采暖系统的总热负荷
每个采暖系统均由热源、循环水泵和外网及采暖用户三要素组成。采暖管理就是对这三要素的全面管理。热能、电能消耗是决定采暖经济性关键因素,因此热能生产及热能使用中的管理自然是核心内容。
采暖系统的热负荷有:
设计热负荷Q0:是采暖系统用户在设计温度时需要的热能。这是刚需。在采暖建筑保温性能不变时是个定值,是采暖期内的最大值。Q0设计热负荷基本决定采暖能耗大小。
外网输送热量损失Q1:外网向用户输送锅炉生产热能途中,管路延途是要散失热量的。散失热量大小主要由管路保温性能决定。一般情况下,节能标准保温管路:Q1=Q0×10%,非节能标准保温管路:Q1=Q0×15%。超长距离输送时,还与外网管路总长度有关。长度越长Q1值就越大。
平衡失调热量损失Q2:外网管路与千家万户相连。外网管路施工完成采暖运行初调节不到位时,流量(热量)平衡分配必然失调。平衡分配失调程度简单以系统用户最高温度和最低温度差值来恒量。Q2值与差值成正比。
例如:按18℃设计某系统,极少数末瑞用户室温低于18℃,而多数用户超过18℃靠近热源处最高的达30℃。如此失调情况下的采暖,相当于全部用户是按24℃采暖,由此增加的热能约为:Q2=Q0×12.5%。
盲目超供热量损失Q3:全部用户采暖温度已经达标,锅炉不知道这种情况,还盲目继续强力供热,结果使所有用户室温高出规定N℃。显然由此多供出热量属于盲目超供发生的热量损失。该值与N值成正比。
Q3=Q0×N/(18-twj)
例如:天津某采暖系统采暖面积220000㎡,设计面积热热指标为40w/㎡,采暖用户普遍室温在22℃以上。该系统盲目超供的热量损失为:
Q0=40×220000=8.8 MW
Q3=Q0×N/(18-twj)=Q0×4/(18+9)
=Q0×14.81%=8.8×14.81%=1.303 MW
间歇运行热量损失Q4:间歇运行采暖系统,间歇N小时,运行(24-N)小时。为了保证采暖用户温度始终不低于规定,运行时段总供热量超过24小时连续运行总供热量,超过的值用Q4表示。Q4与间歇N成正比关系。
采暖系统的总热负荷
ΣQ=Q0+Q1+Q2+Q3+Q4
采暖建筑、外管网保温性能不变时Q0、Q1是定值,Q2~Q4与采暖系统运行管理精准程度有关,是可变数值。
ΣQ设计热负荷是设计选用锅炉等采暖设备的依据,亦是设计核定采暖锅炉需提供的最大供热能力。
锅炉及采暖设备在设计气温运行时,管理技术水平不同、供暖设备运行工况调控精准程度不同,Q2~Q4数值不同。因此,锅炉在设计气温最大供热量是有变化的,对应燃料消耗也是不一样的。
采暖管理的主要内容
采暖是一门独立专业学科。采暖工程设计、工程施工安装及采暖设备运行是采暖工程全部内容。采暖系统运行是采暖工程的实践。实践的内容:一是对采暖设备运行中发现的问题技改优化,二是对优化后采暖设备运行优化管理。
采暖设备配置优化重点:
①、循环水泵选型优化:采暖系统初运行产生的“大流量”状态,说明循环水泵处在高能耗状态,是实践验证出系统运行实况与设计预期工况巨大差距。
“大流量”主因是循环水泵性能与系统管路特性的不配套。长期允许“大流量”并保留至今不改正,是技术管理的不认识不作为。
对循环水泵选型优化就是要使水泵性能与管路特性吻合,使系统按设计最佳供回水温度长期稳定运行,从而使循环水泵运行电能消耗达到最小。
②、锅炉房艺管路优化:总热负荷值采暖中期最大,采暖开始或末期值最小。锅炉在各种负荷高效运行时需要流量是不同的。锅炉房工艺管路优化就是要保证简便准确调节出所需流量,使锅炉全程高效运行实现燃料消耗达到最低。
③、室外输送分配热网流量(热量)平衡调节:减少平衡失调热量损失。
采暖系统管理的三部曲:
采暖初级管理:
“2+26”城乡镇总采暖面积约50亿㎡,按清洁占比17%计算,清洁采暖面积有8.5亿㎡,非清洁采暖面积有41.5亿㎡。
41.5亿㎡采暖是由N个采暖系统组成。
这些非清洁采暖系统运行主要特征是:
①、依靠常规压力表温度计对系统进行监控:
对系统运行工况的了解,主要依靠常规仪表上的读数,然后经验判断再对系统工况进行调节。
②、“大流量小温差”运行的典型特征:
按95/70℃温差25℃设计采暖系统,实际运行时温差远远小于25℃。按115/70℃温差45℃设计一次网系统,实际运行温差远远小于45℃。
③、采暖燃煤锅炉工作效率很低:
国产燃煤锅炉出厂额定效率一般很高,例如14MW锅炉η=80%。但实际采暖时锅炉运行实际效率很低,大多在60%左右。这就是说在锅炉生产热能过程中20%左右燃料是白白浪费了的。由此造成燃料浪费十分巨大!
这种管理就是采暖初级管理。
《采暖+自动化》管理:
燃煤非清洁采暖系统加装自动化后,仍然是非清洁采暖系统。“大流量”和锅炉低效率运行特征没有改变,与采暖初级管理系统是完全相同的。
燃煤非清洁采暖系统加装自动化后不同的是:
①、由于自动化提供一次网较准确量化热量数据,锅炉可量化生产热能供热,