就应根据所有热用单位的需热量对管网进行流量分配,既要保证最不利环节的正常供热,又要避免管网前端用户的热量浪费。

    10.推广应用效果显著的新技术、新设备

   根据近几年的运行能耗情况对比,有二项技术在集中供热系统节能减排上效果非常显著。集中供热系统是城市和社会发展的重要基础设施,其发展水平是城市现代化水平的重要标志。集中供热系统的优化设计研究,对节约工程投资、降低供热能耗、提高企业效益有着重要的意义。中国能源结构调整和对环境保护要求的提高,使供热能源结构发生了重大变化,正确分析、评价集中供热系统更显得尤为重要。下面,与大家就集中供热系统工程节能解决方案进行探讨。

    1.采用多热源联网集中供热系统

   多热源联网集中供热系统,是指利用大型燃气锅炉或热电厂作为主要热源承担城市集中供热的基础热负荷,小型燃气锅炉承担峰值热负荷的一种集中供热系统。可以使供热设备在更多的时间内处于满负荷运行状态下,提高各热源的供热效率。在热网供热量充足时进行按需供热,供热量不足时进行均匀性调节,灵活调整供热量。系统中的多热源联网可根据热负荷的具体情况,制定出更为灵活、合理的供热方案,并可随时调整全系统的供热工况(供热量、温度、流量、压力)。从而大幅降低供热能耗,以此达到节能的作用。

    2.建立智能热网控制系统

   智能热网控制系统,由热网监控中心、智能热网调节终端、用户温度测量终端以及执行机构组成。通过采用智能采集仪对换热站实行远程智能控制,利用计算机技术和无线通信技术,对各换热站的运行参数进行实时远程监测,以达到室外温度与热网运行状况的平衡,从而达到节能降耗的作用。在集中供热系统中,由于室外温度在一天之内存在较大的波动起伏或热用户的时间特殊性需要对供热系统进行分时段控制。例如在清晨,室外温度较低,须加大供热量;中午室外温度升高,需减少供热量;傍晚时段室外温度由开始降低,又需增加供热量。我们可以通过智能热网控制系统,根据上述参数的变化,及时调整供热量,提高热源利用率。

    3.做好热计量工作

   坚持做好热计量工作,安装热量表。热量表本身虽不具有节能作用,但是可以统计出供热单位为用户提供多少热量,管路消耗的热量是多少。可以很方便的得出平均管网输送效率和供热效率的高低,及时发现供热系统的能源浪费情况。及时采取有效措施进行改善,推进集中供热系统的节能运行。安装热计量表,实行按各用户热量使用量进行收费,不仅解决了建筑物内部室温冷热不均的问题,更减少了资源浪费的现象,起到了节能降耗的作用。

    4.推广热水管道保温直埋技术

   热水管道保温直埋技术经过多年的运用,已有了较为成熟的技术经验。直埋敷设热水保温管道,除具有节省用地、方便施工、减少工程投资和维护工作量小等优点外,还具有热损失小的优点。根据冬季实测结果,DN800传统地沟管道每公里降温0.75℃,而DN500直埋管道的每公里温降只有0.34℃。按照管径越大温降越小推算,DN800直埋保温管道的温降会更小。

    由此看来,热水管道保温直埋技术应大范围进行推广和应用。

    5.热力站采用全自动预组装式换热机组

   全自动预组装式换热机组,包括:板式换热器、循环水泵、补水系统、流量调节阀、关断阀门、就地仪表、温度及压力传感器、控制系统等。可根据室外温度灵活调整二次供水温度及供热量。今年来,我国天津市、北京市等热力公司大范围采用这种换热机组,运行结果表明,具有显著的节能效果。同时该换热机组还具备占地面积小、结构紧凑、安装方便、维护保养费用低、操作简单等优点。

    6.采用变频器对水泵进行控制

   集中供热系统水泵采用先进的交流电机变频调速技术,对水泵进行调速控制,从而实现恒压供水。它通过压力传感器接收管网压力信号,经控制器分析运算后控制水泵的转速及水泵的工作台数,平稳改变供水水量,使管网压力保持恒定且有明显的节电效果。众所周知,水泵耗电功率与水泵电机转速成三次方正比关系,安装变频调速器后能够自动检测瞬时管网水压,24小时不间断监测室外温度,根据温度变换及时控制电机转速,调整供水量,从而达到高效节能,采用变频器对水泵进行控制,节能效果达25%—40%。变频器采用全自动程序控制,运行可靠,操作简便,保护功能齐全,可根据用户需要任意设定供水压力及供水时间,无需专人值守,故障自动诊断报警,人机界面及时显示温度、压力、和流量等参数。

    7.加强管理,控制集中供热系统失水量

   目前国内集中供热二次系统失水严重,补水率可高达循环水量的10%以上。失水主要是热用户放水和二次系统及户内系统供热设备老化漏水所致。系统大量失水和热量丢失,严重影响供热能力及效果。因此,必须加强宣传教育、加强管理,通过采取防漏、查漏、堵漏等手段,采取向二次水系统添加染色剂、臭味剂等措施,将失水量降至正常水平。保证供热系统的安全稳定运行。

    8.优化板式换热器的选型设计

   近年来,板式换热器技术日益成熟,其换热效率高,体积小,重量轻,污垢系数低,拆卸方便,板片品种多,适用范围广,在供热行业得到了广泛应用。优化选型设计内容包括:提高传热效率、提高对数平均温差等。提高传热效率,可运用提高板片的表面传热系数、减小污垢层热阻、选用导热率高的板片、减小板片厚度等方法;提高对数平均温差,是指加大板式换热器的有效换热面积,拉大一次供回水温差,在等热负荷条件下,降低一次供水流量,从而达到节能降耗的作用。同时,降低板式换热器阻力,有助于降低二次循环系统阻力,降低循环泵扬程,从而达到节电作用。降低换热器阻力的方法包括:采用热混合板、采用非对称型板式换热器、采用多流程组合、设换热器旁通管等。

    9.改变大流量、小温差的运行方式,提高供水温度和输送效率

   目前国内供热系统,包括一次水系统和二次水系统都普遍采用大流量小温差的运行方式,实际运行的供水温度比设计供水温度低10~20℃,循环水量增加20~50%。此种运行状态使循环水泵电耗急剧增加(50%以上)、管网输送能力严重下降、热力站内热交换设备数量增加。其原因除受热源的限制不能提高供水温度外,主要是因为管网缺乏必要的控制设备。

   系统存在水力工况失调的问题,为保证不利用户供热而采取的措施。因此,应该在供热系统增加控制手段,解决了水力工况失调后,将供水温度提高到设计温度或接近设计温度,以提高供热系统的输送效率、节约能源,并为用户扩展打下良好基础。此外,还要加强系统的调整,保持管网的热平衡。一般来说,在正式供热运行前的试供热阶段,就应根据所有热用单位的需热量对管网进行流量分配,既要保证最不利环节的正常供热,又要避免管网前端用户的热量浪费。

    10.推广应用效果显著的新技术、新设备
    根据近几年的运行能耗情况对比,有二项技术在集中供热系统节能减排上效果非常显著。


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