供热节能技术浅析热与能管理部谢工一、节能的社会及经济效果评价2007年3月召开的全国两会有几个关键词,即“节能”、“降耗”和“减排”,且提到我国真正短缺的能源是天然气和石油,并再次重申:我国“十一五”规划纲要提出单位GDP能耗在五年内要降低20%的任务必须完成,但从已过去一年的状况来看,后面几年的工作更加艰巨,故两会也提出国家会加大力度执行和监管。
国务院前不久又成立节能减排小组,对高耗能、高污染的生产和经营项目更加严格限制。
锅炉房供热系统作为能源的直接消耗者和热能的提供者,如果不注意运行方式,将造成能源和资金的极大浪费,能源的消耗直接影响到企事业单位和住宅小区的切身经济利益。
供热节能是我国现阶段供暖工作中最重要的一项任务。
供热节能不再是一句空洞的口号,严峻的形式摆在我们每一个暖通从业者的面前。
根据中国节能纲要的要求,建筑节能要达到50%,其中建筑材料节能为30%,供暖系统节能为20%。
经过专业的供热节能改造和能源管理服务,将从各个角度改善现在的不利局面,从而产生极大的社会和经济效益,具体包括如下:1.1环保近年来,我国GDP以每年10%的速度发展,能源消耗急骤增加,环境、生态日益恶化。
这种对自然无序的、掠夺性索取的发展模式已难以为继,实际上已造成当前十分严重的、不可逆转的后果,大自然的惩罚已经不断地凸现出来,并还要继续加重。
正确处理能源和环境的关系是实施环境友好的前提,能源是环境问题的核心,能源的生产和利用对于当地、区域和全球大气环境产生重要影响;环境是能源决策的关键因素,环境应作为一种资源纳入综合资源规划,能源是环境外交的中心。
通过对锅炉房进行专业能源管理,是对社会做出的贡献,满足了人们对舒适的需求,减轻了地球环境的负担,也降低了二氧化硫和二氧化碳等的排放量。
1.2降耗我国是一个能源消耗大国,资料显示,中国单位GDP能耗是美国的4倍、日本的8倍。
以高能耗、高污染为代价的发展模式,已使资源和环境出现不堪重负的迹象,这样的发展模式如果不及时扭转,中国这列经济快车迟早也会陷入沼泽。
我国又是一个能源短缺的国家,只有减少消耗,才能符合政府所提倡的节约社会。
其实,节能本身就是一种能源,而且是最为“清洁”的能源,在这方面我国的潜力是巨大的。
据此,国家规划到2020年GDP翻两番的同时,节能也要达到50%(即能耗降50%)。
从更为短缺的天然气来讲,节能是扩大天然气供热面积的重要措施。
对于具体供热项目,做好节能可在锅炉不改变的情况下,增加供热面积。
总之,真正的绿色能源是节约出来的,做节能的公司就是能源公司和环保公司。
1.3和谐热用户需要按时的、按质的供暖服务,需要更好的、更舒适的使用效果,通过专业节能公司管理,配以科学水力平衡等人工调节,提高了小区的供热质量、用户满意率和用户收费率,使供热分布更合理、室温更具舒适性,从而为社会的和谐与稳定间接做出了贡献。
1.4赢利通过专业能源管理公司添加节能设备并精确调控,在保证用户要求的同时,最大限度地减少燃料、电、水等能源浪费,为用热单位节省了大量的资金,增加了企业效益,并且用较小的投入,换来长远的、丰厚的经济回报,一般不到一个采暖季即可收回成本。
1.5省心通过专业节能公司服务,用热单位共享了节能管理经验,增加了供热和节能专业管理队伍,减轻了供热系统的运行工作压力,方便了管理方的供热管理,使之更专注于其擅长的其他领域,并节省了部分管理开支,以及形成了系统和设备的最优化配置。
1.6政绩在当前节能工作的严峻形势下,每一个能源领域的工作者,都要充分想到身上的重担,有责任、有义务并有勇气成为节能的时代先锋和楷模,创建锅炉房供热的节能示范工程,并及时总结、认真推广,以实现我国节能的长远发展战略。
二、供热节能中的常见问题供热有集中供暖和分户供暖两种形式,集中供暖包括市政热力(热电厂、区域锅炉房)、集中燃煤锅炉、集中燃气锅炉、集中燃油锅炉(重油、轻柴油)、集中电热锅炉、地源热泵(地下水、地表水、土壤)等,分户供暖包括燃气壁挂炉、户式集中空调、家用小煤炉、电暖器、太阳能设备、加热电缆、电热膜等。
其中又以市政热力、集中燃煤锅炉、集中燃气锅炉最为常见,这三种供热形式占各大中型城市的80%以上,故本文围绕此类供热系统节能作介绍。
而此类供热系统往往由热源、热网、热用户等组成,故节能也应从这几个环节依次入手,尽量减少各环节中可能出现的损失。
供热节能中的常见问题:2.1热源2.1.1锅炉效率低2.1.1.1、锅炉本身效率低:燃煤锅炉本身效率一般65—75%,燃气锅炉本身效率一般85—90%,锅炉质次的接近低值,锅炉质优的接近高值。
2.1.1.2、管理不到位:不懂锅炉习性和规律,缺乏专业运行和节能管理人才,运行单位缺乏管理机制、员工缺乏责任心。
约2—15%热损失。
2.1.1.3、设备设计组合不匹配:设计估算热指标和水力计算偏大,盲目层层加大供热主辅机设备,且设备组合配置不合理。
同时旧有经济体制和以往粗犷型经济发展的模式,致使我国现运行的大部分锅炉,均没有配置完善的节能控制设施。
约2—10%热损失。
2.1.1.4、排烟温度过高:约5—10%热损失。
2.1.1.5、燃料未充分燃烧:约1—10%热损失。
如燃气锅炉运行效率偏低的原因常与燃烧量调节时过量空气系数偏高有关。
2.1.1.6、锅炉本身散热:未使用的锅炉因与正运行的锅炉水路连通,造成未使用锅炉相当于散热器,从而浪费热能。
约1—5%热损失。
2.1.1.7、管道保温差:约1—2%热损失。
2.1.1.8、蒸气凝结水浪费:约2—10%热损失。
2.1.1.9、生活热水效率低:用大炉烧生活热水约60%效率。
目前,由于供热管理单位遇到上述各种问题不同和处理能力存在很大差异,加之是否配备节能手段及其合理性也各异,故我国供热行业燃煤锅炉效率一般在60—85%之间,燃气锅炉效率一般在80—95%之间,可见高低相差很多,显然这方面节能空间也很大。
2.1.2其他方面2.1.2.1、耗电高:燃气锅炉、鼓引风机、水泵等用电设备设计偏大,不能随采暖期各阶段及每天负荷的变化而不断变化,造成多耗电30—100%。
拿供热循环水泵来讲,设计时过度考虑热源设备、热网和热用户的阻力,层层加大富裕量,水泵台数有时还设计过多,而国内绝大多数未配有变频调速装置。
2.1.2.2、不能根据气象变化调节:初、末寒与中寒期气象参数差别较大,每天内24小时的气象也不同,调节能力和手段却不能与之相适应。
2.2热网2.2.1输送效率低2.2.1.1、保温差:保温系数80—95%,保温越差、干线越长、建造年代越久越接近于低值,保温越好、干线越短、建造年代越晚越接近于高值。
2.2.1.2、补水量大:经计算,补一吨水约15—40元成本,燃煤便宜一些,燃气贵一些。
补水率(即单位小时补水量与循环水流量之比)一般为0.01—0.5%,差别较大。
2.2.1.3、生活热水管网损耗:24小时供应热水使用率不高,循环水热量浪费严重,热能综合利用差。
在北京供应生活热水的单位基本全赔钱,合计建筑面积每年每平米至少赔2元。
2.2.1.4、管径设计大:造成水流量加大,管道散热量、补水量、水泵流量加大。
2.2.2水力平衡差2.2.2.1、供热量加大:由于水力失调,为解决末端不热,必须加大总供热量,致使近端过热,为此多耗能10—30%。
2.2.2.2、水泵耗电量高:同样由于水力失调,为解决末端不热,必须加大水泵总流量,以满足末端用户资用压头,为此多耗电30—100%。
2.3热用户2.3.1原始因素2.3.1.1、围护结构保温性能差:节能空间极大,但作为供热管理单位难于改造。
2.3.1.2、楼内系统水力失调:系统设计难免有缺陷,必然带来垂直失调和水平失调,尤其南北环路供热效果差异明显。
如北京的很多写字楼项目,冬季南侧房间比北侧房间室温高3-5℃,为保证北侧房间室温要求就要多耗热能;相反,夏季北侧房间比南侧房间低2-4℃,为保证南侧房间室温要求就要多耗制冷量。
2.3.1.3、散热器和管径设计问题:散热器设计偏大,管径设计过大和过小,均影响供热使用和节能效果。
2.3.1.4、生活热水问题:无循环管热水系统,用户需放大量水才热,致使供热品质、使用率和供热设备利用价值均下降,并且耗费了大量能源。
2.3.2管理因素2.3.2.1、公共建筑用热浪费:办公、学校、医院、商场等公建项目,在夜间和节假日无人使用房间时照常供热,造成20—50%供热损失。
2.3.2.2、管理不力:解决不热和突发事件能力差。
2.3.2.3、自动跑风失灵:国产自动排气阀使用1—2年就可能失灵,需要放掉很多水才可供热正常,造成各种能源和人力资源浪费,用户投诉率增加。
2.3.3人为因素2.3.3.1、空置住宅用热浪费:住宅和空置房长期无人使用但照常供热,也造成很大供热损失。
2.3.3.2、用户私改:用户私接供热管线和设备、装修时私改散热器和阀门,影响系统整体使用效果。
2.3.3.3、热用户偷水:极少部分用户有贪小便宜的习惯,造成补水量加大。
2.4其他2.4.1社会方面2.4.1.1、高污染:除了造成周围环境影响、开发商售楼影响外,还可能招致环保局罚款、社会不良影响。
2.4.1.2、高耗能:耗费国家资源,违背国家政策。
2.4.1.3、社会矛盾:社会安定和谐是国家生存大事,而供热是老百姓生活大事,供热不均或过冷必然引起用户满意率低,甚至引发社会矛盾。
2.4.2管理方面2.4.2.1、收费率低:用户缴费率低,多数是由供热不均、不稳或过冷所引起的。
2.4.2.2、人工费高:专业人员不足,使普通工人数过多,却起不到关键作用,往往事倍功半。
2.4.2.3、耗费精力和时间:管理不足,造成精力和时间等隐性成本增加。
2.4.2.4、做节能适得其反:不考虑自身情况盲目上硬件;或光上硬件,软件不重视或跟不上,往往造成节能效果极差甚至比原来多耗能,在北京很多著名节能公司都因装气候补偿器、混水器、极化装置等效果不佳,忙着与客户打官司。
2.4.2.5、施工遗留问题:不按设计施工、施工质量差等为后续管理工作埋下隐患,查找和解决起来较为困难。
综上,供热综合效率高低可能会相差一倍之多,这就是为什么在北京同样是燃气锅炉,同样的建筑形式和规模,有的冬季采暖单位面积耗气量不到7m³/m²,有的则达到15m³/m²以上。
三、供热常用的硬件节能措施近几年我国大力推行供热体制改革,强调节能和改善供暖效果,新的节能技术和节能设备不断涌现,供热工作迎来了一个空前繁荣的阶段。
目前市场上的主流节能技术有以下几种:3.1水力平衡3.1.1水力失调的分析供暖系统的初调节目的是为了解决各热用户流量分配不均的问题,如不进行系统的初调节则各用户很难得到所需流量,在实际运行中,有利环路阻力小、得到的流量多、温度高,不利环路阻力大、得到的流量少、温度低并且有可能达不到国家供热标准。