采暖系統電鍋爐節能改造分析

改造者：吳 周 姜儷媛 姚 嵐 張光亞 林士明 劉少華 程 曦 張東平 王紅梅

采暖系統電鍋爐節能改造分析

改造者：吳 周 姜儷媛 姚 嵐 張光亞 林士明 劉少華 程 曦 張東平 王紅梅

為了有效節約能源、提高設備能效、降低運行成本，某酒店企業結合其采暖系統設備情況和運營管理需要，對其電鍋爐設備進行節能技術改造，以2臺蓄熱式電鍋爐系統替代原有的即熱式電鍋爐。新的鍋爐系統仍利用原有電鍋爐進行加熱，在原有設備最大程度利用的基礎上，實現鍋爐系統節能降耗和能效提升。該節能改造項目節能效果顯著，為該酒店企業帶來上佳的經濟效益和社會效益。該項目案例對同類型酒店企業具有較高的參考和借鑒價值。

某酒店企業兼具餐飲、住宿、會議、娛樂等多種功能，建筑面積約2.1萬m2，酒店主要用能設備為采暖系統，其主要設備為2臺800kw即熱式電鍋爐，負責為客房、餐飲等場所采暖供應熱水，設備年用電量超過100萬kw/h。鍋爐運行方式為即熱式，即根據熱水負荷的需求，實時啟動，隨時加熱。該套系統存在加熱功率需求大、電價高、能耗高、供暖質量不穩定的問題。加強能效管理、節約能源使用、降低運行成本，成為該酒店企業的急迫需求。

蓄熱鍋爐技術

蓄熱電熱熱水器（鍋爐）采用全自動控制技術，九時間段定時控制，可以根據需要，設定幾個時間段運行，避峰運行，可選擇聲光報警，實現無人值守。該系統主要有以下技術特點。

（1） 雙層結構設計，中間有15cm的高效保溫層，可實現長時間保溫，24h保溫溫差為1℃。

（2） 設備每根電熱管只有10kw，單位面積散熱量少，電熱管壽命可達7～10年，可任意選擇幾組電熱管工作，設備容量根據需要，可任意組合。

（3） 非承壓系統，不存在壓力安全問題，不需向當地鍋爐檢驗部門申報。

（4） 無噪聲、無污染，不需向當地環保部門申報。實現低谷運行，又保溫良好，節省運行費用。

（5） 可實現夜間一次性蓄熱水，不存在集中供暖高峰，熱量跟不上的情況。

（6） 故障率低，一到二根電熱管損壞，不影響設備的使用和供水量。

技術參數計算及設備選型

技術參數

按照冬季室內溫度需求為18～21oc. 室外溫度-5oc，每50kcaL/h.m2計算，該酒店日最大時熱負荷為：50kcaL/h.m2×10000m2=50×104 kcaL/h；餐飲日最大時熱負荷為：50kcaL/h.m2×8000m2=40×104 kcaL/h。

設計日客房尖峰采暖負荷為50×104Kcal，非低谷電價時段（8：00～23：00）總負荷為602.5×104Kcal。低谷時段總負荷427.5×104Kcal，24h總負荷為1030×104Kcal。設計日餐飲尖峰采暖負荷為40×104Kcal，非低谷電價時段（8：00～23：00）總負荷為242×104Kcal。低谷時段總負荷0Kcal，24h總負荷為242×104Kcal。

電熱鍋爐選型

客房全天總熱負荷為1030×104 kcaL?？紤]到賓館用戶退房、開房等因素，按70％的同時率計算，熱負荷為（1030+242）×0.7×104Kcal=890×104Kcal。折算成電量為890×11.6=10342kw.h。電熱鍋爐需全量蓄熱，因低谷時段有9個小時，電鍋爐功率為10342kwh/9h=1147kw?？蛇x擇2臺600kw的電鍋爐即可，考慮到設計余量以及現有設備狀況，選擇現有的2臺800kw電鍋爐。非低谷時段的總熱負荷為：（602.5+242）×104 kcaL×0.7=591×104 kcaL，每立方水可以蓄熱4.5×104 kcaL的熱量（從50～95℃），故水箱容量為591×104 kcaL÷4.5= 131m3。

電熱鍋爐選用2臺800kw，水箱選用130m3，就可以滿足“蓄熱式電熱鍋爐”的電價要求。

采暖費用估算

該酒店所在地區冬季供熱時間為11月25日至來年3月5日，共100天，其中設計日為20天，75％的設計負荷日為30d，50％的設計負荷日為30天，25％的設計負荷日為20d.

設計日熱負荷計算：每天實際需要總熱負荷為890×104Kcal 。20d共20×890×104 kcaL= 17800×104 kcaL。

75％設計負荷日熱負荷計算：每天總熱負荷為890×104Kcal/天×75％=667.5×104 kcaL/。30d共30×667.5×104 kcaL=20025×104 kcaL。

50％設計負荷日熱負荷計算：每天總熱負荷為890×104Kcal/天×50％=445×104 kcaL/d，30d共30×445×104 kcaL=13350×104 kcaL。

25％設計負荷日熱負荷計算：以上合計每天總熱負荷為890×104Kcal/d×25％=222.5×104 kcaL/d，20天共20×222.5×104 kcaL=4450×104 kcaL

由上可知，全年運行總熱負荷：17800+20025+ 13350+4450=55625×104 kcaL/h，折算總用電量55625×104 kcaL×11.6=645250kwh。全年運行費用為：645250kwh×0.3594=231902元/n。未考慮到循環水泵的用電量。

表1　節能技術改造前后電量和電費表單位：千瓦時、元/千瓦時、元

效益分析

直接經濟效益

通過現場電表抄錄測算，該酒店企業電鍋爐系統實施節能技術改造后，年節電量39.36萬kw/h，節約電費53.68萬元，節能率高達38％，節能效果顯著、經濟效益明顯（見表1）。

間接效益

項目實施后，由于設備的性能提高，帶來以下間接效益。

（1）蓄熱系統的熱存量大，溫度平穩，能夠滿足峰段需求，系統的可靠性、平穩性提升。

（2）非承壓系統，安全性能高，同時無需報檢，運維費用低。

（3）全自動控制系統可根據季節及需求特性設定運行方式，運維簡單。

（4）負荷特性優化、電網沖擊減少、配電設備簡化、設備利用效率提高。

社會效益

電鍋爐系統實施節能技術改造后，該企業年節約電量約39.36萬kw/h，折合標煤約138t，減少二氧化碳排放372余t，節能減排成效顯著。

研究小結

在國家大力倡導節能減排的政策形勢下，該酒店企業電鍋爐系統節能改造項目實現節能率高達38％，為企業節約能源費用的同時，有效提升了能源使用效率，降低了排放和污染。該項目案例取得了較顯著經濟和社會效益，對同類型酒店企業具有較高的參考和借鑒價值。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.044