熱水鍋爐供熱系統節能潛力估算

　　天津大學王毅涂光備李建興篼林涂岱昕天津市房產供熱公司呂躍作中變得越發關鍵。通過對天津市部分供熱站的調研，根據一些熱力站對鍋爐供熱系統技術改造和運行調節的成功經驗，進行了相應的技術經濟分析，并對天津市熱水鍋爐供熱系統的節能潛力作了大致估算。為熱水鍋爐供熱系統技術改造的可行性提供了依據。

　　量調節我國的集中供熱事業經過了五十多年的發展，已經取得了很大的成就。但是就目前的情況來看，我國的供熱系統與國外相比，還有很大的差距。供暖系統還相當的落后，表現在：供熱系統普遍在低效率、低負荷下運行；缺乏必要的控制手段，絕大多數熱水鍋爐供熱系統缺乏合理的運行調節手段，鍋爐運行人員普遍憑感覺燒鍋爐，可謂“看天燒火”，缺乏科學性，用戶室內沒有溫控及調節設備：缺乏合理的熱量計量手段。供熱系統的落后造成了資源的大量浪費，還成為大氣污染的一個重要因素。其中熱水鍋爐供熱系統的不合理運行調節導致的能源浪費尤為嚴重，很大程度上制約了供熱系統節能工作的開展。目前我國的建筑節能工作已經進入節能50%的第二階段。正在全國范圍內推行的溫控和熱量計量技術將使供熱系統有很大的改善，并將熱用戶的主動節能推向了一個新的階段。熱計量的新型系統在熱用戶的隨動調節下不斷變化，熱水鍋爐供熱系統如果不采取必要的調節措施，適應氣象條件和用戶調節的雙重變動，將形成供熱節能的瓶頸，熱用戶節能的效果也將無法體現。實行熱量計量收費，熱價的定位是否合理將直接影響到熱計量供熱系統的落實。熱價應根據熱力公司的經營成本和收益率來計算，而由于熱水鍋爐供暖系統的低效率、運行調節不合理而造成的熱價偏高部分必須由熱力公司承擔。此外，現在正處于體制變革的過渡階段，采暖欠費現象也相當嚴重。這必將使本來就虧損的各熱力公司雪上加霜。針對這些問題，我們對天津市的部分熱力站進行了調研，并根據一些熱力站的實際運行狀況和技術改造經驗對天津市熱水鍋爐供熱系統的節能潛力作了初步估算。

　　天津的熱水鍋爐供熱系統大部分沒有合理的運行調節手段，司爐工普遍“看天燒火”，運行管理方面比較落后。但也有一些熱力站對熱水鍋爐供熱系統進行了合理的技術改造，運行中采用了質調節和量調節技術，并收到了很好的效果。位于南開區的西湖村鍋爐供熱站于1992年投資22萬元改進了原有的熱水鍋爐供熱系統，對3臺20t/h的熱水鍋爐應用微機自動控制燃燒狀態，并結合自身情況，針對供熱系統設計值與實際運行值不相符合的問題，引入相對熱指標比（建筑物的實際熱指標與設計熱指標的比值）和相對水流量比（系統水泵的實際流量與設計流量的比值）對質調節理論計算公式進行修正的基礎上，對供熱系統采用質調節技術，根據室外氣象條件確定供水溫度和調節時間標準，實行24小時連續供暖。通過質調節技術改造項目，西湖村供熱站在92-93年供暖期的供暖合格率達到了99%.經過技術測試，鍋爐運行效率由原來的62%提高到了70%，鍋爐運行出力由9兆瓦提高到13兆瓦，當年節約燃煤3585噸，按當時的煤價每噸67元合24萬元，投資當年即收回。1997年，該熱力站又結合鍋爐的擴容改造，投資11.5萬元實施供熱系統量調節項目。鍋爐擴容為一臺40t/h、兩臺20t/h熱水鍋爐。量調節理論研究工作中，結合質調節的成功經驗，定義了相對流量比（水泵的設備水流量與供暖系統設計流量的比值），以解決選用設備與設計值存在的偏差對量調節計算公式的影響在鍋爐循環水泵上加裝了變頻調速器，對供熱管網供水實行量調節技術。經過技術測試，用戶滿意率達到98%，循環水泵當年電耗比上一采暖季節省了19.6萬度，而單方煤耗則與上一采暖季持平，節電效益為11.2萬元，靜態投資回收期約為一年。河北區第十一供熱站鍋爐房裝備有兩臺相同型號的20t/h熱水鍋爐，擔負的供熱面積為28萬平方米。1996年河北區供熱辦對該鍋爐房進行了技術改造，拆除了原有鼓、引風機采用的擋風板式風量調節閥和控制柜，代之以變頻調速控制柜，鼓風機和引風機的控制柜分別安裝45KVA和110KVA交流變頻調速控制器各一臺。系統改造后的變頻調速鼓、引風機于1996年投入使用，待供熱系統的面積和其他因素都趨于穩定后，于1997年2~3月間對采用變頻調速控制風量的1號鍋爐與采用風閥控制的2號鍋爐的耗電情況作了對比實驗。該實驗是在供熱面積和其它條件均不變，室外氣溫也基本不變，采用隔日開停1、2號鍋爐，即只改變風量控制方式條件下進行的。經過技術測試，采用變頻調速控制與風閥控制相比，每日（按24小時運行計）平均節電量為1761.5KWh，節電率達到57.8%.采暖季按120天計算，則每個采暖季可節電1761.5Xl20=211380KWh，合12萬元。該項目投資共計20萬元左右，靜態投資回收期為20/12=1.6年。

　　天津市目前集中供熱熱化率為47%，計劃到2002年熱化率將達到70%，這樣全市的集中供熱面積將達到5300多萬平米，如果所有熱水鍋爐供熱系統均做相應的技術改造，采用一定的供熱調節方式對系統進行合理的運行調節，帶來的經濟效益將是相當可觀的。以下是按照上述兩個供熱站的改造經驗對天津市熱水鍋爐供熱系統改造節能潛力的大致估算。（估算中近似按照每噸位熱水鍋爐擔負1萬平米的供熱面積來計算）鼓、引風機采用變頻調速控制技術鍋爐單位噸位每個采暖季節電則天津市5300萬平方米供熱面積每個采暖季可實現節電采用集中質調節技術鍋爐單位噸位每個采暖季節煤則天津市5300萬平米供熱面積每個采暖季可實現節煤噸/年折合人民幣4000X5300=2120萬元/年。

　　采用集中量調節技術鍋爐單位噸位每個采暖季節煤鍋爐單位噸位每個采暖季節電則5300萬平米供熱面積每個采暖季可實現節煤可實現節電兩項合計人民幣如果將鼓、引風機變頻調速技術與熱水鍋爐供熱系統管網質調節技術相結合，天津市每年可實現節電5602萬KWh/年，節煤316940噸/年，可以從中獲益5300萬元/年；鼓、引風機變頻調速技術與熱水鍋爐供熱系統管網量調節技術相結合，天津市每年可實現節電6901萬KWh/年，節煤316940噸/年，可以獲益6042萬元/年。另外，在節煤、節電的同時，對熱水鍋爐供熱系統的技術改造還會帶來一定的社會效益和環境效益。此外，還可以將變頻調速技術應用于鍋爐定壓補給水泵、鍋爐爐排轉速的控制上，實現熱水鍋爐供熱系統的全面節能。

　　從以上的大致估算可以看到，熱水鍋爐供熱系統的節能潛力是巨大的，帶來的經濟效益是可觀的。然而有些熱力公司對技術改造投入和回報率估計不足，不做可行性研究，主觀的認為技術改造賠錢而放棄了對熱水鍋爐供暖系統的改進。這與原有的計劃經濟體制也有一定的關系。但通過以上的技術經濟分析，我們不難發現，技術改造的投資一般在一到兩年即可收回，而同時帶來的經濟效益和環境效益也是相當顯著的。隨著我國經濟體制改革的進行，供熱系統和收費制度改革的推進，熱力公司一定會逐步認識到技術改造的重要性和必要性，采取相應的措施完成對熱水鍋爐供熱系統的改進。同時，有關的政府職能部門也應該認識到對熱水鍋爐供熱系統進行技術改造的必要性，發揮其自身的引導和監督作用，制訂相應的政策和技術標準，組織有關方面編制熱水鍋爐供熱系統的標準圖集，推動鍋爐供熱系統的不斷改進，完善供熱系統的運行調節，實現整個供熱系統的節能，早日實現我國建筑節能50%的目標，逐步縮小與發達國家的差距。