第二节 工业锅炉供热节能
一、工业锅炉供热系统的构成
工业锅炉供热系统由热源、热网和热用户三大部分构成:热源是提供热用户所需的蒸汽或热水的工业锅炉房(或热电厂);热网是由蒸汽管网(或热水管网)组成的载热体输配系统;由生产、生活与建筑物采暖空调等用热系统和设备组成的热用户系统,总称为热用户。
供热系统的能源利用率等于锅炉热效率、管网热效率和用热设备热效率的乘积。锅炉耗能的大小不仅决定于本身热效率的高低,还决定于用热系统的能源利用率。节省工业锅炉耗能必须从锅炉、管网和用热设备三方面系统考虑。
锅炉的能量转换由三个过程组成:燃料燃烧的放热过程;烟气向汽、水的传热过程;水和蒸汽的吸热过程。实际工作中它们既是串联工作,又有并联运行,过程进行中互相推动又互相制约。锅炉热效率(即能量转换程度)取决于燃烧效率、传热效果和吸热能力。要提高工业锅炉热效率,就要使这三个过程都得到强化,这是分析问题的基点,应贯穿于锅炉设计制造、选型使用、维修保养全过程。
管网热效率除了管网散热损失和流体泄漏损失外,还应考虑介质输送过程中流动压降和流量调配不当造成流动失调的损失。
二、供热系统节能潜力分析
工业锅炉现实节能潜力分析,就是用反平衡法,用实际运行或试验数据,对比分析各项热损失与设计指标或先进运行指标相比的差距,从这种差距判断现实静态节能潜力的大小,并找出具体原因,采用合适的技术措施减少热损失,提高锅炉热效率,达到挖掘节能潜力的目的。
用理论节能潜力分析法,得出满足同样的负荷条件下,热电联产供热比工业锅炉房供热更能节约能源,用热电联产替代工业锅炉房是一种现实动态节能潜力。具体到某一项目到底能不能替代,必须通过现实动态分析,从技术、经济、资源、环境、法律法规、现实管理水平以及社会可接受程度等多方面进行全面综合分析(即可行性研究)确定。
供热系统节能潜力分析法是全面质量管理在能源管理上的运用,它将复杂的系统分解为若干个相对独立的影响因素,在分别考察这些因素的基础上,再综合分析各因素之间的相互关系和各因素对整个系统的影响,从而确立提高系统整体效率的关键对策。
三、技术节能与管理节能
工业锅炉供热节能途径可分为技术节能和管理节能。
技术节能包括:发展能源科学技术,开发新能源,合理、深度、循环利用能源资源,改革工艺流程,改造更新能源设备,改进设备维护和运行操作技术,提高设备自动化水平等。
管理节能是以能源的科学管理求节能。能源科学管理,从国家层面看包括:按照科学发展观制定能源政策和产业政策,综合运用法律法规、税收信贷、政府投资、技术标准、宣传教育、行政监管等手段,对各种能源的资源配置、生产、运输、贮存、转化、消费实施全过程科学管理;从能源用户层面看包括:科学规划选择用能系统,制定科学的能源管理制度,对能源管理和使用人员进行科学用能培训及考核,对能源设备选型、购置、安装、验收,既有设备改造、使用维护和能源物资的采购、运输、储存、使用进行全过程科学管理,以保证能源的充分有效利用。
目前我国供热系统以燃煤工业锅炉热源厂为主,燃煤工业锅炉供热系统煤耗约占全国总煤耗量的1/5,锅炉平均运行热效率仅60%~65%,输配热网热损失达4%~10%;凝结水回收利用率低;锅炉水处理设施不尽科学完善;供热系统自动控制与检测水平低;操作、维护和管理水平低,供热系统能源利用效率仅约35%,现实节能潜力巨大。就当前我国实际现状而言,管理节能比技术节能潜力更大,供热系统节能又比能源设备节能潜力大。
四、工业锅炉供热技术节能领域
①锅炉及附属设备选型与锅炉房设计节能技术;
②锅炉及附属设备改造节能技术;
③锅炉经济运行节能措施;
④锅炉房余热回收节能技术;
⑤热媒输配节能技术;
⑥凝结水回收利用节能技术;
⑦典型用热工艺与设备节能技术。