一、确定供暖锅炉型号、大小和数量
1.供暖锅炉炉型的确定
根据新《标准》(JGJ26- 95)规定的供暖锅炉运行效率为 68%的基本要求,相当一部分城市在选用供暖锅炉时,其最低设计效率应达到 75%,有些城市还应更高, 如长春最低设计效率应为 75.92% , 北京应为 76.21% , 西安应为76.98%。因此各个地区只有在设计工作中严格 按新《标准》的要求选择设计效率高的供暖锅炉,才能 在运行中降低采暖煤耗。
2.供暖锅炉容量和台数的确定
a.供暖设计热负荷的计算。采暖设计热负荷是选择设备的依据,如果此值偏高,供暖锅炉、水泵、风机及管道的选用也会偏大,不但增加了建设的初投资和占地面积,还会加大供暖的运行成本,浪费资源。目前,供暖热负荷的计算主要采用体积指标法、面积指标法和数学统计法(公式略)。 其中体积、面积指标法不能准确地计算出单体建筑的热负荷,因此适用于初步设计及规划阶段对供热系统热负荷进行估算,数学统计法可根据建筑物的不同类型(节能建筑与非节能建筑)及功能
(居住建筑与公用建筑)准确地计算出整个供暖系 统的热负荷,因此,在施工图设计阶段应采用数 学统计法来确定供暖设计热负荷。b.供暖锅炉容量和台数的确定。采暖供暖锅炉房一般不设置备用锅 炉,供暖锅炉检修可在非采暖期内进行。但在实际设 计中相当多的供暖锅炉房配有备用供暖锅炉,这样做既加 大了投资,又增加了占地面积,基建规模也随之 加大。另外根据对北方温度延时数的不完全统计,整个供暖期能达到室外设计温度值的小时数 只占总供暖小时数的 2%~5%,也就是说在整个供暖期内供暖锅炉只在 2%~5%的时间内是满负荷运行的,其它时间内均为非满负荷运行,设置 备用供暖锅炉是没有必要的。
3.减少供暖锅炉的主要热成本
a.严控排烟温度。排烟热成本是供暖锅炉的主要热成本之一,可达 10%~20%。排烟热成本主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。在锅 炉运行中,为了减少排烟热成本,应在满足燃烧反 应需要的前提下,尽量保持较低的空气系数,尽可 能避免燃料室及各部分烟道的漏风,以降低排烟 热成本。排烟温度也不是越低越好,因为太低的 排烟温度势必要增加供暖锅炉尾部受热面,这是不经济的; 同时还会增加通风阻力, 增加引风机的电耗;此外,过低的排烟温度若低于烟气露点以下, 将会引起受热面的腐蚀,危及供暖锅炉的安全运行。最合理的排烟温度应根据排烟热成本和尾部受热面的金属耗量与烟气露点等进行技术经济核算来确定。造成供暖锅炉排烟温度升高,除没有装设尾部受热面以外,还受烟气短路、受热面积灰与结垢、运行负荷等因素的影响。要降低排烟热成本, 应防止供暖锅炉烟气系统烟灰的结垢和堆堵。
b.降低炉渣含碳量
炉渣含碳量主要用于反应供暖锅炉的机械不完全燃烧热成本。它是指一部分燃料进入供暖锅炉以后,没有参与燃烧化学反应,就随着各种途径带出炉外而造成热能成本。造成炉渣含碳量高的原因很多,主要有以下几点。2.2.1 燃煤水分和挥发分对煤炭着火的快慢和燃烧温度的高低有显著的影响,另外煤粒度过大.会造成煤炭燃烧不完全。煤炭水份过大,会造成煤着火延后;煤炭的挥发份高,就容易着火燃烧,反之就不易着火,所以燃用煤炭水份过大或者挥发份较小的煤种,因着火推迟,最后导致在整个燃烧过程结束时,煤炭来不及完全燃烧,造成炉渣含碳量超标。2.2.2 供暖锅炉运行参数调整不合理,主要包括:一次风速、二次风速、 风煤配比等,造成燃烧不完全;进煤速度太快,燃煤还没有完全燃烧就已经到末端,被排出炉膛;煤风配比不合适,不能根据煤质、煤的燃烧情况,适当调整送风机风门开度,以保证提供充足的氧气供煤炭充分燃烧,降低炉渣含碳量。2.2.3 炉膛温度过低。炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素。过低的炉膛温度不能维持炉膛内良好的燃烧。造成的原因除了漏风严重和风量配置不当外,低负荷、炉膛水冷系数过大等也是造成炉膛温度低的主要因素。炉渣含碳量在一定程度上代表了煤炭燃烧的完全程度,是反映供暖锅炉节能运行状况的重要指标。虽然炉渣含碳量并不能绝对地反映出供暖锅炉热效率的高低,但在实践中经常注意炉渣的色泽,是监督供暖锅炉运行的重要手段。我们可以从灰渣的色泽变化,及时发现影响供暖锅炉正常燃烧的原因,排除不良因素,提高供暖锅炉运行的热效率。
c.控制炉体外表面温度
由于供暖锅炉炉墙、金属结构及供暖锅炉范围内的烟风道、汽水管道、联箱等外表面高于周围环境 温度, 致使向周围环境散失的热量, 叫做散热成本。山东锅炉认为,供暖锅炉散热的大小主要取决于供暖锅炉的容量相对 表面积的大小和外壁温度,外壁相对面积越大,外 壁温度越高,向周围环境的散热量也越大。从具 体因素来看,炉体外表面散热成本主要取决于以下几点:2.3.1 供暖锅炉容量的大小;2.3.2 是否布置尾部受热面;2.3.3 炉墙的保温绝热状况。目前经常发现的问题是,供暖锅炉墙体年久失修 已经损坏,保温层没有及时维修更换,都会造成炉体外表面温度超标;或者虽然整体炉墙外表面温 度未超标,但炉墙的部分区域温度严重超标,这些 情况下都应当对保温层进行检修,选用先进的保温材料,以降低散热成本。
d.提高供暖锅炉热效率。热效率是供暖锅炉的综合指标,体现了供暖锅炉作为一个资源转换设备的综合性能。对供暖锅炉的热效率进行分析,主要可以从以下四个方面入手。供暖锅炉设备本身的问题:如炉膛设计不合理、受热面积灰与结垢、炉墙漏风、 辅机配套、水处理设备不合格等。操作运行方面的问题:如司炉人员的操作水平、规章制度的完善程度等。生产安排上的问题:主要表现在供暖锅炉负荷的变化、检修是否及时等。燃料方面的问题:供暖锅炉实际用燃料规格、品种与设计的相差较大等。
4.在设计中应推广采用的几项节能措施
a.在分散供暖锅炉房安装仪表,实行监测,在集中供暖锅炉房装配微机实行监控。在设计中采用此 项技术措施后,可使供暖锅炉房管理人员在运行中做 到以下几点:
第一,根据室外气温条件,计算供热 指标,绘制供热调节曲线。
第二,根据气象台每日 预报的室外日平均气温,确定供热量、耗煤量、供 回水温度和供暖锅炉运行间歇时间。
第三,依据微机 及仪表显示和记录的各项运行参数,监督和指导 司炉工按规定供热指标进行额定供热和按需调节,减少供热的盲目性,做到既节能又保暖。第四,为供暖系统近期普遍采用的“静态调节”逐步 过渡到远期的“动态调节”创造条件。
b.在供暖锅炉上安装分层给煤装置实现节煤。目前在供暖锅炉上多采用重力位移式分层给煤装置, 使进入煤斗的煤在粒度上均匀化,再经过分层装置的筛分,使煤在进炉时根据大、中、小不同粒径合理进行煤层分布,可显著改善燃烧状况,降低炉灰含碳量,提高供暖锅炉热效率和供暖锅炉出力。几年的运行实践表明,采用此项措施后,供暖锅炉燃烧效率一般提高 8%~15%,供暖锅炉含碳量降至 8%~15%,炉膛温度提高 100~150℃,大量节约了采暖用煤。
3.3供暖锅炉鼓、引风机节电采用变频调速。鼓、引风机传统的调节方式是通过调节风门档板开度来控制风量,并不节电。采用变频调速技术后,可以通过变频调速器改变电源的频率,进而调整鼓、引风机的转速, 达到调节风量的目的。由于供暖锅炉在整个供暖期内95~98%的时间因为非满负荷运行,因此采用此 项技术,可使供暖锅炉鼓、引风机节电 35%~40%。重视供暖供暖锅炉节能,可降低资源的浪费。其意义不但提高了供热的社会效益和经济效益,而 且促进了节能环保产业的发展,使节能服务实现 可持续发展。