王秋生
(中煤邯鄲設計工程有限責任公司 建筑熱電所, 河北 邯鄲 056031)
輸煤棧橋節能技術
王秋生
(中煤邯鄲設計工程有限責任公司 建筑熱電所, 河北 邯鄲 056031)
以山西某煤礦一條輸煤棧橋采暖設計為例,對其采暖耗熱量在采取節能措施前后的效果進行了計算對比分析,指出工業建筑在耗熱量較大的外圍護結構部分,采取必要的保溫措施,可產生明顯的節能效果。
輸煤棧橋;采暖設計;外圍護保溫;節能
隨著國家節能減排政策的不斷深入,要求經濟又好又快發展,以及企業追求效益最大化和可持續發展的要求,礦井選煤廠需要根據不同的煤質進行不同洗選,生產不同品質的煤,所以煤的轉運越來越多,礦井和選煤廠的產品輸送棧橋也隨之增多,且隨著地形和場地的不同,輸送棧橋的長度出現了超長的情況,如內蒙古某煤礦一條輸煤棧橋總長度為1140m。山西某煤礦及選煤廠共有14條輸送機棧橋,總長度約為930m。
根據《煤炭工業礦井設計規范》、《煤炭洗選工程設計規范》、《采暖通風與空氣調節設計規范》的要求,輸送干煤的輸送機棧橋采暖室內計算溫度為5℃。針對山西某煤礦原煤緩沖倉至1號轉載點帶式輸送機棧橋的實際情況,計算在采取節能措施前后的采暖耗熱量。
1.1 建筑物外圍護結構導熱系數相關參數
1)室內外計算參數的確定:采暖室外計算溫度為-15℃,采暖室內計算溫度為5℃。棧橋兩側外墻及棧橋屋面采用75mm厚聚苯夾芯鋼板,聚苯板導熱系數λ=0.041 W/m·℃,兩側鋼板導熱系數λ=45.3 W/m·℃,鋼板厚度均為1 mm。傳熱系數K1=0.503 W/m2·℃。棧橋底板采用60mm厚預制混凝土板,導熱系數 λ=1.74W/m·℃,傳熱系數 K2=5.21 W/m2·℃。外窗采用單層塑鋼窗,傳熱系數Kc=4.7W/m2·℃。本段輸送機棧橋長度為41.7m。
2)輸送機棧橋圍護結構的耗熱量Q為:

式中:Q為圍護結構的耗熱量,W;K為傳熱系數,W/m2·℃;F 為傳熱面積,m2;Δt為室內外溫差,℃。
根據公式,各項圍護結構的計算耗熱量如下:

5)輸送機棧橋各項耗熱量所占的比例:經計算外墻、外窗、屋頂、底板的計算耗熱量在圍護結構總耗熱量中所占的比例如下:外墻為9.83%,屋頂為7.53%,外窗為12.2%,底板為70.44%。
從以上的各項耗熱量所占的份額看,雖然外墻和屋頂所覆蓋的面積最大,但耗熱量所占的比例最低,而底板所占的比例最高,底板耗熱量是屋頂耗熱量的9.35倍。所以如何降低底板的耗熱量是降低熱能消耗、節約能源的主要手段。
降低輸送機棧橋底板的耗熱量,首先不能降低底板強度,也不能改變底板的構造,所以可采取對底板保溫的措施。經過在現場勘察,多次與有關技術人員探討和研究,決定采用在底板下實施噴強度高、壽命長、保溫效果好、吸濕率低、受環境影響小的聚氨脂泡沫材料。
采取保溫措施后,只有底板的耗熱量與以前不同,其余相同.
1)輸送機棧橋底板傳熱系數Kd為:聚氨脂泡沫材料的導熱系數取λ=0.033W/m2·℃,厚度為30 mm。增加聚氨脂泡沫保溫層后的底板傳熱系數Kd=0.908W/m2·℃.
2)輸送機棧橋圍護結構的總耗熱量Qz為:

4)輸送機棧橋各項耗熱量所占的比例:經計算外墻、外窗、屋頂、底板的計算耗熱量在圍護結構總耗熱量中所占的比例如下:外墻為23.437%,屋頂為17.993%,外窗為29.183%,底板為29.387%。
從以上的各項耗熱量所占的份額看,底板耗熱量所占的比例從70.44%降低到29.387%,而耗熱量從16 479.8 W降低到了2877.6 W,減少了13 602.2 W,降幅達82.54%,而每米的耗熱量從561W/m降低到245.2W/m,減少了315.8W/m,降幅為56.29%。一條41.7m的輸送機棧橋的總耗熱量降低了13168.86 W,采取節能措施后的總耗熱量是以前的41.86%。
對于該礦井及選煤廠的14條輸送機棧橋,總長度約為930m,通過節能改造,總耗熱量降低293694 W,每小時節煤(折合發熱量為18.84 MJ/kg的原煤)約為55.9kg。每個采暖季按138d,每天運行按16 h計算,一個采暖季節約的煤量約為123.43t。目前煤的市場價按600元計算,一個采暖季輸煤棧橋節約的燃煤費用為7.41萬元。所以,通過節能改造,燃煤量為以前的58.14%,節能效果是非常顯著的。
Energy Conservation Technology of Trestle for Transporting Coal
WANG Qiu-sheng
(Building Thermal Station,Handan Engineering Design Co.,National Coal Group,Handan Hebei 056031,China)
Taking the example of the heating design of a trestle for transporting coal,the author did the numerical comparative analysis on the heat consumption between before and after adapting energy-saving measures and pointed out that,in industry buildings,the necessary thermal insulation adopted in the external surrounding structure of some parts where the heat consumption was high could reach distinct energy-saving effect.
trestle for transporting coal;heating design;external surrounding thermal insulation;energy conservation
TD561;TU111.19+1;TU111.4+1
A
1672-5050(2010)08-0077-02
2010-06-08
王秋生(1980—),男,河北唐山人,大學本科,助理工程師,從事暖通設計工作。
劉新光