以热电厂为热源的既有建筑供暖系统的能耗分析.docx

1、以热电厂为热源的既有建筑供暖系统的能耗分析以热电厂为热源的既有建筑供暖系统的能耗分析区域供热2011.4期以热电厂为热源的既有建筑供暖系统的能耗分析哈尔滨市热力规划设计研究院段立丰【摘要】本文主要针对以热电厂为基本热源,既有建筑为热用户的间接连接供暖系统进行经济运行研究.选取了某一换热站全程指导其进行经济运行,同时对热网,热用户测量记录了大量的温度,热量,耗电量,补水量等数据,通过对其进行整理,分析,得出了单位面积热,水,电等能耗指标,然后通过一系列折算使其在一定范围内具有了代表性和实用性.与其他换热站的能耗指标相比,可以看出节能效果比较明显.【关键词】热电联产换热站既有建筑经济运行能耗分析O

2、概述我国法规规定2000年以后的新建建筑必须是节能建筑,但是目前占全国城乡住房绝大多数的却仍是高能耗的既有建筑.既有建筑中由热电厂供暖的又占有很大比例,为此十分有必要对以热电厂为热源的既有建筑的供暖系统进行能耗分析.合理地分析这样的热网能耗组成,有助于进一步寻找节能降耗的方法,这也是集中供暖系统节能降耗的关键之一.本文将研究的对象主要是由以热电厂为热源,以散热器采暖的既有建筑的供暖系统.主要从系统消耗的热,水,电等几个能耗指标进行分析,其中电耗不包括热源的运行电耗.本文主要是在供暖管网水力平衡问题,室外温度指导运行,换热站三项能耗指标计取和用户端室内测温等方面开展研究工作,并加以能耗分析,最终

3、使热电厂能够根据负荷的变化节能运行并且提高热网的效率,在.4.达到最佳供暖效果的同时又能做到经济,节能.1简介佳木斯位于我国东北地区,冬季漫长,气候寒冷.采暖期从每年的l0月15日到第二年的4月15日,共计约183天.冬季采暖室外计算温度一26oC,采暖期室外平均温度-10.2.C.本文主要以佳木斯市某供热公司下属1#换热站为重点研究对象,该站主要负责向以散热器采暖的既有建筑供暖,供暖面积143184平方米,其热源主要是该市西电厂.一,二级网供,回水温度分别为130.C,70.C,70.C/50.C,站内用一级网高温,高压水对二级网进行补水.为了对实验结果进行科学的对比分析,我们同时还选取了1

4、换热站地处相同区域内的2群换热站.该站主要负责向以地热采暖的既有建筑供暖.供暖面积9200平方米,其热源与1#换热站相同.一,二级网供,回水温度分别为130.C/70oC,60.C/50.C.除此之外,该区域的调峰热源也在此次科研范围之内,因为该热源含有一个低温网部分,这部分与热用户属于直接连接供暖系统,对其进行能耗分析将有助于我们把其能耗数据和间接连接供暖系统的作对比.2具体工作内容2.1室外温度的获取和处理室外气温是供暖企业运行的主要参考依区域供热2011.4期据,有助于企业做好供暖负荷的预测,进行热网调节.我们对过去的几个采暖期的佳木斯市室外温度数据进行了收集和处理,然后与通过天气预报得

5、出的预测值进行对比根据记录计算出近年来佳木斯市室外平均温度.其结果如表2.1所示.各采暖期温度变化趋势基本一致.从表中我们可以看出预测温度与实际温度也相差不大,从整个采暖期的平均值来进行对比.误2O15l000一s-10-15-20-25lO.28l1.11lL25l2.0912.23l_06l_2O日期图2.120082009采暖季佳木斯实际室外温度曲线l0.28l1.1lU.2512.09l2.231.061.202.032.173.033.173.3l4.14日期图2.220062009采暖季佳木斯实际室外温度曲线对比图表2.12Oo6O09采暖期室外预测平均温度与实际平均温度对比表o6

6、.07采暖期07O8采暖期o8o9采暖期预测室外平均温度(.C)一8.27-5.74-8.61实际室外平均温度(.C)一8.045.568.5误差率2.86%3.23%1-29%一一区域供热2011.4期差大概在3%,说明我们采用预测温度来指导生产运行还是很科学的.根据掌握的数据可以得出佳木斯市的气象规律,并对照加以热网调节.2.2热网的集中运行调节为实现按需供暖达到节能的目的,我们需要在采暖期前制定好与室外温度挂钩的理论运行温度曲线,对生产运行进行指导,然后再在实际运行中加以适当的修改,并且严格按其执行.现对l#换热站的一,二级网调节曲线进行计算和制定:一级网设计供,回水温度95/55,二级

7、网设计供,回水温度70C/50C,图2.31#换热站20082009供暖期二级网供暖调节曲线图2.4换热站能耗数据测量换热站的能耗数据测量主要包括对供热量,补水量和耗电量的测量.我们分别测量,计均采用分阶段改变流量的质调节.2.3热网的水力平衡调节为了解决室外管网水力平衡问题,使热量平均分配且热源能够按照真正供暖热负荷运行,以达到节能的目的,就需要对热网进行水力平衡调节.平衡工作分三阶段,在开始采暖期,初寒期,严寒期都要进行,并且在每一期都要反复进行三次以上调平衡.调整完毕后就不要再动各站所调整过的调节阀,并锁定.站内检修时可开关其他阀门代替,以减少不必要的调整.在对l#换热站等进行热网的水力

8、平衡调节时,我们主要应用的是回水温度调节法.室外温度()图2.420082009供暖期一级网供暖调节曲线图算了1群,2#,调峰热源三站从2008年10月l5日至2009年4月14日为期182天内每个月的热量,补水量和耗电量,记录详见以下各表.表2.208一o9采暖季原始记录实际耗热量表GJ1#2#调峰热源月份日均耗量月耗量日均耗量月耗量日均耗量月耗量10月156.71266412.12206726.oo1234211月412.431237328.O78422986.108958312月531.231646837.5811654939.681531301月582.1018O4541.94l300

9、6584.742041272月555.461555338.961O9l3316.75928693月399.131237327.168421730-26536384月177.6o266414.472179l5.8013737总耗热量8014O56636194266一区域供热2011.4期表2.3O8一o9采暖季原始记录实际耗水量表tl#2#调峰热源月份Et均耗量月耗量日均耗量月耗量日均耗量月耗量1O月55.419425.94101l383.0o2351111月85.1O25536.27l881336.o740o82l2月108.8733756.482011650.485l1651月120_353

10、7316.972l6l7l7.16532322月114.7932147_3620617l5.2548O273月85.5526526.552031380.29427894月67.0o10o55.80871429.0o21435总耗水量17472120228O24l表2.4118119采暖季原始记录实际耗电量表kWh1#调峰热源月份日均耗量月耗量目均耗量月耗量日均耗量月耗量10月1024.351741454.889336707.6511403011月1145-333436061.6318491O92O.0o32760ol2月1165.163612083.87260015938.71494lo01月

11、1203.23373O095.1O294817266.455352602月1293.213621094.89265713898.573891603月1068.393312059-3518406897.102138104月1172.731759158.938845988.o089820总耗电量212l151371l21637802.5室内温度的测量及处理热用户端是供暖系统的重要组成部分,对整个系统的经济运行起着重要作用.通过对热用户进行调查和室温的测量可以得到供暖系统运行效果的信息反馈,有助于供热企业及时发现问题.通过对其采取节能措施可以大大降低供暖能耗.我们对调峰热源整个供暖区域内热用户的室内

12、温度进行了测量和处理,其结果如表2.5所示.表中各站分别选取的是具有代表性的换热站,其中,3#,钳,5释分别位于低温网的近端,中端和远端,6#,7#位于高温网的近端,中表2.5室内温度统计表类型热力站供暖面积(m)室内平均温度(.C)加权平均值(.c)1#14318420.3492oo21.81非3#44OO419.O8节辑5429118.83能20.31墙5#1916518.2体6撑3882l18.917#9943220.948#13O4O321.15节能墙体9#(散热器)4224021.027一区域供热2011.4期端,8#和1#位于远端,2#位于高温网中端,9#位于高温网远端.他们具有一

13、定的代表面积,经过对室内平均温度的加权平均.可以反映出调峰热源整个供暖区域内的平均温度.3数据处理与能耗分析主要对上一采暖季获得的热,水,电三方面的数据进行了处理,又因为不同地区,不同条件的供暖企业运行能耗也会有所不同,主要影响因素有采暖期供暖天数,室外平均温度和用户室内温度等,所以为消除个体因数的影响.将其科学折算成标准年份的数据.表3.1热耗量统计表GJ/m内容1#调峰热源佳木斯市实际热耗量0.56O.620.68O.57按规范室温折合0.5OO.5lO.6OO.55室外气温按标准年0.67o.74O.82O.68采暖期按183天折合O.56O.62O.680.57表3.2水耗量统计表kg

14、/mz内容l#2#调峰热源佳木斯市实际热耗量122.O3130.65308.5136o按规范室温折合107.991o7.83273.42350.27室外气温按标准年146.44156.78370.21432.o0采暖期按183天折合122.7O13l-373lO.21361.98表3.3电耗量统计表kWh/m2内容1#调峰热源佳木斯市实际热耗量1.481.492-381.5l按规范室温折合1-311.232.1l1.47室外气温按标准年1.781.792.861.81采暖期按183天折合1.491.502.391.52表3.4采暖期平均面积耗热量指标统计表W/mz内容l#2#调峰热源佳木斯市实

15、际热耗量35.6139.4343.2436.25按规范室温折合31.5232.5438_3335.27室外气温按标准年42.7447.3151.8943.50采暖期按183天折合35_8139.6443.4836.45这里的数据结果是本科研实测的数据,不但在佳木斯地区具有指导意义.对于其它地区同样具有参考作用,但需考虑室外采暖平均气温,采暖建筑的平均传热系数或平均面积耗热量指标.采暖期室内实际平均温度值等因素与佳木斯市的数据比较进行对比折算.4结论通过对1#换热站运行的跟踪和指导.和对整个供暖系统研究,对比,分析,我们得到了很多宝贵的数据和结论.经过对这些数据的处理和折算使它们具有了更普遍的代

16、表性和实用性,对供暖企业有很高的参考价值.表4.1单位面积标准年及标准室温能耗表内容1#2#调峰热源佳木斯市热耗量(GJ/m2)O.600.62O.730.67水耗量(km2)130.3l3O.1329.91422.63电耗量(kWhm2)1.581.482.551.778一(下转第50页)区域供热2011.4期与表面式的汽/水换热器比较,生产同样品质和数量的热水可平均节省蒸汽515%,消耗同样品质和数量的蒸汽可以增加供热面积20%左右.见图7.一个供热面积6万平米的热力站采用了2组机架串联,6个喷射混凝器模块并联的PHSl00A增压换热机组.20092010采暖季室外温度一l5,日最大耗汽量

17、由使用管壳式换热器的75.0吨下降为69.0吨且供水温度提高,日节汽量6.0吨,同比降低8%.4节能监测数据北京市节能环保中心监测站多次测试,.1JJ+J_jJ+I_+,l0+0rJ,JlJ+J0j00lJ0iJJN(上接第8页)由表3.1一表4.1可知如下结论:1.1#换热站区域内均为既有建筑.但是它的耗热量比全市平均水平低,说明经济运行取得了一定的成效,同时耗电量也低于全市平均水平.补水量比较低,虽然是散热器采暖,但是管线跑,冒,滴,漏不严重,同时杜绝了私自放水现象,运行管理比较到位.2.2#换热站热耗量偏大,和所带建筑是非节能墙体有关,另外由于管理不善.水力失衡导致运行参数偏高,又是地热

18、采暖.室内温度明显较高,很多用户开窗放气,严重浪费热能.水耗基本正常,但是仍可进一步减少.由于补水采用一补二的方式省去了补水泵,所以电量有一定节省,只是地热流量大,因此单位面积耗电量稍大.3.调峰热源热耗量,补水量,耗电量均过大.整个采暖季平均每天补水可以达到1515.89t.原因主要是部分低温网属于直供,系统设计不合理,规模过大,造成了严重的水力失调,另外热用户私自放水及管网的跑,冒,滴,漏的现象也十分严重.同样也是由于直供,很多热力点距离热源较远.低温网循环泵耗电量偏大.4.佳木斯市全市范围内除了补水量较大外其他能耗指标基本正常.近年来由于国家一5D一增压换热机组换热能效在98.5%以上.

19、天津市节能监测7站测试综合节电率约20%,节汽率约10%,见表3.表3节能监测数据序号换热站节电率节汽率1B06站19.1O%1O.29%2CO2站22I39%9.72%5结束语PHS100A增压换热机组可以利用热电厂汽轮机发电后排出蒸汽的余热,余压供热,没有二次蒸汽损失,节电,节水,节热效益显着.法规,政策的出台使得节能建筑越来越多.该热力公司在佳木斯全市供热范围内.热用户中节能建筑占有很大比例,因此可以看出耗热量与耗电量均比该调峰热源区域的不节能建筑要低.5.综合以上数据对比,可以直观地看出1#换热站经过采暖期的经济运行,供暖单位面积的能耗指标均较低,而调峰热源厂由于补水量大,供热系统效率低等原因.并没有真正全面体现出热电联产在节能方面的优势,进一步节能还是有很大潜力的.本科研得到的结论也可以供其他锅炉房,换热站或供暖企业进行参考.参考文献1贺平,孙刚.供暖工程M.中国建筑工业出版社.19932LE-1,张建伟.直埋供热管道工程设计M.中国建筑工业出版社.20073丛颖,张冰瑶.供暖工程能耗分析J.区域供热.2008(4):55页4陈艳华等.城市集中供暖系统热源的能耗分析J.建筑节能.2007(2):52页5既有采暖居住建筑节能改造技术规程)JGJ1292000IS,北京:中国建筑工业出版社