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【技术】供热采暖与热网节能技术改造分析  

2016-04-15 10:43:56|  分类: 余热发电 |  标签: |举报 |字号 订阅

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供热采暖与计量系统节能改造

 

1、热源(热力站)改造

 

 既有建筑的采暖供应以热电厂和区域锅炉房为主要热源,也可以有效利用工业余热、废热,把其转化为采暖热源,节约一次能源。在锅炉房和换热站的改造中,要通过加装高效节能的装置和控制设备,如气候补偿装置、烟气余热回收装置、锅炉集中控制系统和风机、水泵变频装置等,以节省运行的电耗,并对余热进行利用。


 

2、室外供热管网改造


  供热管网负责把热量输送至建筑物,输送期间损失的热量越少,管网效率越高,能源浪费则越少。在对供热管网进行节能改造时,要优先选取导热系数小、湿阻因子大、吸水率低、密度小的高效保温材料,如闭孔橡塑保温材料或硬质发泡聚氨酯材料等,能减少管网与周围环境的热交换,减少管网的热损失,增大供热管网的保温厚度。


 3、室内采暖系统及计量改造


  通过对热计量进行改造,从而形成以住宅每户为单位进行计量,对每户的供热量进行直接计量或是分摊进行计量,从而达到节约热能的目的。


3.1热量直接计量方式


  利用热量表对热量进行直接计量,可以对用户进行单独核算,而且利用此种方法进行计量时,则用户需要采取共用立管分户独立采暖系统或是利用地面辐射供暖系统来进行供热,而热量表则装在各户热力入口处,这样每户所使用的热量则会通过热计量表进行测量,从而作为计量供热费的结算依据。


3.2热量分摊计量方式

 

 这种计量方式是通过设置总热量表,然后再利用住宅内的测量记录装置来对每户用热量的比例来进行核算,从而核算出每户应分摊的热.使分户热计量得以实现。


3.2.1散热器热分配法

 

 此种方法是通过在散热器上安装的热分配计来对所使用的热量进行计量的方法。

  

(1)组成及摊原理

  

       此种分配法由热量分配表和热量共同组成,热量分配表是安装在用户的散热器上的,而热量表则是装设在建筑物热力人口或是热力站的,通过热量分配表可以有效的将各用户的用热比例进行测算出来,然后再根据总供热量来进行户间热量的分摊。这种方法的修正因素有散热器的类型、散热量、连接方式等。而散热器热量分配表也分为三种不同的类型,即蒸发式热量分配表、电子式热量分配表和电子远传式热分配表等。

 

 (2)适用范围

 

       利用散热器分配法对热量进行计量,其改造较为简单,具有较好的灵活性,但对于地面辐射供暖系统则不适宜。


 

(3)安装要求


①热量分配表的产品和安装方法应符合产品标准。


②采用蒸发式热量分配表或单传感器电子式热量分配表时,散热器平均热媒设计温度不应低于50℃;采用传感器电子式热量分配表时散热器平均热媒设计温度不应低于35℃;采用蒸发式热量分配表时,不同的采暖季节应使用不同的蒸发液体颜色。


③热量分配表的使用和保护应与用户说明,入户读表时应尽量减少对用户的干扰。

 

3.2.2流量温度法

 

 流量温度法是通过连续测量散热器或共用立管的分户独立系统的进出出口温差,结合测算的每个立管或分户独立系统与热力入口的流量比例关系进行用户热分摊的方式,该方法利用每个立管或分户独立系统与热力入口流量之比相对不变的原理.结合现场测出的流量比例和分支三通前后温差,分摊建筑的总供热量。流量比例是每个立管或分户独立系统占热力入口流量的比例。

  

(1)系统构成

 

    该系统由楼宇总表、温度采集处理器(无线,有线)、流量热能分配器、用户查询器、无线接收器组成。

  

(2)适用范围

  

       流温法热分配系统适合既有建筑垂直单管顺流式的热计量改造,还可用于共用立管的按户分环供暖系统。因其采集的温度是供热水介质的迸、出水温度,用其所对应的焓差进行计算分配,所以排除了温度采集的环境影响。

  

(3)安装要求

  

       室内室温调节装置必须使用三通阀(或恒温阀+旁通管),选择三通阀时其旁通的阻力应略大于直通阻力。流量热能分配器可多栋楼使用一部(一般4栋以上)并箱锁保护。用户查询器(单元仪表)可一栋楼或一单元一部,以用户方便查询为原则。既有住宅垂直单管系统改造中所用无线接收器每层楼安装一部,系统总热量表必须选用有数据远程通信接口(485或M-bus)的表具利用超声波流量计测量流量确立流量比例时,应选择表面较好的直管段(不小于0.5)进行测量。系统采用有线通信的其线缆均应采用屏蔽信号线。

  

热网节能及节能改造技术


 

  从技术和经济综合考虑,管网保温效率可达到96%以上,系统的补水量可控制在循环流量的0.5%,平衡效率能达到98%。这表明只要管网保温效率、输热效率和平衡效率同时达到要求,供热管网输送效率满足节能标准要求的93%是完全可行的。在热网的实际运行过程中,系统的补水量应从管理方面加以控制,提高管网的平衡效率和保温效率要采取有效技术措施。


1、热网的水力平衡

  

       第一,水力平衡的作用。供热管网的水力平衡用水力平衡度来表示,水力平衡度是供热管网运行时各管段的实际流量与设计流量的比值。这种值越接近1表明供热管网的水力平衡度就越好,室外供热管网各个热力入口处的水力平衡度应为0.9~1.2。

 

   不然在供热系统运行中就可能发生建筑物供给的热量大于设计热负荷,而有的建筑物供给的热量小于设计热负荷,发生各建筑物内温度冷热不均的现象,导致热量浪费或达不到设计的室内温度,降低供热质量。保证供热管网的水力平衡度,要在设计环节仔细进行水力计算及平衡计算。虽然设计者做了仔细的计算,而供热管网在实际运行时,因其管材、设备和施工等方面存在的差别,各管段及末端装置中的水流量并不可能按设计要求输配,所以,需要在供热系统中采取措施。

 

   第二,运用管网水力平衡技术,要使用动态的水利平衡设备或委托专业的热网平衡调控公司。


2、热网保温


2.1保温厚度的确定

  

       供热管网保温厚度要根据现行国家标准《设备及管道保温设计导则(GB8175)》中的计算公式确定。该标准明确规定,为减少保温结构散热损失,保温材料层厚度应按经济厚度的方法计算。经济厚度是在考虑管道保温结构的基建投资和管道散热损失的年运行费用两个因素后,折算得出在一定年限内其年费用为最小值时的保温厚度。年总费用是保温结构年总投资与保温年运行费之和,保温层厚度增加时,年热损失费用减少,但保温结构的总投资分摊到每年的费用则相应增加。

 

   反之保温层减薄,年热损失费用增大,保温结构总投资分摊费用减少。年总费用最小时所对应的最佳保温层厚度即为经济厚度在《民用建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》中都对供热管道的保温厚度作了规定。推荐采用岩棉或矿棉管壳、玻璃棉管壳及聚氨酯硬质泡沫塑料保温管(直埋管)三种保温管壳,它们都有较好的保温性能。敷设在室外和管沟内的保温管要切实做好防水、防潮层,防止由于受潮增加散热损失。在设计时还要考虑管道保温层厚随管网供热面积增大而增加厚度等情况。


2.2管网保温效率分析

  

       供热管网保温效率是输送过程中保温程度的指标,体现了保温结构的效果,采用导热系数小的保温材料和增加厚度均可提高供热管网保温效率,而由于经济原因,并不是一味地增加厚度就是最好,要在年总费用的条件下考虑提高保温效率。在相同保温结构时,供热管网保温效率还与供热管网的敷设方式有关。架空敷设方式由于管道直接暴露在大气中,保温管道的热损失较大,管网保温效率较低,而地下敷设,特别是直埋敷设方式,保温管道的热损失小,管网保温效率高。因此从合理利用能源和保证距热源最远点的供热质量出发,除了要控制单位管长热损失外,还必须控制管网输送时的总热损失,使输送效率提高到规定的水平的1/4。

 3、更换供热管网

  

       对年久失修、已接近寿命终期、存在安全隐患的管网进行更换。更换的供热管网应结合用热需求考虑扩容与合并。通过技术经济分析,合理选择改造管径、管位和敷设方式。避免改造不久又负荷不够,造成重复建设和经济损失。

  

      对未设置或虽设置凝结水管但未投入运行、腐蚀严重已不能使用的蒸汽管网,结合供热管网改造,增设、更换凝结水管和疏水管。通过经济技术分析,敷设低负荷蒸汽管。在换管、扩径的同时,对阀门、补偿器、疏水器等管道附件进行维修保养。采用调节、防腐性能好的阀门、补偿器、疏水器等更换相应的失效附件。

 

    管道保温采用新型节能保温材料。对不需更换但保温层严重损坏的部分供热管网,更换新型节能保温材料,加强防水、防腐处理,采用新型材料做好管道保护层。对设置在防空洞内的供热管网应设法移出或做好防水,并做好管沟的修复与防水。

  

总结:综上所述,对于供热系统设计,如果设计规划合理,不仅能够实现较好的供热效果,同时可以降低能源的浪费,供热成本的减少,并且可以提高供热的社会效益和相当的经济效益。

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