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多种供暖方式对比及各供热环节能耗分析

来源:海心供热资讯 2017-04-20 08:41:07
    城市建设发展越来越重视环保,尤其是我国北方供热供暖的城市,冬季环境会受到很大的影响,为此,需要注重能源供应结构的优化,同时对我国供暖供热的计量收费标准进行改革,以便我国的供热供暖方式能够更加的多元化。现阶段,我国选择使用的供热供暖方式,不够合理,也没有充分的考虑都其适用条件,这也是能耗量比较大的重要原因之一。

一、各供热环节能耗

我国由于气候原因,冬季必须要进行供暖供热,尤其是北方地区,供热供暖的方式有很多种,每一种的耗能情况都不同,而且每一个供热环节也有不同的能耗,如果能够掌握这一规律,对供热供暖节能将有积极的意义。供暖供热系统主要是利用转换能力来达到供暖供热的目的,其各环节能耗情况如下:

1、建筑散热

围护结构传热以及通风唤气,是现代建筑散热重要的构成部分,尽管建筑建设的年代有差异,但是通过计算,建筑物的围护结构的散热量与通风换热的散热量几乎相同,而且这两者的散热量与建筑保温程度也相同。通过实地的测算发现,近期建设的建筑物,其建筑节能标准已经达到了25W /m²,还有很多建筑的能耗水平已经达到了20w/m²,这非常值得一提。实际测算中还发现,供热供暖的差异的确会影响建筑物实际能耗水平的高低,尽管建筑物的年代不同,会影响到建筑的保温水平,但是这种差异并不大,如果再不考虑管网热损失因素,相比计较而言,集中供热的耗能量更大。

2、不均匀热损失

如果建筑物选择的供热方式是集中供热,则其存在的最大问题就是不均匀热损失,换言之就是供热失调。即便两栋建筑物是同一个供热系统,但是两者的能耗也有很大的差别,即使建筑布局、散热器都相同,这种情况依然存在。之所以会出现这种不均匀热损失,主要是因为集中供热管网没有进行有效调节,也有可能是因为初调节工作没有做好。不均匀热损失的存在,使得建筑物中有很多的不利用户,供热系统为了使得不利用户也有足够的热量,就需要极大供热量,但是因为调节手段不佳,或者没有有效的激励机制,这使得室内过热的用户只能通过开窗将热量释放出去,这就会导致建筑物的实际散热量明显的提高,此外,管网调节没有做到均匀,也是导致不均匀热损失的重要原因,无论是室内管网,还是室外管网都会引起这种情况。通过调查显示,室外管网调节无效是产生建筑物不均匀热损失的最重要原因,其损失的程度要高于管网的直接损失。就目前的技术水平而言,难以使室外管网做到以有效调节。

3、管网热损失

室内管网,管网布置在室内,其散发的热量也用于加热建筑,因此不形成直接的热损失。楼内管网一般与室外管网直连,其由于漏水造成的热损失与室外管网一并考虑。

室外管网,保温热损失是管网热损失的主要部分。同时,不同的管网热损失差别很大,这与管网敷设方式(直埋/管沟)、建造年代、保温水平、管网规模、供回水温度和维护水平等都有关。一般室外管网热损失为3~5W/m²。

高温热力管网,与室外管网相比,其长度并不大,但保温水平和管理水平远高于室外管网,因此热损失较小。

目前北京城市热网热源供水温度与大多数热力站处测出的供水温度之差均小于2℃,回水干管温差应更小些,则总损失温差在3℃左右。目前供热高峰期供回水温差约为65℃,因此城市高温热力管网热损失不超过输送热量的5%,约为2W/m²。

泵耗,管网除保温热损失和漏水热损失外,还有循环水泵的电耗。根据调研数据,室外管网供暖期的平均耗电量为3.7kWh/m2,范围为2.3~5.0kWh/m²。

二、热源供热效率

1、燃煤锅炉

依规模不同,锅炉效率有很大差别。由于煤是固体燃料,以接触式表面燃烧为主,燃烧的完全性受炉膛温度的影响,锅炉容量越小平均炉膛温度越低,燃烧越不完全,因此锅炉效率与锅炉的吨位、燃烧方式和供热介质温度有关,同时锅炉的运行管理水平对锅炉的效率有较大的影响。一般大型锅炉房的管理水平较高,锅炉的热效率相应较高。煤在运输和储藏过程中有一定的损失,因此锅炉房实际供热效率要小于锅炉效率。根据在某地区的测试统计,燃煤锅炉房供热效率为55%~75%。

2、天然气锅炉

无论规模大小,锅炉效率一般差别不大,。由于天然气是空间燃烧,锅炉效率主要与受热面大小、供热介质的温度和换热强化等因素有关。由于天然气锅炉不产生灰分,受热面布置不考虑灰堵和清灰问题,可以采用波纹管和旋流片等强化传热方式,所以锅炉的热效率高,热水锅炉一般都在90%左右。由于炉膛燃烧温度低,排烟温度较低。

3、天然气热电联产

天然气热电联产可实现天然气梯级利用,提高天然气利用的经济性,平衡电力供应的峰谷差。对于天然气联合循环热电联产方式,在设计工况下,当发电效率为40%,供热效率为42%时,与目前发电效率55%的联合循环电厂相比,每发出1kW电力,多消耗燃料0.7kW,但多产生热量约1.05kW,从这个意义上讲,相应的折算供热效率约为150%。

天然气热电联产相对于热电分产,一般情况下是节能的,但节能效果不如燃煤热电联产显著。对天然气热电联产效率的评价是与天然气锅炉和天然气发电厂效率相比而言的。而天然气锅炉的效率一般都在90%左右,天然气纯发电的效率也很容易超过50%(燃气蒸汽联合循环),这两种系统的效率都非常高。虽然天然气热电联供实现了能量的梯级利用,但是,对燃气轮机而言,由于过剩空气系数较大,在相同的排烟温度下,其总效率要明显低于天然气锅炉。对于内燃机,虽然过剩空气系数对效率的影响不如天然气轮机那么明显,但是如果低温冷却水不能得到利用,总效率也会明显低于锅炉。一般地,天然气热电联产的总效率在80%左右,而在部分负荷情况下,特别是当热电负荷不匹配时,其总效率会更低。鉴于以上原因,天然气热电联产的节能效果应慎重看待。

三、结语

综上所述,可知对多种供热供暖方式的能耗进行分析是十分必要,因为在能源资源短缺的情况下,如果能选择出一种比较合适的供热供暖方式,能够大大节约能源资源,因为有些建筑物的建设的时间比较久远,因此选择的供热方式比较传统,针对这种情况,有关部门应该组织相关人员,对其供暖方式进行改造,以便能够最大程度的减少能源损失,同时也能够满足人们的供热供暖需求。

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