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技術文章

燃煤采暖供熱智能管理的“頂峰”和“半山腰”

時間:2020-9-2 9:23:02   作者:李承國   來源:注冊   評論:0
內容摘要:鍋爐供熱燃煤生產熱水,循環水泵通過熱網把熱能輸送分配到各用戶采暖。鍋爐耗煤水泵耗電是采暖管理的兩大核心內容。雖然采暖是一個過程,但熱能的管理分熱能生產和熱能使用兩個方面:一、集中采暖熱能浪費有兩大部分一是...

燃煤采暖智能管理的頂峰”和“半山腰”

鍋爐燃煤生產熱水,循環水泵通過熱網把熱能輸送分配到各用戶采暖。鍋爐耗煤水泵耗電是采暖管理的兩大核心內容。雖然采暖是一個過程,但管理分熱能生產和熱能使用兩個方面:


一、集中采暖熱能浪費有兩大部分

一是:熱能生產時的浪費

采暖鍋爐生產熱能時,普遍鍋爐熱效率約60其意就是燃煤全部熱能中只使用了60%的熱能,浪費40的熱能也就是浪費40燃煤。

二是:能使用時的浪費

設計熱負荷:指采暖建筑在設計室內、外溫度條件下的耗熱量。系統所有建筑物耗熱量總和就是采暖系統的設計熱負荷。

 外網輸送熱損:外網向用戶輸送熱能時管路延途散失熱量。節能標準管網損失熱能達到設計熱負荷的10%,非節能標準管網達到設計熱負荷的15%。

平衡失調熱損采暖時少數用戶溫度低于規定,為保少數用戶溫度達標強力供熱結果,多數用戶室溫過高而產生的熱能損失。

18℃設計系統運行時末瑞少數用戶室溫低于18℃,靠熱源多數用戶超過18℃最高30℃。如此失調相當于全部用戶是按24℃采暖。據此測算:失調度(最高溫與最低溫之差)12℃時,平衡失調熱損設計熱負荷的12.5%。

失調度越小對應平衡失調熱損就越小。

超供熱量損失:全部用戶溫度已經達標,鍋爐還盲目繼續強力供熱,結果使所有用戶室溫超標N度。普遍超溫多供熱量屬于超供熱量損失。

超供損與《設計熱負荷×N/(18-Twj)》成正比

間歇運行熱損:系統間歇N小時運行(24-N)小時。(24-N)小時運行總供熱量超過24小時連續運行總供熱量,由此產生熱能的浪費間歇運行熱損與間歇時間N成正比。

鍋爐效率60%采暖熱能使用無量化管理時煤量消耗示意圖:

采暖總耗量:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉100%

鍋爐吸熱量:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉ 60%

用戶用熱量:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉ 30%

 從示意圖看出:

燃煤采暖的熱效率普遍很低約30%左右。主要原因一是在熱能生產時鍋爐熱效率很低約60%,在熱能生產環節約有40%的熱能(煤量)被浪費。二是在熱能使用時還有大量熱能(煤量)被浪費。

采暖用戶用熱煤量為30%時,意為著熱能在使用時有30%的浪費量。

二、熱能使用量化管理熱能消耗

提前掌握整個系統需要熱能量化數據,鍋爐連續量化產熱供熱,系統超供熱損和間歇運行熱損大輻降低。

提前掌握各換熱站需要熱能數據,各換熱站按需量化準確分配,各換熱站間平衡供熱,有效降低失調熱損。

各換熱站內系統各用戶間熱能的平衡分配,是要人工細調來完成。站內系統用戶間平衡供熱是換熱站間平衡的基礎,是一次系統平衡供熱程度的保證。

熱能使用時量化平衡供熱,《采暖軟件》比《采暖自動化》優勢明顯

《采暖軟件》無需巨大自動化設備投資及歷時一年設備安裝調試過程,就可輕松實現

采暖系統用戶建筑需要的熱量就是設計熱負荷是個定值。

外網輸送熱損是客觀存在,最大值設計熱負荷15%。

熱能量化使用時,鍋爐工作熱效率60%是沒有變化的。《循環水泵大流量低效費電和鍋爐低效費煤》狀態照舊。

采暖熱能量化管理鍋爐效率60%不變時煤量消耗示意圖:

采暖總耗量:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉75%

鍋爐吸熱量:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉45%

用戶用熱量:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉30%


從示意圖看出:

采暖用熱量化使用時:用戶耗用熱能(量)30%沒有變,外網輸送熱損設計熱負荷15%考慮時,需要鍋爐產熱能為30%+15%=45%,鍋爐效率60%不變對應采暖總耗熱能(量)減少到45%/0.6=75%。

采暖總耗量從100%降低到75%淨降低25%,表明是熱能量化管理的效益!


三、熱能生產時鍋爐運行熱效率

《清潔》規劃要求:2021年城市城區全部實現清潔取暖,35蒸噸以下燃煤鍋爐全部拆除;縣城和城鄉結合部清潔取暖率達到80%以上,20蒸噸以下燃煤鍋爐全部拆除;農村地區清潔取暖率60%以上。

規劃目標是在熱負荷對等情況下,大型高效節能環保鍋爐“以大代小”多個小鍋爐。通過大鍋爐高效率工作省煤是政策預期

超過29MW燃煤高溫熱水鍋爐,按額定循環流量供回水150/90℃130/70℃溫差60℃運行時,鍋爐工作熱效率達到85%。

執行《清潔》規劃2019~2020年采暖期,北方采暖地區“以大代小”前后運行的眾多一次系統大鍋爐,鍋爐運行不是額定130/70℃溫度及60℃溫差,而是遠低于額定供回水溫度及溫差。

熱水鍋爐供回水溫度溫差越低,鍋爐工作熱效率就越低。

例如:雙熱源供熱系統運行情況

齊市雙熱源供暖系統總采暖面積260萬㎡。紡織鍋爐房2×65t/h鍋爐

光熱源130t/h鍋爐額定參數均為130/70℃額定效率為85%。

2019~2020)采暖期曙光一次系統實際運行工況是:

燃煤采暖供熱智能管理的“頂峰”和“半山腰” 

001----918#大泵變頻運行工況

001工況看出:1 千焦=0.2389 千卡(大卡)

鍋爐低溫差工作時的熱效率

該一次系統在外溫-15℃運行時,鍋爐供回水溫度93/45℃溫差48℃,遠小于130t/h鍋爐額定130/70℃溫差60℃供回水參數。整個采暖期耗煤量為96000t燃煤低熱值3900大卡/公斤時,實測鍋爐工作熱效率為78.433%,沒有達到130t/h鍋爐額定85%熱效率。

燃煤采暖供熱智能管理的“頂峰”和“半山腰” 

與熱能無量化管理前鍋爐60%熱效率相比,鍋爐熱效率提高了18.433%。這明顯是“以大代小”的大鍋爐效率提高的效益。

     一次循環水泵必須優化

    鍋爐未達到85%熱效率的原因:是918#大泵在工頻壓差12 H2O時以頻率25.5HZ變頻運行,相當于一臺:

《水泵流量1502.53 m3/h水泵揚程3.12 H2O水泵效率26.55 %電機功率:

95.308 kw》的水泵在工作。

    水泵流量1502.53 m3/h是設計循環流量990.45 m3/h1.517倍。

         運行水泵型號918#          優選水泵型號946#

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四、采暖軟件駕馭鍋爐高效運行措施

1、946#優化循環水泵在原有大泵備用泵位置安裝

2、采暖系統設計氣溫按002工況運行,其它外溫時循環水泵變頻流量調節,

鍋爐始終按額定供回水溫度運行。

3、系統946#循環水泵在紡織和曙光處各安裝一臺,做為全網全采暖期運行

主循環水泵。曙光及紡織雙熱源系統補水泵要重新核定定壓壓力。

 4當紡織和曙光最冷期分別單熱源供熱時,可按分攤面積變頻運行。

燃煤采暖供熱智能管理的“頂峰”和“半山腰” 

                 002----新泵設計運行工況

新循環水泵節能效益:

大泵功率95.308KW,優化泵功率50.79KW.

一次網采暖期省電:ND=(95.308-50.79)×24×182=194455kw

鍋爐高效運行節能效益:

新循環水泵流量調節,采暖鍋爐按額定流量和供回水溫差運行,

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