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供暖锅炉全面进行节能改造

更新时间:2013-09-28 16:48:25点击次数:1005次字号:T|T

  一、中国农业大学供暖现状与存在的问题

  中国农业大学分东西两校区,全校总供暖面积为120万平方米,其中,东校区为一个中心锅炉房,西校区分为家属区锅炉房和中心锅炉房。每年供暖所产生的费用3500万元,占我校能源费用的63%,为了节约能源,降低能源费用,我校对三个供暖锅炉房进行了供暖系统节能改造。

  改造前锅炉运行采用手动调节控制,未实施集中优化控制系统,锅炉运行效率低,且锅炉本体有一定散热损失;人工看天烧火,不能及时根据天气变化和室温变化调整系统负荷;锅炉的高温烟气直接排放到大气中,未得到回收利用;一次循环系统及各换热站系统内的循环水泵多台并联运行,整体运行效率低;一次管网存在水力失调现象;二次管网存在不同程度的水力失调,室温温差远近不一;管网中特殊性质的楼宇在不需供热阶段仍然按常规模式供热,不能调节,无效热损失大;不能完全实现系统供热的供需平衡、不能实现特殊楼宇的按需供热。在锅炉本体、循环水泵、管网三部分可通过节能技术改造挖掘一定的节能空间,实施节能降耗,降低运行成本,低碳运行。

  二、节能新技术的应用

  2009年8月(暑假期间),我们对锅炉房、换热站、管网、用户四部分整个系统统一考虑实施节能技术改造,实现系统综合节能和提高供热质量,系统改造总工期约两个月。现以东校区锅炉房为例对供暖系统改造进行阐述。

  中国农业大学东校区中心锅炉房,位于北京市海淀区清华东路17号,2001年煤改气后投入使用,担负着中国农业大学东校区577370平方米建筑的供暖任务,其中住宅、教学办公楼192521平方米,学生宿舍113516平方米,教工住宅247209平方米,其他24127平方米。

  东校区总热源由六台燃气承压热水锅炉提供,其中三台7MW(WNS7-1.0/115/70—YQ)为重庆锅炉总厂生产,三台10.5MW(WNS10.5—1.0/115/70—QT)为江苏双良锅炉公司生产。

  总体供热系统采用间接换热方式,下设10个换热站,换热器均为板式换热器。其中一次网配置循环水泵4台,功率为75KW,扬程32m,流量550m3/h.

  根据系统运行中出现的问题,在原来系统的基础上增加了如下8项技术改造内容:

  1、锅炉房内采用了计算机集中优化节能控制技术,通过计算机系统对锅炉及辅机设备进行监测控制、系统优化配比,并安装了锅炉比例调节仪,实现新老系统的双重安全保护,自动控制锅炉起停和对燃烧机大小火的控制;锅炉回水管道安装了电动蝶阀、系统管道安装了电动调节阀门,既减少锅炉本体散热损失,又提高了系统运行效率。采集了系统的温度/压力/流量等数据,实现了人机对话,替代人工操作的误差和滞后性造成的能耗损失,实现******化控制,并能协助提高管理水平,达到节约燃料目的。

  2、根据系统负荷变化增设了独特的环境气候补偿节能控制软件系统,根据设定数据结合室外温度变化、参考室内温度情况实施修正锅炉及系统出水温度,并设置了晴天/雪天/风天三种特殊运行模式,实现了供热系统总体的供需平衡,替代了人工看天烧火模糊调节所造成的能耗浪费。

  3、两台锅炉加装了烟气余热回收装置,通过对系统二次回水进行加热,提高二次系统的出水温度,提高了锅炉效率,同时降低了高温烟气的排放,烟温由原来130℃降低到了70℃左右,实现了节能减排双重效果。

  4、通过合理水力计算,对一次系统循环水泵进行了选型更换改造,由原来运行3用1备的模式(合计功率225Kw),改变为单台运行1用3备的模式(单台功率110Kw),同时加装了变频设备,根据锅炉运行台数和负荷变化调节水泵频率,实现了双重节电效果。同时,对其中的三个换热站内循环水泵也根据系统需要进行了水泵更换和加装了变频设备,进一步扩大了节电空间。水泵改造过程中更换了原系统六台补水泵,加装了变频设备,实现了变频恒压补水,提高了系统运行的稳定性。

  5、十个换热站内的一次系统加装了气候补偿控制系统(共12套自控软件和电动控制阀门),实现了一次水量的自动调节分配,解决了一次系统水力失调现象。同时,也根据室外温度变化时时调节二次系统的负荷,实现了供需平衡,节约热能损失浪费。并通过校园网络将各个换热站的运行温度、压力、流量等参数传输到锅炉房计算机系统内,实现了对系统总体的监控和能耗管理。

  6、对十个换热系统所辖区域内出现的管网水力失调问题,通过水力计算和分析,加装了自力式流量调节装置,进行管网水力的平衡调整。调整后,改善了系统的水力状况,使系统的水量和热量得到了合理分配,解决了远冷近热或部分楼宇冷热不均的现象,降低因补偿远端或不利端温度造成的能耗损失,室内温度达到北京市要求的供热标准(整体在18℃-20℃左右)。合理节约了热量,为各个换热站自行调节系统整体温度奠定了平衡基础。

  7、对室外管网中六栋办公、教学楼宇进行了分时分温的控制改造,根据各个楼宇的使用时间,通过设定时间段实施不同阶段不同温度的节能控制模式,减少夜间或节假日期间的能耗浪费,实现系统真正的按需供热,减少热量损失和不必要的浪费。并通过校园网络将各楼宇分时分温控制系统的电动阀门运行开度、供回水温度等相关参数传输到锅炉房计算机系统中,实现了远程监测控制暖沟内的电动阀门的运行,减少了人工调节的劳动强度,提高了效率。

  8、用户室内温度采集采用无线传感传输技术设备,采集了30个具有代表性的室内温度,时时采集传输到锅炉房计算机系统中,为锅炉运行人员提供整体供热参考,为水力平衡调节提供参考数据,大大缩短了整体供热的调节时间段,改善了以往靠回水温度调节滞后所带来的能耗浪费损失。

  三、改造前后能耗对比

  (一)、对比方法和基础数据

  为了使能耗对比更具有公平性、合理性,比较基于相同的供暖时间段,集中供热涉及的建筑物面积一致,且室内的环境温度满足国家相关标准,和实际供暖温度基本相同,采用“度日数”法进行比较;气象资料由北京市气象局提供;对比周期为:2008-2009年11月15日至3月16日供暖季与2009-2010年11月15日至3月16日供暖季。供暖面积及供暖水、电、气数据由中国农业大学节能办根据两个供暖季的运行记录统计提供。(见下表)

  表一免费下载:中国农大2008-2009和2009-2010供暖面积及供暖水、电、气数据对比

  (二)、综合节能率计算

  1、基准线能耗计算

  电能折标系数:1Kwh=0.35kgce(公斤标煤)

  天然气折标系数:1m3=1.214kgce(公斤标煤)

  1.0吨自来水折标系数:1吨=0.2429kgce(公斤标煤)

  由此可计算2008年-2009年供暖季的综合能源消耗

  E1=0.35×1898672+0.2429×7298+1.214×5337078=7145Tce(吨标煤)

  2、综合节能量计算

  由相关计算分析数据2009-2010年项目综合节能量为

  ΔE=0.35×578818+0.2429×2440+1.214×977528.75=1389Tce

  项目综合节能率为:φ=1389/7145=19%

  四、结论

  通过节能技术改造,管理人员操作方便,在锅炉房的电脑监控平台可操控各个换热站的水温度变化和个别楼宇的水温变化;调节一次网的系统平衡,使锅炉房运行管理提高了水平;水电气总体能耗水平与往年相同工况下比较得到大幅降低,总体能耗费用减少;采暖用户满意;节能设备投入使用稳定。综合节能率达到19%,节能效果明显。中国农业大学东校区中心锅炉房投入节能改造资金208万元,节约费用230万元。当年收回费用,并稍有盈余,这样的投资值得,同时也证明这项技术的科学性,实用性,值得推广。

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(编辑:longcaiphp)