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多種供暖方式對比及各供熱環節能耗分析

發布時間:2020-04-08 10:00 人氣:
城市建設發展越來越重視環保,尤其是我國北方供熱供暖的城市,冬季環境會受到很大的影響,為此,需要注重能源供應結構的優化,同時對我國供暖供熱的計量收費標準進行改革,以便我國的供熱供暖方式能夠更加的多元化。現階段,我國選擇使用的供熱供暖方式,不夠合理,也沒有充分的考慮都其適用條件,這也是能耗量比較大的重要原因之一。
  一、各供熱環節能耗
  我國由於氣候原因,冬季必須要進行供暖供熱,尤其是北方地區,供熱供暖的方式有很多種,每一種的耗能情況都不同,而且每一個供熱環節也有不同的能耗,如果能夠掌握這一規律,對供熱供暖節能將有積極的意義。供暖供熱係統主要是利用轉換能力來達到供暖供熱的目的,其各環節能耗情況如下:
  1、建築散熱
  圍護結構傳熱以及通風喚氣,是現代建築散熱重要的構成部分,盡管建築建設的年代有差異,但是通過計算,建築物的圍護結構的散熱量與通風換熱的散熱量幾乎相同,而且這兩者的散熱量與建築保溫程度也相同。通過實地的測算發現,近期建設的建築物,其建築節能標準已經達到了25W m²,還有很多建築的能耗水平已經達到了20wm²,這非常值得一提。實際測算中還發現,供熱供暖的差異的確會影響建築物實際能耗水平的高低,盡管建築物的年代不同,會影響到建築的保溫水平,但是這種差異並不大,如果再不考慮管網熱損失因素,相比計較而言,集中供熱的耗能量更大。
  2、不均勻熱損失
  如果建築物選擇的供熱方式是集中供熱,則其存在的最大問題就是不均勻熱損失,換言之就是供熱失調。即便兩棟建築物是同一個供熱係統,但是兩者的能耗也有很大的差別,即使建築布局、散熱器都相同,這種情況依然存在。之所以會出現這種不均勻熱損失,主要是因為集中供熱管網沒有進行有效調節,也有可能是因為初調節工作沒有做好。不均勻熱損失的存在,使得建築物中有很多的不利用戶,供熱係統為了使得不利用戶也有足夠的熱量,就需要極大供熱量,但是因為調節手段不佳,或者沒有有效的激勵機製,這使得室內過熱的用戶隻能通過開窗將熱量釋放出去,這就會導致建築物的實際散熱量明顯的提高,此外,管網調節沒有做到均勻,也是導致不均勻熱損失的重要原因,無論是室內管網,還是室外管網都會引起這種情況。通過調查顯示,室外管網調節無效是產生建築物不均勻熱損失的最重要原因,其損失的程度要高於管網的直接損失。就目前的技術水平而言,難以使室外管網做到以有效調節。
  3、管網熱損失
  室內管網,管網布置在室內,其散發的熱量也用於加熱建築,因此不形成直接的熱損失。樓內管網一般與室外管網直連,其由於漏水造成的熱損失與室外管網一並考慮。
  室外管網,保溫熱損失是管網熱損失的主要部分。同時,不同的管網熱損失差別很大,這與管網敷設方式、建造年代、保溫水平、管網規模、供回水溫度和維護水平等都有關。一般室外管網熱損失為3~5Wm²。
  高溫熱力管網,與室外管網相比,其長度並不大,但保溫水平和管理水平遠高於室外管網,因此熱損失較小。
  目前北京城市熱網熱源供水溫度與大多數熱力站處測出的供水溫度之差均小於2℃,回水幹管溫差應更小些,則總損失溫差在3℃左右。目前供熱高峰期供回水溫差約為65℃,因此城市高溫熱力管網熱損失不超過輸送熱量的5%,約為2Wm²。
  泵耗,管網除保溫熱損失和漏水熱損失外,還有循環水泵的電耗。根據調研數據,室外管網供暖期的平均耗電量為3.7kWhm2,範圍為2.3~5.0kWhm²。
  二、熱源供熱效率
  1、燃煤鍋爐
  依規模不同,鍋爐效率有很大差別。由於煤是固體燃料,以接觸式表麵燃燒為主,燃燒的完全性受爐膛溫度的影響,鍋爐容量越小平均爐膛溫度越低,燃燒越不完全,因此鍋爐效率與鍋爐的噸位、燃燒方式和供熱介質溫度有關,同時鍋爐的運行管理水平對鍋爐的效率有較大的影響。一般大型鍋爐房的管理水平較高,鍋爐的熱效率相應較高。煤在運輸和儲藏過程中有一定的損失,因此鍋爐房實際供熱效率要小於鍋爐效率。根據在某地區的測試統計,燃煤鍋爐房供熱效率為55%~75%。
  2、天然氣鍋爐
  無論規模大小,鍋爐效率一般差別不大,。由於天然氣是空間燃燒,鍋爐效率主要與受熱麵大小、供熱介質的溫度和換熱強化等因素有關。由於天然氣鍋爐不產生灰分,受熱麵布置不考慮灰堵和清灰問題,可以采用波紋管和旋流片等強化傳熱方式,所以鍋爐的熱效率高,熱水鍋爐一般都在90%左右。由於爐膛燃燒溫度低,排煙溫度較低。
  3、天然氣熱電聯產
  天然氣熱電聯產可實現天然氣梯級利用,提高天然氣利用的經濟性,平衡電力供應的峰穀差。對於天然氣聯合循環熱電聯產方式,在設計工況下,當發電效率為40%,供熱效率為42%時,與目前發電效率55%的聯合循環電廠相比,每發出1kW電力,多消耗燃料0.7kW,但多產生熱量約1.05kW,從這個意義上講,相應的折算供熱效率約為150%。
  天然氣熱電聯產相對於熱電分產,一般情況下是節能的,但節能效果不如燃煤熱電聯產顯著。對天然氣熱電聯產效率的評價是與天然氣鍋爐和天然氣發電廠效率相比而言的。而天然氣鍋爐的效率一般都在90%左右,天然氣純發電的效率也很容易超過50%,這兩種係統的效率都非常高。雖然天然氣熱電聯供實現了能量的梯級利用,但是,對燃氣輪機而言,由於過剩空氣係數較大,在相同的排煙溫度下,其總效率要明顯低於天然氣鍋爐。對於內燃機,雖然過剩空氣係數對效率的影響不如天然氣輪機那麽明顯,但是如果低溫冷卻水不能得到利用,總效率也會明顯低於鍋爐。一般地,天然氣熱電聯產的總效率在80%左右,而在部分負荷情況下,特別是當熱電負荷不匹配時,其總效率會更低。鑒於以上原因,天然氣熱電聯產的節能效果應慎重看待。
  三、結語
綜上所述,可知對多種供熱供暖方式的能耗進行分析是十分必要,因為在能源資源短缺的情況下,如果能選擇出一種比較合適的供熱供暖方式,能夠大大節約能源資源,因為有些建築物的建設的時間比較久遠,因此選擇的供熱方式比較傳統,針對這種情況,有關部門應該組織相關人員,對其供暖方式進行改造,以便能夠最大程度的減少能源損失,同時也能夠滿足人們的供熱供暖需求。
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