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集中供热系统节能技术
发布日期:2016-1-7

1、热源节能技术
1)多种供热能源互为补充
随着城市环保要求的日益提高,能源供应结构逐渐变化,集中供热传统以燃煤为主的热源结构正在被天然气、电厂余热、油等相对清洁能源所替代。除此之外,一些新型能源及供热技术正在蓬勃发展,包括电能、核能、地热能、太阳能、生物质能及热泵技术等,将成为传统集中供热热源清洁、环保、高效节能的良好补充。
2)烟气余热回收技术
锅炉的排烟温度一般在90130℃,是潜力很大的余热源。烟气余热回收技术的应用能使热源的供热能力提高2%以上。目前,国内外烟气余热回收装置大多采用金属换热材料,主要是结构形式有回旋式换热器、焊接板(管)式换热器、热管换热器、热媒式换热器等,可将烟气降低至80度左右,使一次回水温度提高10度以上。此外,一些科研院所相继研发出了深度烟气余热回收的技术,可使烟气温度得到更大幅度的降低。
3)蓄热罐技术的应用
蓄热罐是一种储蓄热能的设备,在低热负荷时将多余的热能吸收贮存,热负荷上升时再释放出来使用。蓄热罐技术的使用可使热源负荷平稳,保持在较高的效率下运行,提高经济性及供热系统的备用能力;同时,还可在集中供热管网发生泄漏时起到及时补水的作用。
4)红外线高温纳米节能涂料的应用
红外线高温纳米节能涂料具有耐高温、抗氧化腐蚀等特性,通过在锅炉水冷壁上涂刷红外线高温纳米节能涂料,可显著延长锅炉水冷壁使用寿命。锅炉在涂刷红外线高温纳米节能涂料前、后的热平衡测试结果表明:燃气锅炉涂刷后节能接近1%;燃煤锅炉涂刷后大约能节能2%左右。
5)变频技术及节能变压器的应用
在现有引风机、水泵等设备上安装变频设备,经测算低负荷时节电率可达43%,高负荷时约为38%。将原有高耗能的主变压器和厂用变压器更新为节能型变压器,约可实现单台变压器每采暖季节能率在8%以上。
2、管网节能技术
1)管网水力平衡调节技术
在供热系统中,水力失调现象极为普遍,从而造成各热用户之间室内温度偏差较大、冷热不均等问题。为缓解供热系统水力失调问题,使用户满意,传统的做法是增大热网管径、增大循环泵的流量,采用大流量、小温差供暖运行方式,因而以造成能源极大浪费。近此年来,国内在解决管网水力平衡调节问题方面取得了一些成果,主要调节方法有:温差法、比例法、CCR法以及综合调节法。
2)地沟型聚氨酯预制保温管的应用
地沟型聚氨酯预制保温管道系统是由钢管/件、聚氨酯保温层和高密度聚乙烯外壳组成的整体式结构。该产品能够在一定程度上承受地沟中异常进水浸泡的恶劣工况环境,并基本保持原有性能,且接缝数量远少于传统保温方式,实际应用中有效地减少了管网热损失。该产品现场施工简便、施工量少、能大幅度缩短保温施工周期;同时还可减少运行维护的工作量,提高安全性。
3)直埋管全线预警系统的应用
管网泄漏监控预警系统是对运行中的直埋管道进行实时监控,判断其是否有泄漏发生的技术。该系统由预设在直埋管保温层中的特殊导线、辅助备件及联网设备组成。通过中央监控系统实时监测管道的运行情况,能够尽早发现问题并采取措施,避免突发事件及重大事故的发生,同时还可以减少人工运行管理的费用,保证管网系统稳定、安全地运行。
4)新型保温材料的引进
为降低管道输送热损失,供热企业不断引进新型管网保温材料,如由改性的无机陶瓷粉末和无机粘合剂组成的保温材料。该材料具有无毒无味的特点,可根据不同管径要求在工厂预制保温瓦块,施工效率较高。此种材料不仅可提高管道的保温性能、降低管网热损失,起到节能降耗的目的,同时还可降低管沟环境温度,改善工人日常运行维护的工作条件。
3、热力站节能技术
1)气候补偿控制技术
由于用户的室内散热器、换热站的换热设备等供热设备是按照设计工况进行选型设置的,而在实际应用中,室外空气温度往往高于设计温度,如果不及时根据室外空气温度变化情况调节换热站的供热能力,必然会造成换热站的供热量大于用户的热负荷需求而造成能源浪费。气候补偿控制技术是根据室外空气温度的变化和气候补偿器内部设有的不同条件下的调节曲线求出恰当的供水温度,自动调节一次网的流量来控制二次网的供水温度,以满足用户侧热负荷的变化要求,从而实现供热系统供水温度的气候补偿,达到节能的目的。
2)二次系统混水技术
二次混水技术是指在二次网建筑入口处的供水分支处加装混水泵及相应的控制系统。通过使用该项目技术,建筑物内可实现大流量、小温差运行,可有效解决建筑物内垂直水力失调的问题,提高热力利用率;同时,该项技术的使用,可大幅度降低热力站的运行电量,在满足室内温度全部达标的前提,可实现热力站节电率达10%以上。
3)热计量收费技术的推广
供热计量收费技术的推广目的,从节能意义上讲,最主要是能消除冷热不均带来的热损失,其次是提高行为节能,进而充分利用自由热,降低热源能量的消耗。目前,公建建筑多采用热力站内利用超声波或机械式热量表分用户、分系统的方式进行热计量;居住建筑则采用以楼栋为对象设置热量表进行计量、各用户通过技术手段进行热量分摊。目前居住建筑热量分摊方式包括户用热量表法、通断时间面积法、流温法、散热器热分配法四种。
4)大温差换热技术
热电厂循环冷却水带走的这部分热量完全是废热,一般通过冷却塔直接排放到环境。如果能将循环水中的热量回收利用,无疑将会使热电厂的供热能力得到显著提高,同时可以减少冷却水蒸发量、节省宝贵的水资源、并减少环境的热污染。
通过热泵技术将循环水余热利用起来,即以热电厂循环水作为热泵的低位热源,利用热泵将热电厂循环水余热升温后供热,在不增加热电厂容量、不增加当地排放的情况下,扩大了热源的供热能力。
5)循环水泵变频技术
水泵运行的效率高低、选型是否合理,将直接影响供热质量和运行成本。通过对循环水泵安装变频器,可大大提高水泵的效率,同时将多台小泵并联运行改为单台大泵、可变频的运行方式,改造后节电效果显著。
(6)分布式二级泵的应用
传统的循环水泵设计方法(在热源处设置大循环泵)由于过多资用压头的节流,消耗大量的无效电能,导致系统的电输送效率低下。创新的分布式变频循环水泵设计理念,可使用户实现自行取热,彻底消除无效电耗的发生。理论上,系统节电可在60~80%。这种新型的设计理念已经越来越受到国内集中供热企业的关注,并且国内已有不少工程示范采用,都有良好的效果。
4、热网监控监测技术
热网监控监测技术广泛应用于热源、管网、热力站,监控数据包括温度、压力、流量、热量、水量、电量等。
目前,很多集中供热企业形成了以监控监测技术为基础的供热生产监控平台,集各种先进技术于一身,包括:对大型集中供热系统运行监控、气象走势科学预测节能供热技术、供热调度指令任务单信息管理系统、管网与用户数据的集散控制及地理信息化数据管理系统、供热发展规划及经济运行分析计算、供热方案制定及水力平衡计算分析技术、联网运行技术等。
通过监控监测技术的应用,可将天气预报系统与热网监控系统实现连接,将地区城市天气环境数据进行整合,根据管网监控系统对主要供热参数实时采集,对供热管网实际运行情况进行分析,实现对基本热源与尖峰热源的运行优化配置,达到供热总量经济合理运行。
供热生产监控平台根据冬季供热方案的计算数据,进行理论与实际供热数据比较,分析主要变化参数对实际工况的影响,进行理论与实际数据的偏差修正计算,优化调度实现供热经济运行;还可加入能源管理的功能,提供能源使用情况、经济运行能源分析报告、能源指标考核的统计报告、设备节能改造的能源数据分析报告等,通过能源数据的量化跟踪和量化考核可发现工艺缺陷、技术潜力和管理漏洞,从而达到节能的目的。
5、小结
集中供热系统是一个由热源、管网、热力站、用户组成的综合性系统。集中供热企业应及时研发并引进供热系统各环节能技术,挖掘节能降耗潜力、实现能源的高效利用。
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