第2章供暖系统节能技术.

contents此处添加内容此处添加内容此处添加内容此处添加内容1供暖计量与节能气候补偿与节能供暖系统节能改造凝结水回收利用与节能锅炉排污及烟气的回收利用与节能蓄热技术及其应用低温热水地板辐射供暖技术其他节能技术2384567三、供暖系统节能改造1.既有供暖系统分户热计量改造原则对原有供暖系统改造一般是指将传统的垂直单管顺流式系统改造为能进行热计量收费的采暖系统。选择热计量改造方案的原则是：1.技术可靠。热量计量系统应具有一定的运行可靠性和稳定性，热计量装置要满足一定的精度要求，并具有一定的使用寿命，尽量减少设备的维修量。2.以人为本。尽量减少给热用户带来不便，同时应该满足热用户的供热需求。3.经济效益。在使用年限内，必须保证分户计量后收益必须大于计量投资，即热用户通过分户计量所节约的费用大于热用户对热计量的投入。4.环境效益。采用分户计量后节约的能源，以及生产过程中所减小的环境污染应该和政府投入相适应。5.社会效益。根据社会经济发展水平和热用户收入水平来选择热计量方式，不能超过目前热用户和社会承担的能力，即不能急功近利。2.室内供暖系统分户热计量改造方案三、供暖系统节能改造7123546P-3P-19P-317125468(a)(b)图3-1分户计量垂直单管跨越式系统1.排气阀；2.截止阀；3.两通温控阀；4.蒸发式或电子式热分配表；5.散热器；6.流量阀；7.建筑物供暖引入口；8.三通温控阀把传统的垂直单管顺流式系统改为垂直单管跨越式供暖系统，就是在散热器的水平支管之间增设一个跨越管，在水平支管加两通温控阀（图3-1a）或在水平支管与跨越管上安装一个三通温控阀(图3-1b)，以控制流经散热器的流量。可在每组散热器上加蒸发式或电子式热分配表实现热量计量，同时室外热力入口设置热量总表，用来计量系统的总热量，然后按照室内显示比例收取热费。三、供暖系统节能改造当用户室内负荷发生变化时可以自动调节散热器的热水流量，满足用户所设定的室温。可在每组散热器上加蒸发式或电子式热分配表实现热量计量，同时室外热力入口设置热量总表，用来计量系统的总热量，然后按照室内显示比例收取热费。这种改造的优点是：对室内装修的影响小，改造的工程量小，用户容易接受。可根据需要通过温控阀调整散热器的流量，充分利用太阳辐射热量、人体散热量、炊事和照明等散热量，节能量可达15％～20％。特点三、供暖系统节能改造第一，确定进入散热器与旁通管流量分配，进流系数0.3左右调节性能最好。第二，确定跨越管的管径，对跨越管管径的选择有两种意见，一种认为应该比散热器支管管径小一号；另一种认为两者的管径应该保持一致。第三，散热器进出口温差大小应在10℃～15℃。第四，加旁通管后，散热量减小应在10％以内，超过10％以上，则应采取下列措施：1）是增加散热面积进行补偿；2）是调整进流系数；3）是增加立管流量（采取以上3种措施之一即可）。第五，垂直单管跨越式系统可以看作定流量系统，立管采用定流量阀（若考虑到同时调节的概率小，可以省去立管的定流量阀）。第六，入口加定压差阀，上供水加过滤器，根据温控阀和热量表的要求，确定是否上粗、细两个过滤器，保证水质。户内改造过程中应采取的改造措施三、供暖系统节能改造3.供暖系统热力站（或热力引入口）节能改造根据垂直单管跨越式系统户内调节的特点，站内运行可根据户内立管是否装自力式流量控制阀，热力站二次侧可分为两种运行方式：（1）当户内立管装自力式流量控制阀时，二次侧采用定流量运行的系统，一次侧采用变流量系统；（2）反之，当户内立管未安装自力式流量控制阀时，二次侧采用热力站控制进出口压差的系统，一次侧采用变流量系统。三、供暖系统节能改造一次网供水一次网回水室外气温测点气候补偿器二次网供水二次网回水1234AB图3-2热力站间接连接系统1.电动二通阀；2.换热器；3.电动三通阀；4.二次网循环水泵；（1）循环泵不调速的控制方案循环泵不调速的控制方案的热力站间接连接系统见图3-2，其控制原理为：通过调节一次网回水管上的电动二通阀1改变一次网进入换热器2的水流量，保证二次网A点的供水温度不变；气候补偿器根据室外温度和预设定的二次网供热调节曲线，调节电动三通阀3，改变二次网供水点B的温度，以满足用户需要。二次网是定流量系统，一次网是变流量系统。三、供暖系统节能改造图3-3变频水泵控制方案控制热力站进出口压差1.压力控制阀；2.电动二通阀；3.换热器；4.二次网循环水泵；5.压差控制器；6.压力控制阀压差控制阀1控制热力站一次网供回水之间的压差为定值，为电动二通阀2提供一个良好的工作环境；压差控制阀6控制二次网热用户供回水之间的压差为定值，避免热用户之间的干扰。工作时，气候补偿器根据室外空气温度的变化，按照预先设定的二次网供水温度调节曲线，通过电动二通阀2控制一次网进入换热器3的水流量，对二次网的供水温度进行调节；压差控制器5测量出热力站进出口实际压差，变频泵4根据热力站进出口实际压差信号，对系统的循环水量进行调节，控制热力站进出口压差为定值。（2）循环泵调速的控制方案三、供暖系统节能改造改造的关键在于两通恒温阀的添加和热量表的安装。由锅炉房供暖的垂直单管系统自身特点决定了其定流量特性，为了满足垂直单管系统用户要求，除在其热用户入口处加设自力式定流量阀外，外网适合按定流量调节。对小型直接连接系统，应采用根据室外温度，控制锅炉燃烧状况，改变供水温度的方式进行调节，实现节能；对间接连接系统，应利用气候补偿器，根据室外温度，通过一次网侧回水管上的阀门，控制二次网侧供水温度，实现一次水的变流量运行，同时，根据压差控制一次循环泵转速，实现节能运行。供暖系统节能改造的关键四、凝结水回收利用与节能1.凝结水回收利用的意义蒸汽在用热设备内放热凝结后，凝结水出用热设备，经疏水器、凝结水管道返回热源的管路及其设备组成的整个系统，称为凝结水回收系统。凝结水回收系统四、凝结水回收利用与节能在蒸汽供热系统中，用汽设备凝结水的回收是一项重要的节能、节水措施，可以达到如下效果：1.节约锅炉燃料。凝结水所具有的热量约占蒸汽热量的15%~30%，有效利用这部分热量，将会节约大量燃料。相对于不回收凝结水的系统，凝结水回收改造的节能潜力大于热力系统中的其他环节。2.节约工业用水。凝结水一般可以直接作为锅炉给水，可以大幅度节约工业用水，即使凝结水被污染，也有相应的水处理方法，经处理过的水仍然可以有效的加以利用。3.节约锅炉给水处理费用。由于凝结水可直接用于锅炉给水，因此可节约这部分水的软化处理费用。凝结水回收系统的意义四、凝结水回收利用与节能4.减轻大气污染。热量的回收可减少锅炉的燃料消耗量，燃料消耗量的减少也就减少烟尘和SO2的排放量，因此，减轻了对大气的污染。5.减轻噪声污染。若蒸汽疏水阀出口向大气排放，因排放凝结水而会产生很大的噪声。回收凝结水时，疏水阀的出口连接在回收管上，排放声音不易扩散到外部，可减轻噪声污染。6.改善现场环境。如果凝结水直接向大气排放，由于凝结水的再蒸发，会使工厂内热气弥漫，工作环境恶化，并给设备的维修和管理带来不良影响。实行凝结水回收后，消除了因排放凝结水而产生的热气，生产环境可以得到显著改善。7.提高表观锅炉效率。回收凝结水，可提高锅炉的给水温度，因此可提高表观锅炉效率。综上所述，锅炉凝结水的回收与利用是一项非常重要的工作，具有很大的节能潜力。四、凝结水回收利用与节能2.凝结水回收利用系统凝结水回收系统的分类凝结水回收系统开式凝结水回收系统闭式凝结水回收系统余压回水重力回水加压回水单相流两相流满管流（凝结水靠水泵动力或位能差充满整个管道截面呈有压流动的流动形式）非满管流（凝结水并不充满整个管道截面，靠管路坡度流动的流动方式）是否与大气相通凝结水流动的动力凝结水的流动方式四、凝结水回收利用与节能（1）非满管流的凝结水回收系统（低压自流式系统）如图4-1所示工厂内各车间的低压蒸汽供热的凝结水经疏水器2或不经疏水器，依靠重力，沿着坡向锅炉房凝结水箱的凝结水管道3，自流返回凝结水箱4。低压自流式凝结水回收系统只适用于供热面积小，地形坡向凝结水箱的场合，锅炉房应位于全厂最低处，其应用范围受到很大限制。图4-1低压自流式凝结水回收系统1.车间用热装置；2.疏水器；3.室外自流凝结水管；4.凝结水箱；5.排汽管；6.凝结水泵四、凝结水回收利用与节能（2）两相流的凝结水回收系统（余压回水系统）如图4-2所示，工厂内各车间的高压蒸汽供热的凝结水，经疏水器2后直接接到室外凝结水管网3，依靠疏水器后的背压将凝结水送回锅炉房或凝结水分站的凝结水箱4去。P2P1蒸汽612345SS凝结水余压回水方式的主要特点：凝结水管的管径较粗；但余压回水系统设备简单，根据疏水器的背压大小，系统作用半径一般500～1000m，并对地势起伏有较好的适应性。因此，余压回水系统是应用最广泛的一种凝结水回收方式，适用于全厂耗汽量较少、用汽点分散、用汽参数（压力）比较一致的蒸汽供热系统上。图4-2余压回水系统1.用汽设备；2.疏水器；3.两相流凝水管道；4.凝结水箱；5.排汽管；6.凝结水泵四、凝结水回收利用与节能（3）重力式满管流凝结水回收系统如图4-3所示，工厂中各车间用汽设备排除的凝结水，首先集中到一个承压的高位水箱4，在箱中排出二次蒸汽后，纯凝结水直接进入室外凝结水管网6。依靠高位水箱与锅炉房或凝结水分站的凝结水箱7顶部回形管之间的水位差，凝结水充满整个凝水管道流回凝结水箱。由于室外凝水管网不含二次蒸汽，选择的凝水管径小些。图4-3重力式满管流凝结水回收系统1.车间用热设备；2.疏水器；3.余压凝结水管道；4.高位水箱（或二次蒸发箱）；5.排气管；6.室外凝结管道；7.凝结水箱；8.凝结水泵四、凝结水回收利用与节能（4）闭式余压凝结水回收系统如图4-4，闭式余压凝结水回收系统与上述的余压回水系统无原则性区别，只是系统的凝结水箱必需是承压水箱4，并设置一个安全水封5使凝水系统与大气隔断。图4-4是一个集中利用二次汽的系统。室外凝水管道的凝水进入凝结水箱后，大量的二次汽和漏汽分离出来，可通过一个蒸汽-水加热器8，以利用二次汽和漏汽的热量。为使闭式凝结水箱在系统停止运行时，也能保持一定的压力，宜向凝结水箱通过压力调节器9进行补汽，补汽压力一般为5kPa。图4-4闭式余压凝结水回收系统1.车间用热设备；2.疏水器；3.余压凝水管；4.闭式凝结水箱；5.安全水封；6.凝结水泵；7.二次汽管道；8.利用二次汽的换热器；9.压力调节器四、凝结水回收利用与节能（5）闭式满管流凝结水回收系统如图4-5所示，车间生产工艺用汽设备1的凝结水集中送到各车间的二次蒸发箱3，二次蒸发箱内的凝结水经多级水封7引入室外凝水管网，靠多级水封与凝结水箱顶的回形管的水位差，使凝水返回凝结水箱9，凝结水箱应设置安全水封10，以保证凝水系统不与大气相通。P-104P1911867345P2蒸汽12P4≤5kPa10P3=20～40kPass凝结水12图4-5闭式满管流凝结水回收系统1.车间生产工艺用汽设备；2.疏水器；3.二次蒸发箱；4.安全阀；5.补汽的压力调节器；6.散热器；7.多级水封；8.室外凝水管道；9.闭式水箱；10.安全水封；11.凝结水泵；12.压力调节器四、凝结水回收利用与节能（6）加压回水系统如图4-6，对较大的蒸汽供热系统，如选择余压回水或靠闭式满管重力回水方式，要选择较粗的凝水管径，在经济上不合理，则可在一些用户处设置凝结水箱3，收集该用户或邻近用户流来的凝结水，然后用水泵4将凝结水输送回热源的总凝结水箱6。这种系统凝水流动工况呈满管流动，它可以是开式系统，也可以是闭式系统，取决于是否与大气相通。图4-6加压回水系统1.车间用热设备；2.疏水器；3.车间或凝结水泵分站内的凝结水箱；4.车间或凝结水泵分站内的凝结水泵；5.室外凝结水管道；6.热源总凝结水箱；7.凝结水泵四、凝结水回收利用与节能以上介绍的前三种凝结水回收系统，均属于开式凝结水回收系统。开式系统中的凝结水箱或高位水箱与大气相通。在系统运行期间，二次