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技術文章

采暖軟件系統智能管理指導高效采暖運行

時間:2020-2-10 9:16:23   作者:李承國   來源:注冊   評論:0
內容摘要:供熱采暖軟件優化采暖循環水泵節高效省電工作,鍋爐產熱高效率熱運行,采暖用熱時全程量化管理平衡分配成功實踐證明:每個采暖系統可實現循環水泵節省電能50%~70%,鍋爐熱效率提高節省燃煤5%~20%,采暖成本降低5%~20%

一、提高集中采暖效率是燃眉之急

北方采暖燃煤消耗情況:我國北方燃煤取暖面積約占總取暖面積的83%,取暖用煤年消耗約4億噸標煤,其中散燒煤(含低效小鍋爐用煤)約2億噸標煤,主要分布在農村地區。北方地區供熱平均綜合能耗約 22 千克標煤/,其中,城鎮約19千克標煤/,農村約27千克標煤/

《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021年)》(《清潔取暖規劃)總體目標指出: 2021 年,北方地區清潔取暖率達到70%,替代散燒煤(含低效小鍋爐用煤)1.5 億噸。供熱系統平均綜合能耗降低至 15 千克標煤/以下。熱網系統失水率、綜合熱損失明顯降低。

因此,供熱系統平均綜合能耗從22 千克標煤/降低至 15 千克標煤/以下,降低31.8!多種手段并用、多途徑并舉提高采暖效率是燃眉之急

那么,從什么途徑來達到提高集中采暖效率呢?先分析一下集中采暖的效率。


二、集中采暖熱效率損失在哪里?

(一)什么是房屋采暖熱效率?

什么是采暖熱效率?采暖熱效率就是采暖房間溫升得到的熱量與采暖用燃料內含可用熱量之比。

木碳火盆采暖熱效率:房間內燃燒木碳火盆采暖,木碳燃燒釋放熱量全部用于房間溫度升高,無任何浪費。忽略木碳生產時能耗,這種采暖熱效率為100

電爐子采暖熱效率:房間內電爐子采暖,發紅電阻絲放出的熱量全部用于房間溫度升高,無任何浪費,忽略電能生產時能耗,這種采暖熱效率為100 

集中采暖熱效率:燃煤采暖熱效率很低約30。也就是說采暖時:煤總的熱能中只用上了30熱能,70的熱能被浪費!就是70的燃煤被浪費!

70%燃煤(熱能)被浪費到哪里去了?

(二)集中供熱的熱能損失

鍋爐熱能損失

采暖燃煤鍋爐生產熱能時,普遍的鍋爐熱效率很低約60。也就是約40熱能被浪費。也就是約40燃煤被浪費。

鍋爐產熱被浪費的40熱能,主要指煙囪排出去的高溫煙氣所含熱能、爐內未完全燃燒浄的煤中所含熱能及爐灰中所含熱能。

采暖用熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉30%

鍋爐熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉60%

燃煤含熱能:▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉100%

如上所藍線表示燃煤所含可用熱能,橙線表示鍋爐提取出的熱能,綠線表示采暖用了的熱能。

能使用管理中的熱能損失

鍋爐提取到的60熱能,在使用環節還產生種種浪費。這些浪費具體發生在哪些地方?

外網輸送熱損:外網向用戶輸送熱能途中管路延途散失熱量。

平衡失調熱損:供暖時少數用戶溫度低于規定,為保少數用戶溫度達標強力供熱,結果多數用戶室溫過高發生熱能損失。

超供熱量損失:全部用戶溫度已經達標,鍋爐盲目繼續強力供熱,結果使所有用戶室溫超標產生的熱量損失。

間歇運行熱損:間歇運行采暖系統在運行時段供出的熱量,超過連續運行總供熱量而發生的熱能損失。

采暖總熱負荷:采暖總熱負荷就是設計熱負荷與各熱量損失之和。這是采暖時需要的熱能最大值。也是采暖鍋爐要供熱的最大值。設計熱負荷是采暖用戶必須要用的熱能。各項熱量損失就是采暖系統運行管理不當所發生的熱能浪費。

采暖能耗管理:循環水泵耗電鍋爐耗煤生產熱能滿足采暖用戶室內溫度需要。鍋爐耗煤量循環水泵耗電量是采暖經濟性的主要因素,因此,采暖熱能電能管理是核心內容。


三、現行管理的熱量損失

(一)傳統管理的熱量損失

傳統經驗采暖管理的特征是:

“2+26”北方城鄉鎮總采暖面積約50億㎡,按清潔占比17%計算,清潔采暖面積有8.5億㎡,非清潔采暖面積有41.5億㎡。

41.5億㎡采暖面積由N個燃煤采暖系統組成。其中多數系統管理是傳統經驗管理。

傳統經驗采暖管理關注焦點是采暖用戶熱不熱的問題,對采暖電能熱能浪費過大問題,長期以來不重視也很難有深刻認識,

更不可能有所作為。

傳統經驗管理采暖時:依靠常規溫度壓力儀表上的讀數了解系統運行工況,經驗判斷再對系統工況進行調節。

采暖循環水泵大流量電能浪費很大:

95/70℃溫差25℃設計低溫采暖和按115/70℃溫差45℃設計一次高溫系統運行溫度溫差小于設計。系統的這種運行狀態就是大流量狀態。造成采暖系統大流量運行主因,是循環水泵性能與客觀需要不符。大流量狀態運行循環水泵電能浪費很大。

采暖鍋爐大流量熱效率很低:

115/70℃溫差45℃設計制造熱水鍋爐額定熱效率很高,例如如14MW鍋爐η=80%。實際運行供回水溫度溫差小于設計的鍋爐,其運行狀態也是大流量狀態。造成鍋爐大流量的主因也是循環水泵性能與客觀客觀阻力不吻合。大流量狀態運行的鍋爐熱效率很低約60%,對應燃料浪費更大。

采暖一、二次系統循環水泵數量巨大,大流量低效率工作循環水泵的電能浪費很大很大。能耗大小不涉及安全及環保國家不管,供熱企業也沒有特效降低手段,只能接受現實。

以大代小前后采暖用大型鍋爐和仍需要工作小型鍋爐數量很大。大流量鍋爐低熱效率運行燃煤浪費更是很大。國家供熱監管部門有號召供熱企業有期望省煤省電,但就是苦于沒有特好辦法,也只能忍受!

傳統經驗采暖管理能耗很大是常態!

(二)采暖+自動化能耗管理的熱量損失

采暖+自動化能耗管理:

采暖+自動化提供一次網熱能量化數據后:

鍋爐量化產熱供熱滿足一次網需要,有效降低超供熱損。換熱站二次網按需熱能量化分配平衡供熱,有效降低平衡失調熱損。

采暖+自動化節能效益是采暖智能管理的先進。代價是自動化巨額設備投資。對大型供熱系統還有明顯減少崗位定員優勢,也有運行管理供熱程控工程師雙崗當班的需要。

采暖+自動化能源浪費仍然很大:

采暖+自動化只在鍋爐產熱能使用環節,熱能的量化管理消除浪費產生節能效益。

采暖+自動化不干擾不過問采暖熱能生產工藝:《循環水泵

流量低效率費電和鍋爐低熱效率費煤》浪費局面亦然照舊。自動化給定熱能數據是系統實況的實話實說

采暖總電能熱能(燃料)耗浪費仍然很大。

采暖+自動化后,采暖總能耗因熱能使用浪費減少有所降低

采暖用熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉30%

鍋爐熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉40%

燃煤含熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉80%

如上所藍線表示燃煤所含可用熱能,線表示鍋爐提取出的熱能,示采暖用了的熱能。


四、解決方案:采用軟件智能管理

采暖軟件智能管理:采暖軟件智能管理使采暖設備優化,采暖系統全程運行消耗能源最少高效精準平衡供熱,用戶享受高品質采暖服務。

《采暖鍋爐換熱站智能化管理》軟件(簡稱采暖軟件)是采暖管理實踐專家編制計算機程序。用水泵流量計技術,循環水泵壓力表溫度計讀數,提供系統熱能電能量化參數,實現對系統量化管理。

(一)《采暖鍋爐換熱站智能化管理》軟件使用功能:

第一:準確量化循環水泵各種工況下的流量

第二:準確量化采暖系統的流量與溫差關系

第三:準確量化循環水泵各種工況運行參數、效率及能耗

第四:準確測定系統的設計流量及設計阻力

第五:根據實況判定循環水泵選型合理程度

第六:準確量化采暖系統設計熱負荷、瞬時熱負荷、實際供熱量

第七:量化顯示鍋爐或換熱器的實際供熱量

第八:量化線段圖及%百分比顯示鍋爐或換熱器供需熱量關系

第九:可視采暖系統調節供回水溫度

第十:可視采暖系統調節供回水溫度

第十一:準確量化多臺循環水泵并聯流量揚程效率及能耗

第十二:準確量化多臺循環水泵并聯變頻流量揚程效率及能耗

第十三:自力測定燃煤燃氣熱水鍋爐熱效率

第十四:采暖期全程燃煤燃氣熱水鍋爐高效率運行調節

第十五:燃煤燃氣熱水鍋爐精準預估采暖期燃煤燃氣用量

采暖軟件智能管理能耗方法:

(二)采暖軟件管理平臺建設

⑴ 具體采暖工程補充資料:鍋爐或換熱站額定供回水度?系統供暖面積?系統熱源處供回水溫度?現用循環水泵型號?最冷期水泵運行工況:水泵供回水壓差?水泵電機電壓?電流?變頻頻率?

建立軟件管理名錄,按名錄將補充資料錄入軟件程序。

補充資料輸入軟件管理平臺主程序后,軟件管理平臺就可投

入模擬運行。就可零設備投資實現采暖系統數據化管理。

3)打開要管理項目名錄模擬運行

這時:量化顯示系統需要熱能。熱源準確量化生產供應系統

所需要熱量,消除超供熱損。

換熱站二次網所需熱能由換熱站一次熱水供給。在換熱站內按二次網所需量化熱能自行調控,有效降低平衡失調熱損。

采暖軟件節能效益與采暖+自動化節能效益完全相同。不同的是采暖軟件管理不花一分錢的設備投資就可實現。

優化系統高效運行標準模式建設

模擬運行管理項目名錄管理平臺,文本口給出系統準確設計流量和設計阻力。據此優化循環水泵型號并在循環水泵備用泵位置換裝。再精準流量調節優化循環水泵工況達到高效運行標準模式:

在設計氣溫時:

采暖系統按設計供水溫度溫差運行。

鍋爐按額定能力、溫度、額定高效率運行,燃料消耗最少。

循環水泵按設計流量運行,電能消耗最少。 

調試達標后:將優化循環水泵型號,水泵設計溫度工況時:循環流量,供回水溫度,變頻頻率等數據錄入用程序代碼固定。至此,采暖系統高效率運行模式建設成功。

優化高效運行標準模式,是采暖全程智能能耗管理堅實基礎。

(三)全程智能采暖管理

設計氣溫采暖采暖能耗最大,采暖開始或結束時采暖能耗最小。

可視條件下模擬全程采暖管理:

設計氣溫時:優化采暖系統以《優化高效運行標準模式》運行。

非設計氣溫時:優化采暖系統熱負荷是設計熱負荷的比例減少。采暖系統鍋爐工況及循環工況均是設計工況的有比例變化。據此,可視按比例調節最終達到采暖系統全面降低能耗經濟運行。

采暖軟件管理使鍋爐效率提高和熱能使用浪費減少,采暖總能耗大輻降低

采暖用熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉30%

鍋爐熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉40%

燃煤含熱能▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉60%

如上所藍線表示燃煤所含可用熱能,線表示鍋爐提取出的熱能,示采暖用了的熱能。

軟件智能采暖能耗管理節能效益:

41.5億㎡采暖面系統,分布在北方地區的東西南北中,《清潔

取暖》規劃要達到的目標是

要求北方地區綜合標準煤耗指標從22kg/降至15.0kg/

就是要標準煤耗量降低:MB=22-15/22=31.82

采暖軟件優化采暖循環水泵節高效省電工作鍋爐產熱高效率熱運行,采暖用熱時全程量化管理平衡分配成功實踐證明:每個采暖系統可實現循環水泵節省電能5070,鍋爐熱效率提高節省燃煤520,采暖成本降低520

熱電聯產和燃煤采暖一、二次循環水泵電耗降低5070相當于一個采暖期電費滿足兩個采暖期電費支出。

非清潔燃煤采暖鍋爐效率提高5070,等于北方地區綜合標準煤耗量降低5070

此項成果是對《清潔》規劃標準煤耗量降低的貢獻。貢獻大小要看采暖軟件各地主管《清潔》領導認可推廣應用普及程度決定。

采暖軟件此項成果同樣是各供熱公司有效降低供熱成本措施。供熱公司經理接受采用范圍越大,供熱成本降低越大。


齊齊哈爾鐵路工程學校  退休高級講師  李承國

固話:0452-5991839  QQ:616882362   水泵專家


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