集中供热系统节能潜力分析

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1、集中供热系统节能潜力分析.L.编辑。摘要  本文从提高能源利用率出发,论述系统能耗环节和评估;已运行系统能源浪费的表现和程度;分析能耗悬殊的原因;提出依靠科学技术、改造和完善系统挖掘节能潜力。一、供热系统消耗能量的环节和评估 1.供热系统消耗能量的环节  供热系统由热源反热能送达热用户,一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。  我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料(煤、油、气)的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵(循环水泵、补水泵和加压

2、泵);它们耗用的能源是燃料、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式(包括恶化真空)供热机组排(抽)汽通过热能转换装置(通常称为首站热交换器)传递给热网系统;首站是供热系统的热源,主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热;通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。  热能输送由热网承担,供热管道由钢管、保温层和保护层组成,其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温

3、效果和保热程度;热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵,以降低和改善系统水力工况(设置在非空载干线上,还能节省输送电耗),它的能量消耗设备是水泵,可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。  能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网,并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源,主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。  用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖(为简化分析只谈最

4、大热用户)。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度;其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。 2.系统热耗的估计  供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等,即:     输入能量=可用能量+∑能量损失     能源利用率=可用能量/输入能量  可以这样认为:供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端,采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组

5、成二级网子系统,热力站热交换器成为该子系统的能量转换点,一级网水则为它的热源。锅炉房(或热电厂首站),一级网和热力站组成一级网子系统,热力站是该子系统的热用户,锅炉受热面(或首站热交换器)成为能量转换设备,锅炉(或热电厂流经汽机制蒸汽)是热源。锅炉本体(或热电厂)自成一个子系统,称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO,二级网管路热损失为E1,泄露漏热损失E2,热力站内热损失E3,二级网管路热损失为E4,泄漏热损失E5,锅炉房(首站)内热损失E6。输入能量是燃料热N3,能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损

6、失E8、灰渣热损失E9,排烟热损失E10、(热电厂还应增加一项;供热分担的厂内热损失E11),输出则是二级网子系统的输入能量N2。  则:一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3     一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1(%)     二级网子系统的输入热量N2=N1+E4+E5+E6     二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3(%)     热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10(+En)     热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率(热电厂热效率)(%)  

7、   供热系统热能利用率B=B1×B2×B3 3.系统电耗的估计  系统电耗评估与热能评估一样可以子系统计算后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等,它们单位供热量的电耗由下式计算:  (1)水泵耗电量        式中,G……水泵运行流量m3/h;ΔH……水泵运行扬程m;η……水泵运行效率%;∑NO……系统供热量;h……有效小时数。  (2)风机耗电量可用同一个计算公式。此时  式中,G……风机运行风量h;ΔH……风机运行风压m;η……风机运行效率(对皮带传动应包括机械传动效率)%;∑NO……系统供热量  4.

8、系统泄漏损失的估计  系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。  (1)水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G,则  系统补水率P=100×BS/G(%)  (2)系统泄漏热损失由下式计算:  单位

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