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、补水泵和加压泵）；它们耗用的能源是燃料、电力、

2、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效果和保热程度；热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在

3、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

4、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

5、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

6、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）（%）　　　　　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

7、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．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

8、统补水率P=100×BS/G（%）　　(2)系统泄漏热损失由下式计算：　　单位供热量的泄漏热损