浅谈供热新技术和措施的应用

浅谈供热新技术和措施的应用

王楠

(哈尔滨市热力规划设计研究院有限公司黑龙江哈尔滨150000)

摘要：随着这些年的发展,供热管网的施工技术越来越成熟,其造价低、施工期不长以及施工过程不算复杂等特点,使得其被广泛的使用在了供热系统的制作当中。不过由于其存在的一些问题,使得整体的施工质量一直得不到有效的提升,如何解决这些问题,让供热管网的施工质量提上来,也成为了当前城市供热施工单位关注的要点。

关键词：供热新技术；措施；应用

1当前供热施工存在的主要质量问题

1.1渗漏问题频发

在城市内进行集中供热时,常常采用的方法是使用供热管网来进行热能的输送。由于我国目前供暖的范围逐步扩大,越来越多的城区都已经覆盖供热系统,供热管网的规模也在逐步的加大,在大规模的热能传输过程当中,热能渗漏的问题不断产生,这给能源造成了极大的浪费,也使得不少地方出现了供暖问题。渗漏问题产生的原因是以往的管理模式无法对如今巨大规模的供热管网有良好的核查和管理。平时无法进行常规性的维护和检修,出现了问题或隐患之后没有得到良好的解决。供热系统没有建造一个与之相配备的检查维修以及故障报备的系统,这是整个供热管网管理过程中的一大缺陷所在。

对于供热管网的维修和维护,应当配备一个专业的核查队伍,同时制定其相应的维修规章制度,定期定量的对管网进行故障排查。要使得核查工作和维修工作成为常规化的流程,这样才能使得使用过程中产生的诸多问题得到良好的解决,不至于影响城市用户的生活。

1.2供热管的保温性能不足

对于供热系统来说,除了管道的规模以及输送能力以外,还需要有良好的保温性能使得热能浪费的情况大大减少。不少地区由于供热管道长期使用而没有进行维修和更换,使得其管道出现老化的现象,老化之后的管道无法对于热能进行很好的保温,使得热能在传输的效率上大打折扣。这样也会使得自然资源的耗损增加。

2建筑采暖负荷的修正

2.1实施建筑采暖负荷修正的背景

公司在应用气候补偿系统后,通过一个采暖季的数据统计,节能效果明显。以某小区(采暖面积为172261.08m2)为例,一个采暖季节约燃气12%。虽然效果明显,但供暖过程中发现按照气候补偿的曲线供暖,供暖期室内平均温度普遍高于设计温度,在日照强、生活设施齐全、室内人员多的情况下,室温更远高于设计室温,供暖的初期和末期尤其明显。造成这一现象的关键因素是自由热(人体散热量、炊事和照明散热量)、蓄热和日照。因此建筑采暖热负荷应根据自由热、蓄热和日照进行修正。

2.2供热负荷系数的修正

气候补偿系统下的理论公式:

式中:Q1—建筑物通过维护结构的传热耗热量,W;

Q—建筑物供暖设计热负荷,W。

式中:Q′—不同室温对应热负荷,W;

tn—室内计算温度,℃(本方案中取为20℃);

tw—室外计算温度,℃(本方案中取北京地区的室外温度为-9℃);

tw′—室外温度,℃。

根据实际情况,将自由热、蓄热和日照一并考虑,定义为自产热(Q自),建筑物通过维护结构的传热耗热量为建筑物供热设计热负荷与自产热之和,并认为自产热可降低供热量,提高供热品质。则:

有了上述的计算公式,我们将根据实验论证,确定自产热值,以提供适宜的热负荷。不同的地区、不同的维护结构,以及不同居民的生活方式,自产热值会有所不同。

2.3供热负荷修正的实施

仍以小区为例,根据多个采暖季的运行经验,按照居民室内温度20℃,采暖热指标33W/m2(-9℃),自产热3W/m2。通过一个采暖季的实验,对数据进行分析,相比上个采暖季在气候补偿系统节约燃气量12%的基础上,又节约燃气量4%,达到降低供热能耗的目的。

3烟气深度回收

3.1安装烟气深度回收的背景

燃气锅炉烟气含有大量的余热和水蒸气。我公司在燃气锅炉上设置了烟气余热回收装置，回收烟气余热。经运行和实际计算，锅炉效率可提高3%-4%，但排烟温度仍在80℃左右，说明烟气余热回收率很小，没有利用大量的烟气汽化潜热。当烟气中有大量白烟和漂浮的水时，烟气中的水蒸气随烟气排入大气。因此，进一步降低燃气锅炉的排烟温度具有重大的节能意义。

3.2烟气深度回收的理论依据

传统的燃气锅炉都装有冷凝换热器。烟气冷却过程中有一个相变过程。烟气的露点是相变开始的温度。当露点高于露点时，通过烟气冷却释放的显热来提高锅炉的加热效率（锅炉供热量与按燃气低热值计算的燃气供热量之比）。当烟气温度低于露点时，锅炉加热效率的提高主要取决于蒸汽凝结释放的潜热。此时，降低烟气温度对提高锅炉加热效率有着重要的影响。

只有当热网回水温度低于20~30℃时，采用冷凝换热器才会有良好的效果。对于一般供热系统，特别是区域供热系统，热网回水温度远高于此值。因此，直接利用热网回水降低烟气温度是非常有限的。这也严重制约了冷凝式锅炉在供热领域的推广应用。采用吸收传热技术，可显著降低热网回水温度。如果热网回水温度为20C，采用冷凝换热器可使烟气温度降到较低水平，大大提高了锅炉的加热效率。

针对以上情况，清华大学提出了采用吸收式热泵回收燃气锅炉烟气余热的技术，采用直接接触传热代替传统的壁间传热。吸收式热泵由天然气等高温热源驱动产生低温冷水。锅炉烟气作为吸收式热泵的低温热源，与低温冷水直接接触传热。由于冷水温度较低，烟气温度可降至25℃甚至更低。该技术突破了供热管网回水温度的限制，可应用于回水温度较高的供热系统。

3.3烟气深度余热回收工程的实施

本工程采用4台2.45MW燃气热水锅炉在我公司采暖锅炉房实施。锅炉房增设余热回收装置，回收烟气余热，加热系统二次热网回水。技术方案是燃气锅炉烟气在接触式换热器中通过喷水冷却，发出显热和潜热。烟气温度降低到25摄氏度或更低，然后排放到大气中。在接触式换热器中加热后，将喷水泵入直燃式热泵。直燃式热泵采用天然气作为驱动热源，从喷水中吸收热量，用于加热二次加热网的回水，降低锅炉的天然气消耗。

通过热季试验，对数据进行了分析。根据余热回收系统投入使用前，供热系统产生热量Q所需的天然气为B，余热回收系统投入运行后，产生热量Q所需的天然气为G2，用电量为G3。系统节能率公式推导如下：

其中:B=Q/(A×η)。

G1—锅炉耗气量,Nm3;

G2—节能系统耗气量,Nm3;

G3—节能系统电耗(折合燃气量),Nm3;

Q—节能系统热量表读数,计量余热系统对热网水输出热量,kJ;

A—天然气发热值(35500kJ/Nm3);

η—锅炉效率。

按照锅炉效率92%计算,整个采暖季节能率约为11%,锅炉排烟温度由原来的平均100℃左右降低为25℃左右,节能效果显著。

结论

城市集中供热管网项目的顺利高效进行,离不开政府部门的大力支持,国家应推出相应的政策,确保集中供热管网项目的实施。积极引入先进的科学技术,不断优化管理的模式,在最大限度满足人们的需求的过程中,也要注重资源的合理利用,贯彻可持续发展的原则,能源高效、循环利用的原则。永远不能忘记,在追求生活不断提高,技术不断发展,管理不断进步的同时,环境的保护也要引起极大的重视,不能只追求眼前的需求,而忽略了环境的保护,环境可持续发展才是不断优化城市集中供热管网的最大的挑战。

参考文献：

[1]刘奇.城市集中供热管网的施工技术经验[J].丝路视野,2017(16):181.

[2]王玲.城市集中供热管网的优化设计[J].装饰装修天地,2017(4).