供热系统节能改造案例

　　项目介绍

　　富华家园小区位于北京市朝阳区黄杉木，小区供暖面积约13.4万平方米。锅炉房内安装两台广州天鹿牌WNS4.2-1.0/95/70-QY型燃气热水锅炉，供暖系统为直供，分高低区。楼内均为上供下回形式，末端散热设备为散热器片。

　　经过实际考察、数据的收集整理以及对整个供暖系统分析诊断，整个小区供暖系统主要存在以下几个方面问题：

　　1．小区明显存在着冷热不均现象，存在水力失调；2．锅炉供热系统运行量化管理缺乏，供暖调节只能靠人工手动调节，司炉工凭感觉和经验烧锅炉，造成能源浪费；3．外管网各入楼阀门井的阀门维护差、腐蚀严重，调节性差，无温度计和压力表，不利于系统的水力平衡调节；4．排烟温度较高，一般在140—160℃左右；5．设计不合理，4.2MW出口管径和阀门为DN150，总供回水管经为DN250，锅炉房内阻力达30m水柱；6．循环水泵选型不合理，改造前配置三台循环泵，每台流量180m3/h、扬程50m、功率37kW，两用一备；7．系统失水严重，日均补水量超过20吨。

　　改造措施

　　1．安装具有气候补偿功能的控制系统

　　该控制系统可实现根据室外温度的变化和不同时间段的供水温度的气候补偿，在限定最低回水温度的同时，实现按需供热。通过供回水温差，调节水泵流量，保持20-23℃大温差，在此基础上进行质调节。（见图1）

　　2．变循环水泵单台运行并变频调节流量

　　将三台37kW循环水泵更换为两台45kW的屏蔽泵，流量320m3/h，扬程32m，功率45kW，一用一备，水泵效率提高。

　　安装变频控制系统，根据供暖初期、严寒期和末期所需热负荷的不同通过调整水泵工作频率来改变水泵的流量和扬程，分阶段的进行量调节，即采用基于量调节的质调节，节约电能；同时将补水泵改为变频控制。

　　3．系统管网改造及水力平衡

　　对系统进行水力核算，根据水力平衡计算和实际运行状态取得的数据，确定更换部分管段和安装平衡阀：在1#~6#楼、门楼、物业部各单元入口回水管路上安装手动平衡阀12个。

　　根据水力计算结果，先进行粗调，使各部分的实际流量接近理想流量。其次正常供暖后根据测温记录再对每户和户内每组的循环流量进行调节即微调，实现每户的供暖温度达到温度要求且楼与楼、户与户、室与室之间室温基本一致。从而避免能源的浪费，也节约了燃气。

　　将锅炉供回水管改为DN200、供回水总管改为DN300，去除阻力附件，锅炉房内阻力降为15m，系统总阻力28m左右。

　　在供回水管间安装旁通管，在运行一台锅炉时进行旁通。

　　4．加装烟气余热回收装置

　　由于锅炉排烟温度较高，一般在满负荷运行时排烟温度在140-160℃，安装烟气余热回收装置后，供暖回水的一部分先经过烟气余热回收装置吸收烟气的热量，再进锅炉进行加热，这样烟气排烟温度由150℃左右降到了80℃左右，水温提高5-8℃，充分利用了烟气的余热，节约了燃气，其在额定工况下热效率提高3%以上。

　　5．锅炉房安装能耗计量表及热计量表

　　（1）根据楼入口的数量、管径确定热计量表数量、规格，共安装9套；（2）锅炉房内每台锅炉供水管上安装管网表。

　　6．加装加药系统，利用变频定压，将开式系统变为闭式系统

　　系统在供暖季失水严重，存在系统的氧腐蚀。采用变频定压，在循环泵的供回管间加装加药装置，向系统进行添加防腐除垢、阻垢、防盗水药剂。
　改造成果

　　改造后节气率达15%，节电率达38%，节水率70%。（见表1）

　　供暖质量的提高，促进了小区收费率的提高，收费率由原来的75%左右提高到90%以上。

　　富华家园小区经过节能技术改造后，每个供暖季可节约天然气204441m3左右，约398659.95元,实际消耗天然气将降至每平米8.63m3左右；电可节约100000kWh左右，节约成本约73000元。

　　总节约能耗每年在47万元以上，初投资约为96．62万元，静态投资回收期为两年。

　　注：本文案例由北京华通热力集团提供。

　　专家点评

　　邱荣贵北京机械工程学会动力工程分会副主任

　　本文提出的节能技术改造方案，节能效果显著。

　　1.改造措施中：图1显示的内容不是很清楚，未能表达气候补偿动能和原理，建议补充修改；2.改造措施中：第三点中“安装手动平衡阀12个”可以改成“安装自动平衡阀12个”；3.在现有成效基础上，加大技术改造和强化责任管理（制度），进一步降低单耗。特别是采用供回水温度20-23℃——改造措施第一条“调节水泵流量，保持20-23℃大温差”，可以建议不断监测和总结。

　　李学忠 北京市均豪物业管理有限公司工程师

　　本案例是经过实际考察、数据整理以及对整个供暖系统分析诊断后，有针对性地提出的节能改造措施，效果显著，很有推广价值。

　　目前，加装气候补偿器、水泵变频、水力平衡、烟气余热回收装置以及锅炉集控系统是供热系统比较成熟的五项节能技术，具有显著的节能效益。

　　气候补偿器：当室外气温变化时，通过气候补偿器，可以增加或减少供热系统的供热量，实现了按需供热，节能率一般可以达到5%以上。

　　水泵变频技术：是实现用户需求导向供热方式的重要举措，当需求的热量多时，可通过提高流量和提高温差来实现。

　　烟气余热回收系统：通过烟气余热回收系统，在不影响锅炉本身热效率的前提下，再提高锅炉热效率3-8％，是一种投入最低、收益很大的改造工程。

　　锅炉集控系统：通过对整个供热系统参数的计算，得出理论锅炉负荷数值，再根据它调整锅炉的实际负荷以及锅炉开启数量，通过微机对锅炉实施集控，实现每台锅炉的自动、循环、定时运行。

　　水路平衡系统：即通过在管线中加装调节阀、平衡阀以及自力式流量控制器等调节装置，对系统进行水力平衡调整，使各个调节处的流量符合设计要求，可以达到节能10％以上。

　　宋宝程 均赢物业公司高级工程师

　　我国既有的建筑供热系统耗能非常大，主要原因是建筑物保温效果差、系统热力不均、跑冒滴漏、设备陈旧等等，一般主要采取以下方法进行系统节能改造：

　　1.给建筑物加装外保温，更换原有的隔热性能不好的门窗等，提高整栋建筑物的保温隔热性能。

　　2.采用气候补偿控制系统。根据室外温度变化来控制供热系统的总供回水温度，通过变频技术调节系统的总流量，这种措施被称为气候补偿技术
。
　　3.调整水力平衡，减少热量不均造成的损失，主要方法有：水泵参数的选择分段；采用自力式平衡阀分段；分时分段供热等等。

　　4.降低尾部排烟损失，加装烟气回收装置。这种方法可以非常有效地回收部分烟气中的热量，提高锅炉效率，但由于烟气腐蚀的影响，这种装置一般采用不锈钢材料制造，所以相对成本较高，应慎重选用。