1 供热系统节能技术

第一章供热系统节能技术主要内容室外供热管网设计2供热系统按热收费办法4分户计量节能技术33供热热源节能设计31要达到节能效果，需从围护结构和供热系统两个环节入手。供热系统由热源（锅炉房）、热网、换热站和热用户四部分组成。热源是集中采暖的核心，主要有锅炉房、热电厂、地热供热站等。本节指的是锅炉房，包括热水锅炉房和蒸汽锅炉房。锅炉房包括燃烧系统（风系统、烟系统、煤系统、灰系统）、水系统和控制调节系统。集中供热是以集中热源所产生的热水或蒸汽作为热媒，通过热网向一个城镇或较大区域的生产、采暖和生活热用户供热的方式。（p83提问作业）1.1供热热源节能设计（理解）热网：集中供热条件下用于输送和分配载热介质(蒸汽或热水)的管道系统。换热站：就是换热的地方，把由热电厂（锅炉房）产生的高温蒸汽经过换热站转换成热水传输到各个居民小区里，将蒸汽的热量传送到小区管网中。就像一个变压器一样把高温蒸汽转换成七八十度的水再供暖。热电联产效率远高于热点单产，1kg煤发电产生3.11kwh电量，1kg煤供热产生1.88kwh热量；2kg煤热电联产产生3.62kwh电量和6.15kwh热量。1.1供热热源节能设计（作业）1、供热规划2、锅炉选型与台数3、鼓风机和引风机4、循环水泵5、补给水6、计量与监测技术7、连续供热运行制度1.1供热热源节能设计热源设计：七方面1、供热规划为达到合理发展的目的，锅炉供热规划宜与城市建设的总体规划同步进行。通过分区合理规划，逐步实现联片供热，减少分散的小型供热锅炉房，并且为大部分居住建筑将来和城市供热管网相连接创造条件。热源设计：七方面1.1供热热源节能设计1.1供热热源节能设计2、锅炉选型与台数锅炉的选型应按所需热负荷量、热负荷延续图、工作介质，来选择锅炉型式、容量和台数，并应与当地长期供应的煤种相匹配。P83选用锅炉的额定效率不应低于表中规定的数值表锅炉最低额定效率(％)燃料品种发热值（kJ/kg）锅炉容量W(t/h)2.8×106（4）1.5×106（6.5）7.0×106（10）11.0×106（20）28.0×106（40）烟煤Ⅱ15500～197007273747678Ⅲ＞197007476788082额定蒸发量：大气压力下提供100℃的给水时产生的蒸汽量。锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度（热水）或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”（即锅炉本体水压部分）、“炉”（即燃烧设备部分）、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。锅炉的主要用途为采暖、洗浴和供应优质蒸汽等。采暖、洗浴用的锅炉主要是热水锅炉，工业上用的锅炉主要是蒸汽锅炉。1.1供热热源节能设计3、鼓风机和引风机为燃料在炉内正常燃烧所配用的鼓风机和引风机与锅炉容量以及除尘器类型等相匹配。锅炉安装鼓风机与引风机的基本要求：1）锅炉设备需安装引风机和鼓风机。2）引风机的风量大于鼓风机风量，从而形成负压燃烧。3）引风机安装在锅炉尾端，是抽取炉膛的热烟气；鼓风机是安装在锅炉首端，是向锅炉吹进新鲜空气。（作业）1.1供热热源节能设计表燃煤锅炉的鼓风机和引风机匹配指标锅炉容量W（t/h）鼓风机引风机风量（m3/h）风压（Pa）功率（kw）风量（m3/h）风压（Pa）功率（kw）2.8×106（4）60005082.210590222510.01.5×106（6.5）975013625.517200209713.07.0×106（10）1476013527.525200209722.011.0×106（20）29520135217.050400209740.028.0×106（40）59040135230.0100800209775.01.1供热热源节能设计4、循环水泵1.单位电耗24NDGRqAQ24NDGRqAQ∑L（m）20040060080010001500200025003000DGR大0.00360.00420.00440.00480.0050.00550.00620.00700.0078表DGR最大值避免“大马拉小车”！！DGR—设计条件下输送单位热量的电耗（无量纲）—全日理论水泵耗电量（kWh)—-全日供热量（kWh)—水泵运行时数，连续运行为24N—水泵铭牌总功率（kW)q—供热热指标（Kw/㎡)A—系统的供热面积P85作业24NDGRqAQQ1.1供热热源节能设计5、补给水1).在可能条件下，宜设置锅炉给水的除氧设备。COD:化学需氧量又称化学耗氧量（chemicaloxygendemand），简称COD。是利用化学氧化剂（如高锰酸钾）将水中可氧化物质（如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等）氧化分解，然后根据残留的氧化剂的量计算出氧的消耗量。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。有机物对工业水系统的危害很大。含有大量的有机物的水在通过除盐系统时会污染离子交换树脂，特别容易污染阴离子交换树脂，使树脂交换能力降低。有机物在经过预处理时（混凝、澄清和过滤），约可减少50%，但在除盐系统中无法除去，故常通过补给水带入锅炉，使炉水pH值降低。有时有机物还可能带入蒸汽系统和凝结水中，使pH降低，造成系统腐蚀。在循环水系统中有机物含量高会促进微生物繁殖。因此，COD都是越低越好。1.1供热热源节能设计2).建议改变建筑物高点集气罐的手动放风方式，采用自动排气阀。自动排气阀：用在供暖系统上如暖气片、地板采暖、锅炉系统中排除系统空气的一种功能性阀门，经常安装在系统的最高点，或者直接跟分水器、暖气片一起配套使用。主要是为排除内部空气，使暖气片内充满暖水，保证房间温度。暖通空调系统在运行过程中，水在加热时释放的气体如氢气、氧气等带来的众多不良影响会损坏系统及降低热效应。诸如：由氧化导致的腐蚀；散热器里气袋的形成；热水循环不畅通不平衡，使某些散热器局部不热；管道带气运行时的噪声；循环泵的涡空现象。所以系统中的废气必须及时排出。(写在书上）3).在自动排气阀的上游管道上，宜设置关闭阀(各种阀门）和y形过滤器以减少排气阀故障并方便检修。y形过滤器又名除污器、过滤阀，是输送介质的管道系统不可缺少的一种装置，其作用是过滤介质中的机械杂质，可以对污水中的铁锈、沙粒、液体中少量固体颗粒等进行过滤以保护设备管道上的配件免受磨损和堵塞，可保护设备的正常工作。当流体进入置有一定规格滤网的滤筒后，其杂质被阻挡，而清洁的滤液则由过滤器出口排出，当需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，处理后重新装入即可，因此，使用维护极为方便。（写在书上）1.1供热热源节能设计六、计量与监测仪表锅炉房内应设有耗用燃料的计量装置和输出热量的计量装置。为使供热锅炉房的运行管理走向科学化，设计中应考虑锅炉房装设必要的计量与监测仪表。总耗水量水表、补给水量水表、动力电表、照明电表、热量激或热流计、供回水温度自动记录仪等。七、连续供热运行制度1.1供热热源节能设计图1-1锅炉房及供热系统l-锅炉；2-鼓风机；3-引风机；1-循环水泵；5-补给水1.2室外供热管网设计（六方面）一、管网设计的水力平衡二、改变大流量、小温差的运行方式，提高供水温度和输送效率三、推广热水管道直埋技术(已成型),降低基础投资和运行费用四、管网冲洗、设除污器五、管网保温六、推广管道充水保护技术，防止管道腐蚀1.2室外供热管网设计（六方面）一、管网设计的水力平衡为了避免水力失调，使不利建筑达到起码的舒适温度，常规一般有两种方法：（一）加大循环泵的循环水量（二）提高整个管网的运行水温水力失调：供热管网是由众多串,并联管路以及各热用户组成的一个复杂的相互连通的管道系统,在运行过程中,由于各种原因的影响,往往使得网路的流量分配与各用户的设计要求不相符合,各用户之间的流量要得新分配。热水供热系统中,各热用户的实际流量与要求流量之间的不一致性称为热用户的水力失调.（作业）供暖系统产生水力失调的原因：（作业）1）管径设计不合理，某些管径太细；2）某些设备或局部阻力过高的部件实际使用流量过小；3)系统中有杂物阻塞；4)管道坡度反坡或坡度及流速设置不合理，导致系统排气不畅；5)系统大量失水；6)系统定压过低，造成不满水运行；7)水泵扬程、流量与使用工况不匹配。1.2室外供热管网设计为避免水力失调，达到水力平衡，在各环路的建筑入口处设置手动调节阀或平衡阀。水力平衡阀：亦称自力式平衡阀、流量调节阀、流量控制器、动态平衡阀、流量平衡阀，是一种直观简便的流量调节控制装置，管网中应用水力平衡阀可直接根据设计来设定流量，阀门可在水作用下，自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力怎样变化均保持设定流量不变，使管网流量调节一次完成，把调网工作变为简单的流量分配，有效的解决管网的水力失调。（写在书上）作业主要应用于集中供热（冷）等水系统中，使管网流量按需分配，消除水系统水力失调，解决冷热不均问题，可节能、节电15%-20%。平衡阀阀门的种类很多，且有多种分类方法：一、按用途和作用分类1、截断阀类：主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。2、调节阀类：主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。3、止回阀类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。4、分流阀类：用于分配、分离或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。5、安全阀类：用于超压安全保护。包括各种类型的安全阀二、通用分类法这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为：闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀、疏水阀、调节阀。止回阀：允许介质单向流动，若阀后压力高于阀前压力，止回阀会自动关闭。闸阀：用于截断介质流动，当阀门全开时，介质可以象通过一般管子一样，不改变流动方向，因而压损较小。蝶阀：靠改变阀瓣的角度实现调节和开关，，由于阀瓣始终处于流动的介质之间，所以形成的阻力较大，因而较少选用。截止阀：截断介质流动，有一定调节性能，压力损失大，常用来截断蒸汽的流动。球阀是截断介质流动，可旋转90度的动作，旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。闸阀止回阀球阀截止阀止回阀球阀1.2室外供热管网设计二、改变大流量、小温差的运行方式，提高供水温度和输送效率（书P90）1.2室外供热管网设计三、推广热水管道直埋技术(已成型),降低基础投资和运行费用《城镇直埋供热管道技术规程》1999.6.1实施建议在DN500以下管道积极推广直埋敷设。四、管网冲洗、设除污器中华人民共和国国家标准《采暖与卫生工程施工及验收规范》GBJ242-821.2室外供热管网设计五、管网保温室外供热管网的保温是供热工程中十分重要的组成部分。保温材料公称管径(mm)供热面积＜≥岩棉和矿棉管壳λ（）=O．0452W／(m·K)25～3240～150200～300303545303555超细玻璃棉管壳λ()=O．041W／(m·K)25～3240～150200～300253040253050聚氨酯硬质泡沫保温(直埋管)λ()=0.03W／(m·K)25～3240～150200～300202535202545表1-5供热管道的最小保温厚度(mm)1.2室外供热管网设计六、推广管道充水保护技术，防止管道腐蚀管道腐蚀C扫描成像检测机械循环热水采暖系统在系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。增加了系统的经常运行电费和维修工作量；但由于水泵所产生的作用压力很大，因而供暖范围可以扩大。可用于单幢建筑物、多幢建筑，甚至发展为区域热水采暖系统。机械循环热水采暖系统成为应用最广泛的一种采暖系统。一、机械循环热水采暖系统与自然循环主要区别二、机械循环热水采暖系统的主要型式有哪些