熱力系統(tǒng)節(jié)能措施探析

王祖愷(煙臺(tái)市節(jié)能監(jiān)察支隊(duì)， 山東 煙臺(tái) 264003)

熱力系統(tǒng)節(jié)能措施探析

王祖愷(煙臺(tái)市節(jié)能監(jiān)察支隊(duì)， 山東 煙臺(tái) 264003)

熱力系統(tǒng)一般由生產(chǎn)蒸汽或熱水的鍋爐、熱力管網(wǎng)和用熱設(shè)備構(gòu)成，熱力系統(tǒng)總能源利用率由鍋爐熱效率、管網(wǎng)熱效率和用熱設(shè)備熱效率共同決定。熱力系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)當(dāng)綜合考慮鍋爐、管網(wǎng)和用熱設(shè)備等諸多因素，在開展熱平衡、改進(jìn)管網(wǎng)和用熱設(shè)備基礎(chǔ)上，提出鍋爐容量和熱效率的改造方案。

熱力系統(tǒng)；節(jié)能措施

1 蒸汽利用

蒸汽品質(zhì)參數(shù)包括壓力和溫度。實(shí)行蒸汽高效利用，應(yīng)科學(xué)選定蒸汽壓力溫度。驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置適宜選用高壓過熱蒸汽；工藝熱交換適宜選用低壓飽和蒸汽。一般情況下，不得將高壓蒸汽直接減壓為低壓蒸汽使用，壓降要求較大的，應(yīng)采取首先利用作功的方式對(duì)其實(shí)行梯級(jí)利用。生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，應(yīng)盡量減少蒸汽排空現(xiàn)象。應(yīng)嚴(yán)格控制蒸汽鍋爐排污量，并采取措施，對(duì)排污熱量進(jìn)行回收利用。一般鍋爐的排污量控制在總水量的5%以內(nèi)(工業(yè)鍋爐的排污率每增大1%，燃料的消耗量就增加0.3%)。

2 管道保溫

蒸汽管道、熱水管道及各種用熱設(shè)備都會(huì)向周圍空氣散失熱量，因此對(duì)汽、水輸送管道進(jìn)行保溫十分重要。保溫材料一般選用膨脹珍珠巖、堿玻璃纖維、泡沫塑料、石棉和礦渣棉等，保溫材料應(yīng)當(dāng)具備以下特點(diǎn)：

①導(dǎo)熱系數(shù)低、絕熱性能好。保溫材料在平均溫度298K時(shí)，熱導(dǎo)率值不大于0.08W/(m.K)。②管內(nèi)介質(zhì)達(dá)到最高溫度時(shí)，保溫材料仍要保持良好的機(jī)械性能，且性能穩(wěn)定，其抗壓強(qiáng)度一般不低于0.3MPa。③熱介質(zhì)溫度80℃以上時(shí)，保溫材料不可含有有機(jī)物， 120℃以上時(shí)，保溫材料不應(yīng)含有可燃物。④保溫材料吸濕性小，對(duì)管壁無腐蝕，易于制造成型，便于安裝。

保溫層的厚度設(shè)定一般按照以下原則：一是保證管道的熱損控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，盡可能減少不必要的熱損；二是控制保溫層的表面溫度，如果保溫層表面溫度超過50℃就說明保溫層的厚度不夠；三是合理計(jì)算保溫層的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

3 熱水供熱

除了工藝要求必須使用蒸汽以外，對(duì)于供暖、通風(fēng)、清洗和生活等應(yīng)采用熱水供熱。熱水供熱主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

①熱水供熱沒有凝結(jié)水和二次蒸發(fā)損失，燃料節(jié)約率約20%～40%；蒸汽供熱管道存在漏汽隱患，而熱水供熱輸送散熱損失小；蒸汽鍋爐需要連續(xù)和定期排污，而熱水鍋爐只需少量的定期排污；熱水供熱可根據(jù)室外溫度變化，靈活調(diào)節(jié)熱水溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)約燃料并保證供熱質(zhì)量目的。②熱水供熱維修費(fèi)用比蒸汽供熱低。一般為蒸汽供熱系統(tǒng)的1/3左右，維修人員可相應(yīng)地減少一半。③熱水供熱的范圍比蒸汽供熱的范圍要大。熱水供熱可以達(dá)到幾十公里，而蒸汽供熱基于管道阻力等因素的限制，只能達(dá)到十幾公里。④高溫水供熱適合于區(qū)域性集中供熱，節(jié)能且環(huán)保。另外，熱水鍋爐熱效率高，熱水供熱經(jīng)濟(jì)效益好，也是熱水供熱的顯著優(yōu)勢(shì)之一。

熱水供熱也存在不足，主要表現(xiàn)在以下方面：一是熱水供熱外部管網(wǎng)投資比蒸汽供熱高，特別是供水和回水的溫差不大時(shí)更為顯著；二是熱水供熱循環(huán)泵的運(yùn)行能耗比較大，運(yùn)行費(fèi)用相比要高；三是熱水供熱對(duì)使用對(duì)象的要求比較高，以高層供熱為例，由于高層樓層較高，熱水基于壓力差需要借助增壓設(shè)施提高熱水的循環(huán)，這樣必然增加熱水供熱的設(shè)計(jì)和運(yùn)行費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)成本。

4 熱電聯(lián)產(chǎn)

采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式，將汽輪機(jī)的排汽或抽汽用于供熱，可顯著降低汽輪機(jī)的排汽損失，提高熱能利用率。對(duì)凝汽式機(jī)組，采用冷凝器低真空運(yùn)行或在汽輪機(jī)高低壓缸連通管上打孔抽汽的辦法供熱，節(jié)能效果十分顯著。與分散的小型工業(yè)鍋爐相比，由于鍋爐熱效率提高，在保證供熱質(zhì)量的前提下，利用熱電聯(lián)產(chǎn)，可獲得額外的電能。

5 余壓發(fā)電

由于印染、制糖以及化工等行業(yè)對(duì)于用汽的壓力不高，可以基于供汽與用汽設(shè)備之間所存在的壓差進(jìn)行合理利用。首先將熱源供給的高壓蒸汽導(dǎo)入到背壓汽輪機(jī)發(fā)電，然后將發(fā)電后產(chǎn)生的余熱應(yīng)用到這些行業(yè)的工藝生產(chǎn)中，這樣既實(shí)現(xiàn)了發(fā)電功能，同時(shí)也滿足了用汽需求。

6 高效換熱器回收鍋爐煙道余熱

鍋爐煙道熱量一般會(huì)隨著濃煙而浪費(fèi)，高效換熱器則是采用熱流體互不接觸的表面式換熱，能夠充分將鍋爐煙道的余熱進(jìn)行回收，進(jìn)而大大提高了鍋爐的熱效率。高效換熱器可用作空氣預(yù)熱器、省煤器和熱水器。空氣預(yù)熱器用來加熱助燃空氣，不僅可以降低排煙損失，而且其助燃效果更好,省煤器則可以通過加熱鍋爐給水的方式降低燃料的消耗。熱水器則主要是用來加熱工業(yè)生產(chǎn)過程中的熱水，節(jié)能效果顯著。

7 蒸汽蓄熱器

蒸汽蓄熱器是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，可有效適應(yīng)用汽量大幅波動(dòng)的工況。當(dāng)用汽量低于產(chǎn)生的蒸汽量時(shí)，多余的蒸汽就會(huì)進(jìn)入到儲(chǔ)水中，蓄熱器內(nèi)的壓力就會(huì)上升，但是當(dāng)用汽量大于蒸發(fā)量時(shí)，蓄熱器的儲(chǔ)水就會(huì)降低壓力，進(jìn)而導(dǎo)致儲(chǔ)水出現(xiàn)沸騰，產(chǎn)生水蒸氣，補(bǔ)充不斷增加的用汽量，保證鍋爐負(fù)荷不變。蓄熱器適用于蒸汽輸入壓力較高，用汽部門壓力需求不同，蒸汽管路配置需求多樣，用汽負(fù)荷不均勻的工況下。

8 結(jié)語

綜上所述，熱力系統(tǒng)節(jié)能的主要措施是合理利用蒸汽，回收和利用余熱蒸汽，強(qiáng)化輸熱管道保溫工作，科學(xué)利用高效換熱器、蒸汽蓄熱器等裝置。采用熱水鍋爐供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和余壓發(fā)電等方式能顯著提高能源利用率。

[1]陳志強(qiáng),張保全.淺談熱力系統(tǒng)中節(jié)能降耗的幾種方法[J].黑龍江科技信息,2013,(21).