供热系统能耗和节能研究

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1、供热系统能耗和节能研究　　摘要：供热系统，是大的能耗设备，不仅要设计合理，施工安装符合要求，而且要进行科学的运行调节和管理，才能让设备发挥应有的作用，节省能源，减少消耗。关键词：锅炉房节能集中供热系统供热体制中图分类号：TE08文献标识码：A引言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、或背压式供热机组排（抽）汽通过

2、热能转换装置（通常称为首站热交换器）将热能传递给热网系统，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。我国现行的供热体制存在很多弊端，尤其是收费难、设施老化、能耗高、浪费大、环境污染严重等，影响了城镇供热事业的健康发展。通过改革城镇供热体制，切实解决供热制度中存在的矛盾和问题，是保障北方地区居民采暖的有力举措。6供热系统消耗能量的评估1．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

3、。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。若设采暖散热器能耗为N3，二级网子系统的输入热量为N2，一级网子系统的输入热量为N1，热源子系统的输入热量为N0，则热源子系统热能利用率B3=100×N1/N0即锅炉热效率（热电厂热效率）（%）一级网子系统热能利用率B1=100×N2/N1（%）二级网子系统热

4、能利用率B2=100×N3/N2（%）供热系统热能利用率B=B1×B2×B32．系统电耗的估计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S=∑（G*⊿H）/（367.3*η）/∑N3式中，G——水泵运行流量；ΔH——水泵运行扬程；η——水泵运行效率；6∑N3——系统供热量（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；ΔH——风机运行风压；η——风机运行效率；∑N3——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

5、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：单位供热量的泄漏热损失BR=（P×G×ρ×c（t1-t0）/∑N3）式中，ρ——水的密度，c——水的比热，t1——供水温度，t0——水源温度供热系统能耗悬殊的原因分析1．设备效率的不同锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。燃煤供热锅炉的设计热效率一般在75～85%（燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右）。但在使用时，由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面的原因，使锅炉的运行效率差别很大。风机、水泵效率是电能转化为有用功的份额，体现电能被有效利用

6、的程度：目前，风机、水泵效率一般在55-75%。它们的选择与配置得当，装机电功率合适，运行工作点处于设备高效率区域，电耗就少。6风机是热源子系统的主要附属设备，水泵是热网（一级和二级）子系统的主要设备。其电耗大小，不但对电资源有影响，也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热变化的特点，设置变速风机和水泵已被实践证明可以进一步节能。2．输送条件的不同热网热效率是输送过程保热程度的指标，体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。，直埋敷设管道能达到这一要求；而架空和管沟都达不到要求，其热损失远大于10%。热网补水率可近似认为（忽略水热胀冷缩的

7、补充）是输送过程失水的指标。目前，热网（特别是二级网）运行补水率差别很大，在0.5-10%范围变化。正常情况下，应在2%左右。系统泄漏丢失的热水，补充的是比回水水温低得多的冷水，所以系统补水不仅是水耗问题，热耗是更大的问题。3．运行技术水平的不同热网水力失调度是流量分配不均程度的指标，按用户热负荷分配流量，使每个用户室温达到一致且满足要求，则失调度为1，即热网无水力失调，若分配不当，出现冷，热不均现象，说明有水力失调，其失调度是大于或小于1。为解决失调问题，正确的做法应该是改进和完善热网，如在终端设置自力式平衡阀。