热力系统节能措施探析

2017-03-05王祖恺烟台市节能监察支队山东烟台264003

化工管理 2017年1期

王祖恺(烟台市节能监察支队，山东烟台 264003)

热力系统节能措施探析

王祖恺(烟台市节能监察支队，山东烟台 264003)

热力系统一般由生产蒸汽或热水的锅炉、热力管网和用热设备构成，热力系统总能源利用率由锅炉热效率、管网热效率和用热设备热效率共同决定。热力系统节能应当综合考虑锅炉、管网和用热设备等诸多因素，在开展热平衡、改进管网和用热设备基础上，提出锅炉容量和热效率的改造方案。

热力系统；节能措施

1 蒸汽利用

蒸汽品质参数包括压力和温度。实行蒸汽高效利用，应科学选定蒸汽压力温度。驱动动力装置适宜选用高压过热蒸汽；工艺热交换适宜选用低压饱和蒸汽。一般情况下，不得将高压蒸汽直接减压为低压蒸汽使用，压降要求较大的，应采取首先利用作功的方式对其实行梯级利用。生产和应用过程中，应尽量减少蒸汽排空现象。应严格控制蒸汽锅炉排污量，并采取措施，对排污热量进行回收利用。一般锅炉的排污量控制在总水量的5%以内(工业锅炉的排污率每增大1%，燃料的消耗量就增加0.3%)。

2 管道保温

蒸汽管道、热水管道及各种用热设备都会向周围空气散失热量，因此对汽、水输送管道进行保温十分重要。保温材料一般选用膨胀珍珠岩、碱玻璃纤维、泡沫塑料、石棉和矿渣棉等，保温材料应当具备以下特点：

①导热系数低、绝热性能好。保温材料在平均温度298K时，热导率值不大于0.08W/(m.K)。②管内介质达到最高温度时，保温材料仍要保持良好的机械性能，且性能稳定，其抗压强度一般不低于0.3MPa。③热介质温度80℃以上时，保温材料不可含有有机物， 120℃以上时，保温材料不应含有可燃物。④保温材料吸湿性小，对管壁无腐蚀，易于制造成型，便于安装。

保温层的厚度设定一般按照以下原则：一是保证管道的热损控制在规定的范围内，尽可能减少不必要的热损；二是控制保温层的表面温度，如果保温层表面温度超过50℃就说明保温层的厚度不够；三是合理计算保温层的经济费用。

3 热水供热

除了工艺要求必须使用蒸汽以外，对于供暖、通风、清洗和生活等应采用热水供热。热水供热主要有以下优点：

①热水供热没有凝结水和二次蒸发损失，燃料节约率约20%～40%；蒸汽供热管道存在漏汽隐患，而热水供热输送散热损失小；蒸汽锅炉需要连续和定期排污，而热水锅炉只需少量的定期排污；热水供热可根据室外温度变化，灵活调节热水温度，实现节约燃料并保证供热质量目的。②热水供热维修费用比蒸汽供热低。一般为蒸汽供热系统的1/3左右，维修人员可相应地减少一半。③热水供热的范围比蒸汽供热的范围要大。热水供热可以达到几十公里，而蒸汽供热基于管道阻力等因素的限制，只能达到十几公里。④高温水供热适合于区域性集中供热，节能且环保。另外，热水锅炉热效率高，热水供热经济效益好，也是热水供热的显著优势之一。

热水供热也存在不足，主要表现在以下方面：一是热水供热外部管网投资比蒸汽供热高，特别是供水和回水的温差不大时更为显著；二是热水供热循环泵的运行能耗比较大，运行费用相比要高；三是热水供热对使用对象的要求比较高，以高层供热为例，由于高层楼层较高，热水基于压力差需要借助增压设施提高热水的循环，这样必然增加热水供热的设计和运行费用，提高经济成本。

4 热电联产

采用热电联产方式，将汽轮机的排汽或抽汽用于供热，可显著降低汽轮机的排汽损失，提高热能利用率。对凝汽式机组，采用冷凝器低真空运行或在汽轮机高低压缸连通管上打孔抽汽的办法供热，节能效果十分显著。与分散的小型工业锅炉相比，由于锅炉热效率提高，在保证供热质量的前提下，利用热电联产，可获得额外的电能。

5 余压发电

由于印染、制糖以及化工等行业对于用汽的压力不高，可以基于供汽与用汽设备之间所存在的压差进行合理利用。首先将热源供给的高压蒸汽导入到背压汽轮机发电，然后将发电后产生的余热应用到这些行业的工艺生产中，这样既实现了发电功能，同时也满足了用汽需求。

6 高效换热器回收锅炉烟道余热

锅炉烟道热量一般会随着浓烟而浪费，高效换热器则是采用热流体互不接触的表面式换热，能够充分将锅炉烟道的余热进行回收，进而大大提高了锅炉的热效率。高效换热器可用作空气预热器、省煤器和热水器。空气预热器用来加热助燃空气，不仅可以降低排烟损失，而且其助燃效果更好,省煤器则可以通过加热锅炉给水的方式降低燃料的消耗。热水器则主要是用来加热工业生产过程中的热水，节能效果显著。

7 蒸汽蓄热器

蒸汽蓄热器是工业生产中的重要设备，可有效适应用汽量大幅波动的工况。当用汽量低于产生的蒸汽量时，多余的蒸汽就会进入到储水中，蓄热器内的压力就会上升，但是当用汽量大于蒸发量时，蓄热器的储水就会降低压力，进而导致储水出现沸腾，产生水蒸气，补充不断增加的用汽量，保证锅炉负荷不变。蓄热器适用于蒸汽输入压力较高，用汽部门压力需求不同，蒸汽管路配置需求多样，用汽负荷不均匀的工况下。