提高模塊鍋爐、燃?xì)鉄崴仩t供熱效率的途徑及必要性
網(wǎng)址：www.jkqzj.cn 更新時(shí)間：2017-01-11 11:31 瀏覽次數(shù)：：74次
摘要：文章主要內(nèi)容是對(duì)提高模塊鍋爐、燃?xì)鉄崴仩t供熱效率的一些簡(jiǎn)單看法。主要討論供熱方式的轉(zhuǎn)變;熱量交換設(shè)備的精心設(shè)計(jì);對(duì)余熱的充分利用;減少模塊鍋爐供暖過(guò)程中熱量的損失對(duì)提高供熱效率有很大作用。通過(guò)這些途徑還能減少資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境造成的污染。現(xiàn)如今全球節(jié)能減排任務(wù)非常嚴(yán)峻，所以這些做法是非常必要的。
關(guān)鍵詞：模塊鍋爐 熱水鍋爐 供熱效率 燃?xì)鉄崴仩t
在供熱效率提高的道路上我們不斷探索前進(jìn)。由最早的家戶自己燒火取暖到分散式小鍋爐供暖，再到區(qū)域式鍋爐，再到熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的進(jìn)一步發(fā)展。我們現(xiàn)在的供熱效率已經(jīng)由傳統(tǒng)供熱方式的50%左右提高到了80-90%甚至以上。即實(shí)現(xiàn)了集中供暖?，F(xiàn)在最先進(jìn)的熱效率最高的規(guī)模最大的要數(shù)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式。熱電聯(lián)產(chǎn)利用發(fā)電鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來(lái)加熱供熱介質(zhì)或者經(jīng)過(guò)減壓降溫后的蒸汽直接供熱。電廠的燃燒方式非常先進(jìn)，熱轉(zhuǎn)化效率亦非常之高。電廠一般規(guī)模較大，投入資金也多。自動(dòng)化程度非常高，相關(guān)人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和責(zé)任心也相對(duì)較高。各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行的安全性和持續(xù)性有很好的保證。而且電廠都必須使用脫硫和脫硝系統(tǒng)。因?yàn)槊旱闹饕煞质翘?，也含有少量的硫、氮等物質(zhì)。這些物質(zhì)燃燒的產(chǎn)物均對(duì)環(huán)境能造成非常嚴(yán)重的污染。比如，碳氧化物會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，氮氧化物和硫氧化物會(huì)產(chǎn)生酸雨等。以前的分散式供暖一般沒(méi)有這類(lèi)脫硫脫硝的設(shè)備。相對(duì)來(lái)說(shuō)電廠有這些設(shè)備會(huì)大大減少這些有害氣體的排放，減輕對(duì)環(huán)境的污染。
集中供暖產(chǎn)生了熱網(wǎng)的概念。熱網(wǎng)包括水暖水網(wǎng)和汽暖汽網(wǎng)。汽暖和水暖由于其各自的特點(diǎn)不同，各自用在不同的場(chǎng)所。汽網(wǎng)的特點(diǎn)是：對(duì)熱用戶適應(yīng)性強(qiáng);輸送能耗小;蒸汽密度小，因地形變化(高差)而形成的靜壓小，受地形和地勢(shì)的影響小;蒸汽的溫度和傳熱系數(shù)高，可以減少用戶的換熱面積，節(jié)約投資;輸送管道壓損大，距離一般在3-5km，最遠(yuǎn)10km;回水率低。所以一般用于距離熱源較近的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所。水網(wǎng)由于比熱容大，可以遠(yuǎn)距離供暖，可達(dá)20-30km，水溫變化緩和;熱源凝結(jié)后可全部回收;水暖一般利用的熱源為汽輪機(jī)低壓抽汽，熱化發(fā)電比很大;且易于實(shí)現(xiàn)集中控制。所以一般用于遠(yuǎn)距離居民供暖。
以水暖為例說(shuō)明提高熱效率的途徑。汽輪機(jī)主要出力在高壓缸和中壓缸。低壓缸屬于輔助性提高熱電轉(zhuǎn)化效率的措施。低壓缸排出的汽稱(chēng)為乏汽，即做完功的汽。所以從低壓缸抽出來(lái)的汽已經(jīng)做了很大一部分功了。經(jīng)過(guò)低壓缸出來(lái)的話需要經(jīng)過(guò)冷卻回收利用，會(huì)損失很多的熱量。如果是冷卻塔式冷卻方式還會(huì)蒸發(fā)掉一部分水資源。如果是空冷式冷卻還需要很多專(zhuān)門(mén)的風(fēng)機(jī)來(lái)加速冷卻。這樣就會(huì)浪費(fèi)很多電能。低壓抽汽雖然壓力降了很多但是溫度還是非常高的。我們將其用來(lái)加熱用來(lái)供暖的水，這些汽凝結(jié)成水可以全部回收利用，也可以節(jié)省電廠冷卻設(shè)施的投資和降低真空，使發(fā)電機(jī)組低真空運(yùn)行。同時(shí)也加熱了居民供暖水介質(zhì)。相比專(zhuān)門(mén)燃燒燃料用來(lái)加熱供暖水介質(zhì)省去了不少能源，也減少燃料燃燒產(chǎn)生廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)減少霧霾天氣做出貢獻(xiàn)。即提高了能源的利用效率。這也符合我們的節(jié)能環(huán)保的政策。造福于人類(lèi)的行為。
為了提高熱源的利用效率我們采用多級(jí)表面式換熱器，其特點(diǎn)是換熱容量和換熱面積大，可達(dá)500平方米。端差較大，可達(dá)十度左右。多級(jí)加熱可以充分利用低壓抽汽的熱量。近幾年來(lái)隨著一些新設(shè)備的出現(xiàn)。我們還可以利用電廠一些溫度較低的輔機(jī)循環(huán)水。即在熱網(wǎng)回水管路增加一套吸收式熱泵。利用此泵的特殊功能將輔機(jī)循環(huán)水的溫度降低。輔機(jī)循環(huán)水溫度降低產(chǎn)生的熱量用于熱網(wǎng)回水的初級(jí)加熱。即經(jīng)過(guò)吸收式熱泵后的熱網(wǎng)循環(huán)水已經(jīng)有了一定的溫升。再經(jīng)過(guò)與低壓抽汽的多級(jí)表面式換熱器進(jìn)行換熱。最后將熱網(wǎng)出水溫度調(diào)至需要的溫度。增加吸收式熱泵不僅可以減少輔機(jī)循環(huán)水減溫水的使用，也同時(shí)回收了這部分熱量。進(jìn)一步提高了供熱效率。
集中供熱后也產(chǎn)生了一些新的問(wèn)題。我們以前的小鍋爐都是小區(qū)式管理。沒(méi)有熱網(wǎng)或者說(shuō)僅有非常小的熱網(wǎng)。管道非常短，幾十米到幾百米。管網(wǎng)簡(jiǎn)單，閥門(mén)非常少。但是集中供暖后，供暖面積擴(kuò)大。暖網(wǎng)管道極其復(fù)雜。管道加長(zhǎng)了數(shù)百倍，即管路長(zhǎng)達(dá)幾十千米。相應(yīng)的閥門(mén)也增加了好多。管道的加長(zhǎng)和閥門(mén)的增多會(huì)使得我們的公共管道上的熱量損失變大。為了降低公共管道上的熱量損失。我們需要采取一些必要的措施。這些熱損失主要是通過(guò)熱傳導(dǎo)損失的。熱傳遞速率公式，即熱力學(xué)中的傅立葉定律：q=-λA(dt/dx)。λ為材料的導(dǎo)熱系數(shù)，A為傳熱面積，q是沿x方向傳遞的熱流密度(單位時(shí)間的導(dǎo)熱量)，dt/dx是物體沿x方向的溫度變化率(與溫度差成正比，與長(zhǎng)度成反比)。由這個(gè)定律可以看出為了減少熱量損失我們應(yīng)該在以下幾方面采取措施。盡量使公共管道總的表面積減少，因?yàn)闊崃康膿p失與管道表面積的大小成正比關(guān)系。所以我們盡量在公共管道使用一根粗管道代替多根的細(xì)管道的辦法。到了用戶再分成多跟管道。熱傳導(dǎo)速率和物質(zhì)的熱導(dǎo)率也成正比關(guān)系。熱導(dǎo)率越大，傳導(dǎo)速度越快。供熱管道一般都是金屬材料，金屬材料導(dǎo)熱非常好。熱導(dǎo)率與溫度差成正比。因?yàn)槎飙h(huán)境溫度是非常低的，所以供熱管道環(huán)境溫度和管道的溫差很大。這些都是會(huì)增加單位時(shí)間內(nèi)的熱量傳遞。比如家里用的暖瓶就是利用熱導(dǎo)率小的特點(diǎn)來(lái)保持水溫的。暖瓶是用真空隔熱原理和木塞熱導(dǎo)小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以為了降低管道的熱損。我們也要用一些隔熱材料來(lái)隔斷公共管道與外界的熱傳導(dǎo)。減緩熱傳遞速度，降低單位時(shí)間內(nèi)的熱量損失。雖然隔熱材料不能完全隔熱，但是能在很大程度上減緩熱傳導(dǎo)速度。大大減少熱量損失，所以此項(xiàng)工作是非常有必要做的。
管道長(zhǎng)閥門(mén)多還會(huì)有一個(gè)問(wèn)題就是滲漏點(diǎn)多了，有了滲漏點(diǎn)就會(huì)損失水資源和浪費(fèi)熱源。這就要求我們要及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些滲漏的地方加以治理。以免造成更大的浪費(fèi)或者滲漏點(diǎn)擴(kuò)大造成無(wú)法繼續(xù)供暖?；蛘呤怯捎跐B漏導(dǎo)致流量不足，居民樓的溫度維持不住。
還有設(shè)計(jì)管道時(shí)要盡量減少水流或氣流的阻力，這樣就會(huì)降低加壓泵的出力，降低電能損失。管路閥門(mén)設(shè)計(jì)要合理。當(dāng)一些地點(diǎn)沒(méi)人住或者是來(lái)年面臨拆除的地點(diǎn)，必須及時(shí)停止給這些地方供暖，減少無(wú)為的熱量損失。還要采取一些措施防止居民偷放水導(dǎo)致水資源和熱量的損失。
這些提高供熱效率的途徑都能節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境的污染。節(jié)能降耗減排是當(dāng)今社會(huì)的首要任務(wù)，所以我們必須持續(xù)不斷地改進(jìn)供熱方式和想辦法提高供熱效率。
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