分析供熱站運行系統(tǒng)中的能源消耗及節(jié)能控制
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OFweek節(jié)能網(wǎng)訊:供熱站的生產(chǎn)運行系統(tǒng)是一個由熱源、管網(wǎng)、用戶組成的復雜系統(tǒng),在熱的生產(chǎn)、輸送、分配、使用的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),會因為生產(chǎn)規(guī)模、系統(tǒng)缺陷、設施老化、運行不當,管理疏漏等問題,直接造成運行中的能耗浪費,增加供熱能源成本。因此主動地通過有效的技術(shù)措施和管理手段使各環(huán)節(jié)的能源消耗水平得到合理控制,努力消除生產(chǎn)過程中可以避免的能量浪費,不斷改進、完善、優(yōu)化供熱運行系統(tǒng),挖掘節(jié)能潛力,才能真正達到節(jié)能減排的目的。
一、供熱運行時各環(huán)節(jié)造成能耗損失的因素分析
1.1設備影響
—般情況下,燃煤供熱鍋爐的設計熱效率(≥IⅥr)一般在75-85%(燃油、汽供熱鍋爐熱效率在9o%左右)。但在使用時,由于鍋爐結(jié)構(gòu)、燃料供應、技術(shù)水平、管理水平、人員素質(zhì)等方面不同的原因,使鍋爐的運行效率差別很大。風機是熱源系統(tǒng)的主要附屬設備,水泵是熱網(wǎng)系統(tǒng)的主要設備。其電耗大小,不但對電資源有影響,也對運行成本有顯著影響。它們的流(風)量和揚程(壓頭)的選擇與配置是十分重要的。選擇與配置得當,裝機電功率合適,運行工作點處于設備高效率區(qū)域,電耗少。選擇與配置不當(一般是偏大),裝機電功率偏大,運行工作點偏離設備高效率區(qū)域,則電耗多,兩者的相差可達10—30%。
1.2熱網(wǎng)輸送的影響
熱水管道在輸送過程中,因管網(wǎng)布局、管網(wǎng)流速選擇、閥門管配選擇、敷設方式不同,其熱網(wǎng)效率也不同,優(yōu)化管網(wǎng)局選擇合適管徑和閥門管配件,盡可能減少沿程阻力是減少輸送電耗的根本。熱水管道最好采用直埋敷設技術(shù),由于用導熱系數(shù)極小的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料保溫,能更好對管道保溫,提高熱網(wǎng)效率。
熱網(wǎng)運行補水率可近似認為是輸送過程失水的指標。系統(tǒng)泄漏丟失的熱水,補充的是比回水低得多的冷水(一般是4一1O℃),要把它加熱到供水溫度至少是循環(huán)水的四倍(運行時供水溫度一般為65-85℃,回水溫度40-60℃)。因此大量失水會造成熱量丟失、管網(wǎng)阻塞、腐蝕,影響供熱能力和供熱質(zhì)量。
1.3運行方式的影響
熱網(wǎng)系統(tǒng)如果水力工況失調(diào),流量、溫差分配不勻,會使不利環(huán)路增多,管網(wǎng)輸送能力嚴重下降。若系統(tǒng)運行采用’大流量小溫差’來緩和這一問題,則會帶來循環(huán)水泵電耗的增加和熱源供熱量的增大(電耗與流量、揚程成正比;在管網(wǎng)不變條件下,電功率隨流量的三次方變化)。因此,應該在供熱系統(tǒng)增加必要的控制手段,調(diào)節(jié)水利平衡,將供水溫度提高到設計溫度或接近設計溫度,以提高供熱系統(tǒng)的輸送效率、節(jié)約能源,并為用戶優(yōu)質(zhì)服務打下良好基礎。目前,油田小區(qū)的單體樓多為自上而下的串供方式,限制了“小流量大溫差”的合理調(diào)整,造成了一定的能耗浪費。
1.4用熱終端系統(tǒng)的影響
熱生產(chǎn)的目的,最終是為熱用戶提供服務。由于油田很多社區(qū)居民樓建設時間早,其用戶屋內(nèi)配套的采暖設施,如暖氣片、立管、穿墻管,也因使用年限長,老化銹蝕造成失水率增加,燃料消耗增加。而近年來由于很多前線職工搬遷總部,使前線社區(qū)無人居住的空房增多,且自上而下的串供方式不能有效切斷單體用戶供暖,也造成一部分熱量無效損失。
OFweek節(jié)能網(wǎng)訊:供熱站的生產(chǎn)運行系統(tǒng)是一個由熱源、管網(wǎng)、用戶組成的復雜系統(tǒng),在熱的生產(chǎn)、輸送、分配、使用的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),會因為生產(chǎn)規(guī)模、系統(tǒng)缺陷、設施老化、運行不當,管理疏漏等問題,直接造成運行中的能耗浪費,增加供熱能源成本。因此主動地通過有效的技術(shù)措施和管理手段使各環(huán)節(jié)的能源消耗水平得到合理控制,努力消除生產(chǎn)過程中可以避免的能量浪費,不斷改進、完善、優(yōu)化供熱運行系統(tǒng),挖掘節(jié)能潛力,才能真正達到節(jié)能減排的目的。
一、供熱運行時各環(huán)節(jié)造成能耗損失的因素分析
1.1設備影響
—般情況下,燃煤供熱鍋爐的設計熱效率(≥IⅥr)一般在75-85%(燃油、汽供熱鍋爐熱效率在9o%左右)。但在使用時,由于鍋爐結(jié)構(gòu)、燃料供應、技術(shù)水平、管理水平、人員素質(zhì)等方面不同的原因,使鍋爐的運行效率差別很大。風機是熱源系統(tǒng)的主要附屬設備,水泵是熱網(wǎng)系統(tǒng)的主要設備。其電耗大小,不但對電資源有影響,也對運行成本有顯著影響。它們的流(風)量和揚程(壓頭)的選擇與配置是十分重要的。選擇與配置得當,裝機電功率合適,運行工作點處于設備高效率區(qū)域,電耗少。選擇與配置不當(一般是偏大),裝機電功率偏大,運行工作點偏離設備高效率區(qū)域,則電耗多,兩者的相差可達10—30%。
1.2熱網(wǎng)輸送的影響
熱水管道在輸送過程中,因管網(wǎng)布局、管網(wǎng)流速選擇、閥門管配選擇、敷設方式不同,其熱網(wǎng)效率也不同,優(yōu)化管網(wǎng)局選擇合適管徑和閥門管配件,盡可能減少沿程阻力是減少輸送電耗的根本。熱水管道最好采用直埋敷設技術(shù),由于用導熱系數(shù)極小的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料保溫,能更好對管道保溫,提高熱網(wǎng)效率。
熱網(wǎng)運行補水率可近似認為是輸送過程失水的指標。系統(tǒng)泄漏丟失的熱水,補充的是比回水低得多的冷水(一般是4一1O℃),要把它加熱到供水溫度至少是循環(huán)水的四倍(運行時供水溫度一般為65-85℃,回水溫度40-60℃)。因此大量失水會造成熱量丟失、管網(wǎng)阻塞、腐蝕,影響供熱能力和供熱質(zhì)量。
1.3運行方式的影響
熱網(wǎng)系統(tǒng)如果水力工況失調(diào),流量、溫差分配不勻,會使不利環(huán)路增多,管網(wǎng)輸送能力嚴重下降。若系統(tǒng)運行采用’大流量小溫差’來緩和這一問題,則會帶來循環(huán)水泵電耗的增加和熱源供熱量的增大(電耗與流量、揚程成正比;在管網(wǎng)不變條件下,電功率隨流量的三次方變化)。因此,應該在供熱系統(tǒng)增加必要的控制手段,調(diào)節(jié)水利平衡,將供水溫度提高到設計溫度或接近設計溫度,以提高供熱系統(tǒng)的輸送效率、節(jié)約能源,并為用戶優(yōu)質(zhì)服務打下良好基礎。目前,油田小區(qū)的單體樓多為自上而下的串供方式,限制了“小流量大溫差”的合理調(diào)整,造成了一定的能耗浪費。
1.4用熱終端系統(tǒng)的影響
熱生產(chǎn)的目的,最終是為熱用戶提供服務。由于油田很多社區(qū)居民樓建設時間早,其用戶屋內(nèi)配套的采暖設施,如暖氣片、立管、穿墻管,也因使用年限長,老化銹蝕造成失水率增加,燃料消耗增加。而近年來由于很多前線職工搬遷總部,使前線社區(qū)無人居住的空房增多,且自上而下的串供方式不能有效切斷單體用戶供暖,也造成一部分熱量無效損失。
二、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能控制
2.1系統(tǒng)規(guī)劃開展熱源整合淘汰落后設備
隨著供熱用戶和供熱系統(tǒng)的規(guī)模的逐漸擴大,一些原來各單位投產(chǎn)的小噸位鍋爐房,因生產(chǎn)熱源的設施老化、系統(tǒng)落后造成熱生產(chǎn)費用高、能耗大、廢氣廢水排放超標,且不能滿足新增用戶的供暖需求。因此可在通過對供熱現(xiàn)狀、方案論證及技術(shù)、經(jīng)濟等各方面科學規(guī)劃后,采取集中區(qū)域供暖的方式。柳屯供熱站在實施了熱源合并調(diào)整工程,關(guān)停了幾個小區(qū)小鍋爐房,撤銷了共6臺2.8Mw的小鍋爐。更新了相應的配套設施,原來運行時需同時啟動2臺共10噸鍋爐才能保證運行,而現(xiàn)在只需1臺鍋爐就能滿足冬季供暖,在一定程度上不僅節(jié)約了天然氣得耗量,更是節(jié)約了電量。
2.2選擇與運行相匹配的風機、水泵采用變頻技術(shù)
風機、水泵的選擇和配置不僅要與現(xiàn)有運行相匹配,且能力要有一定的超出,這是因為:一是運行時要求揚程有一定富裕度,且風機、水泵規(guī)格不可能與需要完全一致,一般選型結(jié)果都稍大,二是在運行過程中荷載(揚程、流量脯有波動變化,小荷載時風機、水泵的能力會進一步富裕;三是熱網(wǎng)建設有一發(fā)展過程,循環(huán)水量逐年增加,系統(tǒng)滿負荷前水泵能力富裕很大。四是如果風機、水泵采用調(diào)速技術(shù),可以及時地把流量、揚程調(diào)整到需要的數(shù)值上,消除多余的電能消耗。
柳屯站南區(qū)鍋爐房三臺鍋爐鼓、引風機均采用變頻調(diào)速技術(shù),冬季運行期間,節(jié)電率能達到15%一30%,天然鍋爐房原來設計投產(chǎn)時有3臺45KW循環(huán)泵,其流量與l2.3萬平方米供暖面積極不匹配:啟動一臺循環(huán)泵流量不足,無法保證達標供暖,啟動兩臺循環(huán)泵,雖然可保證供暖流量,卻流量超標,電量浪費。2010年中,柳屯站對此進行了施工改造,更換了一臺75KW大流量循環(huán)泵,冬季采暖期間,只運行這一臺就可滿足供暖循環(huán)流量,使電耗得到了很好的控制。
2.3加強運行調(diào)控提高鍋爐燃燒效率
本站對燃煤鍋爐房的鏈條鍋爐采用型煤燃燒技術(shù),選擇與鍋爐性能相同發(fā)熱值較高原煤,通過對原煤加水量、配風比、煤層厚度、爐排轉(zhuǎn)速等技術(shù)因素進行控制,使之達到最佳燃燒狀態(tài);對燃氣鍋爐則要加強系統(tǒng)的嚴密性,采取防止鍋爐本體及煙風道滲漏風的措施,強化天然氣與空氣混合,合理配比氣量、風量,控制過??諝庀禂?shù)在1.1-1.18之間,增加輔助受熱面,控制排煙溫度,使鍋爐在最佳的狀態(tài)下燃燒,保證鍋爐較高熱效率。
2.4加強管網(wǎng)改造提高管網(wǎng)輸送效率減少系統(tǒng)失水率
柳屯供熱站自2009年起,不斷實施熱網(wǎng)改造工程,對原有管網(wǎng)進行改造,優(yōu)化管網(wǎng)布局,盡量減少沿程阻力。使熱源輸送到位,分配均衡,且輸送效率和熱效率都得到了提高。
三、管理環(huán)節(jié)的節(jié)能控制
3.1加強節(jié)能的基礎管理工作
供熱站應根據(jù)節(jié)能工作需要及時制定和修訂節(jié)能管理制度、規(guī)定;建立了三級節(jié)能體系,加強供熱運行時燃料、水、電的管理,細化各種能源消耗計量,積極實行經(jīng)濟技術(shù)等級達標活動,層層分解能耗指標,組織分析各項生產(chǎn)技術(shù)指標及經(jīng)濟技術(shù)指標;定期對各隊、各班組的節(jié)能工作進行檢查、評比、公示;并納入到績效考核中去。
3.2加強員工節(jié)能意識的提高
提倡節(jié)約,反對浪費,在員工中廣泛開展節(jié)能宣傳教育活動,加強職工的節(jié)能意識學習,使企業(yè)職工充分認識節(jié)約一滴水、節(jié)約一度電、節(jié)約一克煤不僅是為企業(yè)創(chuàng)效益,也是為自己增效益,同時也是一種社會責任。
3.3加強生產(chǎn)過程管理,提高設備運行效率
運行人員要規(guī)范操作,掌握系統(tǒng)運行分析能力;加強設備巡檢,對出現(xiàn)的異常,要認真對待,徹底解決任何細微的問題。
3.4加大節(jié)能技術(shù)改造,提高設備可靠性
針對現(xiàn)有耗能系統(tǒng)和設施設備的各個環(huán)節(jié),利用先進的科學技術(shù),采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的大修、維修改造,優(yōu)化系統(tǒng)和設備,減少能源消耗,挖掘節(jié)能潛力,不斷供熱熱源利用率。
四、結(jié)束語
供熱站作為冬季供暖服務的基層單位,必須要在生產(chǎn)運行系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)實施節(jié)能控制,減少能源消耗,在服務用戶、服務主業(yè)、達標供熱的同時,積極推進節(jié)能減排技術(shù)的改造和應用,全方位的實施節(jié)能管理措施,真正做到節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)、安全運行。
(審核編輯: 智匯李)
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