热水锅炉供热系统节能潜力估算

热水锅炉供热系统节能潜力估算

　天津大学王毅涂光备李建兴篼林涂岱昕天津市房产供热公司吕跃作中变得越发关键。通过对天津市部分供热站的调研，根据一些热力站对锅炉供热系统技术改造和运行调节的成功经验，进行了相应的技术经济分析，并对天津市热水锅炉供热系统的节能潜力作了大致估算。为热水锅炉供热系统技术改造的可行性提供了依据。

　　量调节我国的集中供热事业经过了五十多年的发展，已经取得了很大的成就。但是就目前的情况来看，我国的供热系统与国外相比，还有很大的差距。供暖系统还相当的落后，表现在：供热系统普遍在低效率、低负荷下运行；缺乏必要的控制手段，绝大多数热水锅炉供热系统缺乏合理的运行调节手段，锅炉运行人员普遍凭感觉烧锅炉，可谓“看天烧火”，缺乏科学性，用户室内没有温控及调节设备：缺乏合理的热量计量手段。供热系统的落后造成了资源的大量浪费，还成为大气污染的一个重要因素。其中热水锅炉供热系统的不合理运行调节导致的能源浪费尤为严重，很大程度上制约了供热系统节能工作的开展。目前我国的建筑节能工作已经进入节能50%的第二阶段。正在全国范围内推行的温控和热量计量技术将使供热系统有很大的改善，并将热用户的主动节能推向了一个新的阶段。热计量的新型系统在热用户的随动调节下不断变化，热水锅炉供热系统如果不采取必要的调节措施，适应气象条件和用户调节的双重变动，将形成供热节能的瓶颈，热用户节能的效果也将无法体现。实行热量计量收费，热价的定位是否合理将直接影响到热计量供热系统的落实。热价应根据热力公司的经营成本和收益率来计算，而由于热水锅炉供暖系统的低效率、运行调节不合理而造成的热价偏高部分必须由热力公司承担。此外，现在正处于体制变革的过渡阶段，采暖欠费现象也相当严重。这必将使本来就亏损的各热力公司雪上加霜。针对这些问题，我们对天津市的部分热力站进行了调研，并根据一些热力站的实际运行状况和技术改造经验对天津市热水锅炉供热系统的节能潜力作了初步估算。

　　天津的热水锅炉供热系统大部分没有合理的运行调节手段，司炉工普遍“看天烧火”，运行管理方面比较落后。但也有一些热力站对热水锅炉供热系统进行了合理的技术改造，运行中采用了质调节和量调节技术，并收到了很好的效果。位于南开区的西湖村锅炉供热站于1992年投资22万元改进了原有的热水锅炉供热系统，对3台20t/h的热水锅炉应用微机自动控制燃烧状态，并结合自身情况，针对供热系统设计值与实际运行值不相符合的问题，引入相对热指标比（建筑物的实际热指标与设计热指标的比值）和相对水流量比（系统水泵的实际流量与设计流量的比值）对质调节理论计算公式进行修正的基础上，对供热系统采用质调节技术，根据室外气象条件确定供水温度和调节时间标准，实行24小时连续供暖。通过质调节技术改造项目，西湖村供热站在92-93年供暖期的供暖合格率达到了99%.经过技术测试，锅炉运行效率由原来的62%提高到了70%，锅炉运行出力由9兆瓦提高到13兆瓦，当年节约燃煤3585吨，按当时的煤价每吨67元合24万元，投资当年即收回。1997年，该热力站又结合锅炉的扩容改造，投资11.5万元实施供热系统量调节项目。锅炉扩容为一台40t/h、两台20t/h热水锅炉。量调节理论研究工作中，结合质调节的成功经验，定义了相对流量比（水泵的设备水流量与供暖系统设计流量的比值），以解决选用设备与设计值存在的偏差对量调节计算公式的影响在锅炉循环水泵上加装了变频调速器，对供热管网供水实行量调节技术。经过技术测试，用户满意率达到98%，循环水泵当年电耗比上一采暖季节省了19.6万度，而单方煤耗则与上一采暖季持平，节电效益为11.2万元，静态投资回收期约为一年。河北区第十一供热站锅炉房装备有两台相同型号的20t/h热水锅炉，担负的供热面积为28万平方米。1996年河北区供热办对该锅炉房进行了技术改造，拆除了原有鼓、引风机采用的挡风板式风量调节阀和控制柜，代之以变频调速控制柜，鼓风机和引风机的控制柜分别安装45KVA和110KVA交流变频调速控制器各一台。系统改造后的变频调速鼓、引风机于1996年投入使用，待供热系统的面积和其他因素都趋于稳定后，于1997年2~3月间对采用变频调速控制风量的1号锅炉与采用风阀控制的2号锅炉的耗电情况作了对比实验。该实验是在供热面积和其它条件均不变，室外气温也基本不变，采用隔日开停1、2号锅炉，即只改变风量控制方式条件下进行的。经过技术测试，采用变频调速控制与风阀控制相比，每日（按24小时运行计）平均节电量为1761.5KWh，节电率达到57.8%.采暖季按120天计算，则每个采暖季可节电1761.5Xl20=211380KWh，合12万元。该项目投资共计20万元左右，静态投资回收期为20/12=1.6年。

　　天津市目前集中供热热化率为47%，计划到2002年热化率将达到70%，这样全市的集中供热面积将达到5300多万平米，如果所有热水锅炉供热系统均做相应的技术改造，采用一定的供热调节方式对系统进行合理的运行调节，带来的经济效益将是相当可观的。以下是按照上述两个供热站的改造经验对天津市热水锅炉供热系统改造节能潜力的大致估算。（估算中近似按照每吨位热水锅炉担负1万平米的供热面积来计算）鼓、引风机采用变频调速控制技术锅炉单位吨位每个采暖季节电则天津市5300万平方米供热面积每个采暖季可实现节电采用集中质调节技术锅炉单位吨位每个采暖季节煤则天津市5300万平米供热面积每个采暖季可实现节煤吨/年折合人民币4000X5300=2120万元/年。

　　采用集中量调节技术锅炉单位吨位每个采暖季节煤锅炉单位吨位每个采暖季节电则5300万平米供热面积每个采暖季可实现节煤可实现节电两项合计人民币如果将鼓、引风机变频调速技术与热水锅炉供热系统管网质调节技术相结合，天津市每年可实现节电5602万KWh/年，节煤316940吨/年，可以从中获益5300万元/年；鼓、引风机变频调速技术与热水锅炉供热系统管网量调节技术相结合，天津市每年可实现节电6901万KWh/年，节煤316940吨/年，可以获益6042万元/年。另外，在节煤、节电的同时，对热水锅炉供热系统的技术改造还会带来一定的社会效益和环境效益。此外，还可以将变频调速技术应用于锅炉定压补给水泵、锅炉炉排转速的控制上，实现热水锅炉供热系统的全面节能。

　　从以上的大致估算可以看到，热水锅炉供热系统的节能潜力是巨大的，带来的经济效益是可观的。然而有些热力公司对技术改造投入和回报率估计不足，不做可行性研究，主观的认为技术改造赔钱而放弃了对热水锅炉供暖系统的改进。这与原有的计划经济体制也有一定的关系。但通过以上的技术经济分析，我们不难发现，技术改造的投资一般在一到两年即可收回，而同时带来的经济效益和环境效益也是相当显著的。随着我国经济体制改革的进行，供热系统和收费制度改革的推进，热力公司一定会逐步认识到技术改造的重要性和必要性，采取相应的措施完成对热水锅炉供热系统的改进。同时，有关的政府职能部门也应该认识到对热水锅炉供热系统进行技术改造的必要性，发挥其自身的引导和监督作用，制订相应的政策和技术标准，组织有关方面编制热水锅炉供热系统的标准图集，推动锅炉供热系统的不断改进，完善供热系统的运行调节，实现整个供热系统的节能，早日实现我国建筑节能50%的目标，逐步缩小与发达国家的差距。