熱水鍋爐供熱系統(tǒng)節(jié)能潛力估算

　天津大學王毅涂光備李建興篼林涂岱昕天津市房產(chǎn)供熱公司呂躍作中變得越發(fā)關(guān)鍵。通過對天津市部分供熱站的調(diào)研，根據(jù)一些熱力站對鍋爐供熱系統(tǒng)技術(shù)改造和運行調(diào)節(jié)的成功經(jīng)驗，進行了相應的技術(shù)經(jīng)濟分析，并對天津市熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的節(jié)能潛力作了大致估算。為熱水鍋爐供熱系統(tǒng)技術(shù)改造的可行性提供了依據(jù)。

　　量調(diào)節(jié)我國的集中供熱事業(yè)經(jīng)過了五十多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成就。但是就目前的情況來看，我國的供熱系統(tǒng)與國外相比，還有很大的差距。供暖系統(tǒng)還相當?shù)穆浜螅�表現(xiàn)在：供熱系統(tǒng)普遍在低效率、低負荷下運行；缺乏必要的控制手段，絕大多數(shù)熱水鍋爐供熱系統(tǒng)缺乏合理的運行調(diào)節(jié)手段，鍋爐運行人員普遍憑感覺燒鍋爐，可謂“看天燒火”，缺乏科學性，用戶室內(nèi)沒有溫控及調(diào)節(jié)設(shè)備：缺乏合理的熱量計量手段。供熱系統(tǒng)的落后造成了資源的大量浪費，還成為大氣污染的一個重要因素。其中熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的不合理運行調(diào)節(jié)導致的能源浪費尤為嚴重，很大程度上制約了供熱系統(tǒng)節(jié)能工作的開展。目前我國的建筑節(jié)能工作已經(jīng)進入節(jié)能50%的第二階段。正在全國范圍內(nèi)推行的溫控和熱量計量技術(shù)將使供熱系統(tǒng)有很大的改善，并將熱用戶的主動節(jié)能推向了一個新的階段。熱計量的新型系統(tǒng)在熱用戶的隨動調(diào)節(jié)下不斷變化，熱水鍋爐供熱系統(tǒng)如果不采取必要的調(diào)節(jié)措施，適應氣象條件和用戶調(diào)節(jié)的雙重變動，將形成供熱節(jié)能的瓶頸，熱用戶節(jié)能的效果也將無法體現(xiàn)。實行熱量計量收費，熱價的定位是否合理將直接影響到熱計量供熱系統(tǒng)的落實。熱價應根據(jù)熱力公司的經(jīng)營成本和收益率來計算，而由于熱水鍋爐供暖系統(tǒng)的低效率、運行調(diào)節(jié)不合理而造成的熱價偏高部分必須由熱力公司承擔。此外，現(xiàn)在正處于體制變革的過渡階段，采暖欠費現(xiàn)象也相當嚴重。這必將使本來就虧損的各熱力公司雪上加霜。針對這些問題，我們對天津市的部分熱力站進行了調(diào)研，并根據(jù)一些熱力站的實際運行狀況和技術(shù)改造經(jīng)驗對天津市熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的節(jié)能潛力作了初步估算。

　　天津的熱水鍋爐供熱系統(tǒng)大部分沒有合理的運行調(diào)節(jié)手段，司爐工普遍“看天燒火”，運行管理方面比較落后。但也有一些熱力站對熱水鍋爐供熱系統(tǒng)進行了合理的技術(shù)改造，運行中采用了質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)技術(shù)，并收到了很好的效果。位于南開區(qū)的西湖村鍋爐供熱站于1992年投資22萬元改進了原有的熱水鍋爐供熱系統(tǒng)，對3臺20t/h的熱水鍋爐應用微機自動控制燃燒狀態(tài)，并結(jié)合自身情況，針對供熱系統(tǒng)設(shè)計值與實際運行值不相符合的問題，引入相對熱指標比（建筑物的實際熱指標與設(shè)計熱指標的比值）和相對水流量比（系統(tǒng)水泵的實際流量與設(shè)計流量的比值）對質(zhì)調(diào)節(jié)理論計算公式進行修正的基礎(chǔ)上，對供熱系統(tǒng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)，根據(jù)室外氣象條件確定供水溫度和調(diào)節(jié)時間標準，實行24小時連續(xù)供暖。通過質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)改造項目，西湖村供熱站在92-93年供暖期的供暖合格率達到了99%.經(jīng)過技術(shù)測試，鍋爐運行效率由原來的62%提高到了70%，鍋爐運行出力由9兆瓦提高到13兆瓦，當年節(jié)約燃煤3585噸，按當時的煤價每噸67元合24萬元，投資當年即收回。1997年，該熱力站又結(jié)合鍋爐的擴容改造，投資11.5萬元實施供熱系統(tǒng)量調(diào)節(jié)項目。鍋爐擴容為一臺40t/h、兩臺20t/h熱水鍋爐。量調(diào)節(jié)理論研究工作中，結(jié)合質(zhì)調(diào)節(jié)的成功經(jīng)驗，定義了相對流量比（水泵的設(shè)備水流量與供暖系統(tǒng)設(shè)計流量的比值），以解決選用設(shè)備與設(shè)計值存在的偏差對量調(diào)節(jié)計算公式的影響在鍋爐循環(huán)水泵上加裝了變頻調(diào)速器，對供熱管網(wǎng)供水實行量調(diào)節(jié)技術(shù)。經(jīng)過技術(shù)測試，用戶滿意率達到98%，循環(huán)水泵當年電耗比上一采暖季節(jié)省了19.6萬度，而單方煤耗則與上一采暖季持平，節(jié)電效益為11.2萬元，靜態(tài)投資回收期約為一年。河北區(qū)第十一供熱站鍋爐房裝備有兩臺相同型號的20t/h熱水鍋爐，擔負的供熱面積為28萬平方米。1996年河北區(qū)供熱辦對該鍋爐房進行了技術(shù)改造，拆除了原有鼓、引風機采用的擋風板式風量調(diào)節(jié)閥和控制柜，代之以變頻調(diào)速控制柜，鼓風機和引風機的控制柜分別安裝45KVA和110KVA交流變頻調(diào)速控制器各一臺。系統(tǒng)改造后的變頻調(diào)速鼓、引風機于1996年投入使用，待供熱系統(tǒng)的面積和其他因素都趨于穩(wěn)定后，于1997年2~3月間對采用變頻調(diào)速控制風量的1號鍋爐與采用風閥控制的2號鍋爐的耗電情況作了對比實驗。該實驗是在供熱面積和其它條件均不變，室外氣溫也基本不變，采用隔日開停1、2號鍋爐，即只改變風量控制方式條件下進行的。經(jīng)過技術(shù)測試，采用變頻調(diào)速控制與風閥控制相比，每日（按24小時運行計）平均節(jié)電量為1761.5KWh，節(jié)電率達到57.8%.采暖季按120天計算，則每個采暖季可節(jié)電1761.5Xl20=211380KWh，合12萬元。該項目投資共計20萬元左右，靜態(tài)投資回收期為20/12=1.6年。

　　天津市目前集中供熱熱化率為47%，計劃到2002年熱化率將達到70%，這樣全市的集中供熱面積將達到5300多萬平米，如果所有熱水鍋爐供熱系統(tǒng)均做相應的技術(shù)改造，采用一定的供熱調(diào)節(jié)方式對系統(tǒng)進行合理的運行調(diào)節(jié)，帶來的經(jīng)濟效益將是相當可觀的。以下是按照上述兩個供熱站的改造經(jīng)驗對天津市熱水鍋爐供熱系統(tǒng)改造節(jié)能潛力的大致估算。（估算中近似按照每噸位熱水鍋爐擔負1萬平米的供熱面積來計算）鼓、引風機采用變頻調(diào)速控制技術(shù)鍋爐單位噸位每個采暖季節(jié)電則天津市5300萬平方米供熱面積每個采暖季可實現(xiàn)節(jié)電采用集中質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)鍋爐單位噸位每個采暖季節(jié)煤則天津市5300萬平米供熱面積每個采暖季可實現(xiàn)節(jié)煤噸/年折合人民幣4000X5300=2120萬元/年。

　　采用集中量調(diào)節(jié)技術(shù)鍋爐單位噸位每個采暖季節(jié)煤鍋爐單位噸位每個采暖季節(jié)電則5300萬平米供熱面積每個采暖季可實現(xiàn)節(jié)煤可實現(xiàn)節(jié)電兩項合計人民幣如果將鼓、引風機變頻調(diào)速技術(shù)與熱水鍋爐供熱系統(tǒng)管網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)技術(shù)相結(jié)合，天津市每年可實現(xiàn)節(jié)電5602萬KWh/年，節(jié)煤316940噸/年，可以從中獲益5300萬元/年；鼓、引風機變頻調(diào)速技術(shù)與熱水鍋爐供熱系統(tǒng)管網(wǎng)量調(diào)節(jié)技術(shù)相結(jié)合，天津市每年可實現(xiàn)節(jié)電6901萬KWh/年，節(jié)煤316940噸/年，可以獲益6042萬元/年。另外，在節(jié)煤、節(jié)電的同時，對熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的技術(shù)改造還會帶來一定的社會效益和環(huán)境效益。此外，還可以將變頻調(diào)速技術(shù)應用于鍋爐定壓補給水泵、鍋爐爐排轉(zhuǎn)速的控制上，實現(xiàn)熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的全面節(jié)能。

　　從以上的大致估算可以看到，熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的節(jié)能潛力是巨大的，帶來的經(jīng)濟效益是可觀的。然而有些熱力公司對技術(shù)改造投入和回報率估計不足，不做可行性研究，主觀的認為技術(shù)改造賠錢而放棄了對熱水鍋爐供暖系統(tǒng)的改進。這與原有的計劃經(jīng)濟體制也有一定的關(guān)系。但通過以上的技術(shù)經(jīng)濟分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，技術(shù)改造的投資一般在一到兩年即可收回，而同時帶來的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益也是相當顯著的。隨著我國經(jīng)濟體制改革的進行，供熱系統(tǒng)和收費制度改革的推進，熱力公司一定會逐步認識到技術(shù)改造的重要性和必要性，采取相應的措施完成對熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的改進。同時，有關(guān)的政府職能部門也應該認識到對熱水鍋爐供熱系統(tǒng)進行技術(shù)改造的必要性，發(fā)揮其自身的引導和監(jiān)督作用，制訂相應的政策和技術(shù)標準，組織有關(guān)方面編制熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的標準圖集，推動鍋爐供熱系統(tǒng)的不斷改進，完善供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)整個供熱系統(tǒng)的節(jié)能，早日實現(xiàn)我國建筑節(jié)能50%的目標，逐步縮小與發(fā)達國家的差距。