| 加入桌面 | 手機版
           
當前位置: 首頁 » 資訊 » 技術應用 » 正文

熱力公司如何對換熱站進行整合改造及效益分析

放大字體  縮小字體 發布日期:2012-11-08  瀏覽次數:231
  近幾年各個供暖企業為自身的成本節約及減少污染物排放方面,在做諸多供暖系統的技術改造。本文以渤海石油水電服務公司對東沽石油新村七座換熱站進行了整合技術改造為例,淺談一下如何對換熱站進行整合改造,及改造后為企業帶來可觀的節能效益及社會效益。
  1 引言
  渤海石油水電公司為貫徹中國海洋石油總公司節能減排的總體精神,對東沽片區的七座供暖換熱站(一號換熱站、二號換熱站、四號換熱站、五號換熱站、六號換熱站、七號換熱站、藍苑換熱站)進行整合技術改造,共分二期進行,第一期2008年實施,第二期2009年實施,最終形成了兩座換熱站。將東沽石油新村80%的供暖負荷整合至供暖熱源(鍋爐房)附近,即二號換熱站與鍋爐房合并成為東沽供熱中心;余下20%的供暖負荷通過對原有六號換熱站進行調整,形成局部換熱中心,實現東沽石油新村供暖的經濟高效運行。
  2 改造原因
  渤海石油東沽石油新村家屬區、工業區從1970年開始逐步建設,其配套供暖設施和管網也分片逐年建成,截止到2007年,東沽石油新村共有六個家屬小區及24家工業單位。一座蒸汽鍋爐房(2臺燃油蒸汽鍋爐,每臺20t/h),一座熱水鍋爐房(2臺熱水鍋爐,每臺14MW/h),三口地熱井(每口90t/h),七個換熱站分片供暖,民用及工業供暖面積約68萬平方米。由于歷史原因造成了東沽家屬區供暖生產存在以下弊端:
 (1)半數以上的供熱站采用蒸汽換熱,致使一次蒸汽輸送距離較長、熱能損失過大、熱效率低,導致鍋爐房燃油消耗高。
 (2)因一次蒸汽熱源輸送距離長,每年出現跑、冒、滴、漏現象較多,管網維護費用較高。
 (3)片區供暖換熱環節較多,換熱效率低,供暖運行經濟性不高,且換熱站設備較多,每年的維護、維修成本較高。
 (4)換熱環節多造成冬季值守運行網點多,每個換熱站“四班三運行”至少需要4人/站×7個站=28人,人力投入大。
 (5)民用和工業用戶混合供暖,不利于針對這兩種用戶的不同需要進行供暖運行經濟調節。
 (6)換熱站與鍋爐房分散設置,不利進行運行的集中統籌調節。
  3 改造應用主要措施
  3.1 通過理論計算,確定二次熱源管網的管徑及整合后的換熱站設備選型。
  3.1.1 二次熱源水管徑確定
  因為是改造項目,各片區管網已經成型,考慮到節省投資,只拆除一次熱源至換熱站的管線,新建二次熱源管線與各片區二次供、回水管線進行勾連。
  首先根據各片區的供暖面積,采用面積熱指標法,考慮到東沽石油新村建筑物多為老建筑,保溫效果較差,我們選擇建筑物面積熱指標為60W/㎡。根據下列公式計算各片區的供暖負荷:
  Q=q×F
  式中Q—供暖設計熱負荷,W;
  q—面積熱指標,W/m2;
  F—供暖面積,m2。
  計算出各片區的供暖負荷后,根據下列公式計算各片區二次熱源水流量:
  G=Q/c(tg-th)×S3600
  式中Q—供暖系統的計算熱負荷;
  S—漏損系數,S值一般可取1.05;
  C—水的質量比熱,C=4187J/kg·℃;
  tg、th—網路的計算供、回水溫度,即在室外計算溫度時的網路供、回水溫度。
  根據供回水溫度,計算出每個片區的供出流量。按照供出流量,查熱水網路水力計算表,在此需要考慮平均比摩阻,需選定一個經濟比摩阻在30~80Pa/m對應的管徑。
  3.1.2 循環泵選擇
  各片區二次水計算流量之和即為網路循環泵的流量。循環泵的揚程不應小于熱源內部系統的流動阻力,供、回水干管的流動阻力以及最不利用戶的內部系統的壓力降之和。循環水泵的臺數應根據供熱系統的規模和運行調節方式確定,一般不少于2臺。
  3.1.3 補水泵的選擇
  因為是閉式熱水供熱系統,正常的補水水量取決于熱水供熱系統的漏泄水量。在正常情況下一般不超過總水容量的1%。但在選擇補水泵時,泵流量除應滿足上述熱水系統的正常補給水量外,還應考慮發生事故時增加的補給水量,通常不小于正常補給水量的4倍。
  補水泵的揚程由下式確定:
  H=Hb+Hxs+Hys-9.8×103h pa
  式中:Hb—系統補水點的壓力值,它的數值通過對熱水供熱系統水壓圖的分析確定;
  Hxs—補水泵吸水管路的阻力損失,Pa;
  Hys—補水泵壓水管中的阻力損失,Pa;
  h—補水水罐最低水位高出系統補水點的高度,m。
  3.1.4 換熱器的選擇
  首先確定根據熱媒將熱量傳給被加熱水所需要的換熱面積,按下式計算:
  F=Q/Kk△Tp
  Q—被加熱水的換熱量,kJ/h;
  K—換熱器的傳熱系數,kJ/m2h℃;
  k—污垢系數,一般取0.8~0.9;
  △Tp—加熱與被加熱流體間的平均溫差,℃。
  根據所需的換熱面積,確定換熱器臺數。
  3.2 為了節約改造投資,合理利用原有設備
本著盡量利用現有設備、設施和管網以較少的改造投資實現改造目的,兩次整合改造共利用原有補水泵5臺、循環泵9臺,板式換熱器11臺。
  3.3 縮短一次熱源管線長度,減少一次熱源的熱能損失
  在供熱系統中,水作為熱媒較蒸汽熱能利用效率高。由于在熱水系統中沒有凝結水和蒸汽泄漏以及二次蒸汽的熱損失,因而效率較高,且水的比熱大,在水力工況和熱力工況短時間內失調時不會顯著引起供熱狀況的波動,又可以按質調節方法進行調節?紤]上述原因,我們將東沽供暖換熱的80%份額整合至鍋爐房內,整合為中心換熱站,使供暖熱源供應和換熱兩個環節最大程度地實現“零”距離設置,減少兩者間的熱能損失,便于供暖的集中統籌調節,同時利用鍋爐司爐工兼職換熱站運行,大幅度減少換熱站值班人員。
  3.4 工業與民用供暖系統分離,使熱源合理調配
  改造前工業與民用供暖混供,因供暖時段不同,致使熱源很難統一調配。
通過改造實現東沽片區的民用和工業供暖系統的基本分離,使供暖運行可以根據民用和工業負荷的不同需要(工作時間工業采暖需求大,非工作時間民用采暖需求大)進行經濟調節。
  3.5 統一采用板式換熱器
  整合前,半數以上的換熱站采用管殼式換熱器,部分采用板式換熱器?紤]到板式換熱器傳熱系數高,只需管殼式換熱器面積的1/4~1/2即可達到同樣的換熱效果,且阻力損失小等優勢,所以此次改造淘汰了管殼式換熱器,將原來換熱站舊的板式換熱器擇優進行翻修繼續使用。
  3.6 地熱資源集中調配
  原有三口地熱井分別用于供暖及補水,在用水量供大于求時造成了地熱能源的極大浪費。整合后在換熱站旁利用原有的一座儲水池,利用遠傳系統將地熱井水集中輸送到儲水池中,進行集中調配使用。
4 項目實施后的經濟效益與社會效益
  4.1 經濟效益
  4.1.1 節約鍋爐燃油費約:1000噸/年×3600元/噸(10年渣油單價)=360萬元/年
節約原因:
 (1)提高了換熱效率;
 (2)民用和工業負荷按工作時間和非工作時間分時段進行經濟調節。
  4.1.2 節約換熱站維修成本約:20萬元/年
  說明:經改造取消的五座換熱站每年房屋、設備及設施的維護維修成本平均約20萬元。
  4.1.3 節約用電約:15.4萬度/年×1.00元/度=15.4萬元/年。
  說明:通過改造提高了換熱循環泵的工作效率,節約水泵用電。
  4.1.4 節約人員成本約:8人×12萬/年·人=96萬元/年。
  4.2 社會效益
  減少鍋爐煙氣中二氧化硫排放3.4噸/年、二氧化碳排放320噸/年、氮氧化物排放3.8噸/年、煙塵排放4噸/年。(上述數據根據天津市塘沽環境保護監測站的《監測報告》(塘環監字[2008]第141號)的數據及相關運行記錄推算得出)。
  結束語:通過此次換熱站整合技術改造項目可以看出,換熱站整合在響應國家節能減排政策的同時,對于供暖企業來說其經濟效益及社會效益是可觀的。隨著國家“十二五”節能減排綜合性工作方案的下達,各個供暖企業的節能減排力度也在逐步加大,特別是像東沽石油新村片區的供暖情況的供暖企業也正在抓緊進行技術改造。本文是筆者對于換熱站整合技術改造的實踐和總結,希望能給其他供暖企業帶來借鑒意義。文中的觀點和提法可能難免不妥,懇請專家斧正。--渤海石油水電服務公司 孫立生
  參考文獻:
 [1]供熱工程 第二版 機械工業出版社,2009-6-25
 [2]換熱器設計技術 作者:(美)Ramesh K.Shah 機械工業出版社,2010-4-1,版次:1-1
 
 
[ 資訊搜索 ]  [ ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 關閉窗口 ]

 

 
推薦圖文
推薦資訊
點擊排行
 
 
網站服務熱線:010-56350733 合作電話:010-56350733 媒體聯系:QQ 769209918 Email: gongre360@163.com(征稿)
北京中興聚源科技有限公司  點擊這里給我發消息  | 京ICP備09007515號-4 | 京公網安備11010802011511號
購物車(0)    站內信(0)     新對話(0)
美眉的比比图片