供热系统节能PPT讲稿.ppt

供供热系系统节能能第1页，共142页，编辑于2022年，星期四目目录录1.供热系统的能耗供热系统的能耗2.供热系统的节能技术供热系统的节能技术3.清洁能源和可再生能源在供热系统中的应用清洁能源和可再生能源在供热系统中的应用4.供热系统的能源审计供热系统的能源审计5.供热系统经济运行的评价指标供热系统经济运行的评价指标6.供热系统节能的新技术供热系统节能的新技术7.案例案例第2页，共142页，编辑于2022年，星期四供热系统的能耗供热系统的能耗(1)供热系统能耗现状供热系统能耗现状供热系统图供热系统图第3页，共142页，编辑于2022年，星期四供热系统供热量和能耗供热系统供热量和能耗第4页，共142页，编辑于2022年，星期四公共机构的供热能耗较大公共机构的供热能耗较大从表中可知，机关供热能耗较高。从表中可知，机关供热能耗较高。第5页，共142页，编辑于2022年，星期四供热系统的能效较低供热系统的能效较低从上表可见，中小型燃煤锅炉房与煤炉的效率极低，而其它供热系统运从上表可见，中小型燃煤锅炉房与煤炉的效率极低，而其它供热系统运行则处于比较合理的水平。北京供热系统平均起来要比国内其它地方好一些。行则处于比较合理的水平。北京供热系统平均起来要比国内其它地方好一些。中欧、东欧例子显示传统锅炉的一般效率仍然有效，对于现代锅炉而言，则利中欧、东欧例子显示传统锅炉的一般效率仍然有效，对于现代锅炉而言，则利用固体燃料、油料与天然气。用固体燃料、油料与天然气。第6页，共142页，编辑于2022年，星期四燃煤锅炉的热效率较低燃煤锅炉的热效率较低上面的例子显示老式锅炉技术条件比较糟糕，没有自动控制，效率低下，烟上面的例子显示老式锅炉技术条件比较糟糕，没有自动控制，效率低下，烟气损失高。造成这种情况的原因是流量太高以及烟气温度太高。锅炉运行与锅炉气损失高。造成这种情况的原因是流量太高以及烟气温度太高。锅炉运行与锅炉房技术陈旧也会造成额外损失。燃煤锅炉改造或房技术陈旧也会造成额外损失。燃煤锅炉改造或“煤改气、煤改油煤改气、煤改油”能够大大提能够大大提高热能生产效率。高热能生产效率。第7页，共142页，编辑于2022年，星期四水泵的运行效率较低水泵的运行效率较低以上以上6座政府机构办公建筑循环不泵的效率座政府机构办公建筑循环不泵的效率,从表上可知水泵的从表上可知水泵的效率一般低于效率一般低于50%.第8页，共142页，编辑于2022年，星期四水力失调度高，失水率较多水力失调度高，失水率较多老管网漏水比较大，占水量的老管网漏水比较大，占水量的28，很难保证能够按照补水的，很难保证能够按照补水的水质标准对漏水进行补充。水质标准对漏水进行补充。根据老标准，补水只占循环水量的根据老标准，补水只占循环水量的12。这相当于集中供。这相当于集中供热管网在一年中替换热管网在一年中替换12次水。目前，欧洲集中供热公司发展趋势是次水。目前，欧洲集中供热公司发展趋势是年换水量等于管网中的水容量，也就是一年只换水一次。年换水量等于管网中的水容量，也就是一年只换水一次。水力失调度，近端远远大于水力失调度，近端远远大于1，远端远小于，远端远小于1。管网处于大流量、小温差运行方式管网处于大流量、小温差运行方式。第9页，共142页，编辑于2022年，星期四公共机构平均单位热耗、电耗指标较高公共机构平均单位热耗、电耗指标较高第10页，共142页，编辑于2022年，星期四(2)经济运行对供热系统能耗的要求经济运行对供热系统能耗的要求a.单位供热量燃料消耗量单位供热量燃料消耗量锅炉房单位供热量燃料消耗量锅炉房单位供热量燃料消耗量b.单位供暖面积燃料消耗量单位供暖面积燃料消耗量供暖建筑单位面积燃料消耗量供暖建筑单位面积燃料消耗量第11页，共142页，编辑于2022年，星期四c.单位供暖面积耗电量单位供暖面积耗电量d.单位供暖面积耗热量单位供暖面积耗热量e.补水比、供暖建筑单位面积补水量补水比、供暖建筑单位面积补水量第12页，共142页，编辑于2022年，星期四供热系统的节能技术供热系统的节能技术（1）烟气冷凝回收装置）烟气冷凝回收装置 a.技术介绍技术介绍本技术适用于燃气锅炉房的烟气冷凝回收，提高锅炉热效率。本技术适用于燃气锅炉房的烟气冷凝回收，提高锅炉热效率。目前，大多数燃气锅炉的排烟温度大约为目前，大多数燃气锅炉的排烟温度大约为150。所以，把高。所以，把高温烟气直接排放到大气，不但造成环境热污染，而且还造成了能源浪温烟气直接排放到大气，不但造成环境热污染，而且还造成了能源浪费。如果在锅炉排烟管道上增加一套冷凝型烟气换热器，回收烟气中费。如果在锅炉排烟管道上增加一套冷凝型烟气换热器，回收烟气中的余热，无疑可以解决上述两个问题。的余热，无疑可以解决上述两个问题。安装冷凝型烟气换热器，目的是利用烟气的余热，尤其是烟气安装冷凝型烟气换热器，目的是利用烟气的余热，尤其是烟气中以蒸汽形式存在的能量（潜热）。烟气冷却到露点以下，开始冷中以蒸汽形式存在的能量（潜热）。烟气冷却到露点以下，开始冷凝，蒸汽相变所释放的热量把冷却介质（如供热系统的回水）加热，凝，蒸汽相变所释放的热量把冷却介质（如供热系统的回水）加热，即可回收烟气的余热。即可回收烟气的余热。第13页，共142页，编辑于2022年，星期四b.热回收效率热回收效率 一般来说，环境条件适当时，冷凝型烟气换热器可将锅炉房的效率提高一般来说，环境条件适当时，冷凝型烟气换热器可将锅炉房的效率提高10 10%左右。左右。安装冷凝型烟气换热器的最安装冷凝型烟气换热器的最 佳条件是冷却介质温度相对较低，佳条件是冷却介质温度相对较低，即区域供热系统的回水温度要尽即区域供热系统的回水温度要尽 可能低。随着冷却介质温度的降可能低。随着冷却介质温度的降 低，锅炉排烟温度也降低，冷凝低，锅炉排烟温度也降低，冷凝 型烟气换热器的热回收效率进一型烟气换热器的热回收效率进一 步提高。图步提高。图1 1显示了效率与烟气显示了效率与烟气 温度及含氧量之间的关系。温度及含氧量之间的关系。提高效率与烟气温度及含氧量之间的关系提高效率与烟气温度及含氧量之间的关系烟气温度 烟气含氧量 效率 烟气含氧量、烟气温度和锅炉效率之间的关系。空气温度25，含湿量 0.01kg/kg空气。天然气第14页，共142页，编辑于2022年，星期四冷凝型烟气换热器冷凝型烟气换热器冷凝型烟气换热器有多种冷凝型烟气换热器有多种形式，根据烟气与水接触与形式，根据烟气与水接触与否，可分为直接接触型和间否，可分为直接接触型和间接接触型。直接接触型的换接接触型。直接接触型的换热器通过喷水与烟气接触，热器通过喷水与烟气接触，水带走大部分的热量，使得水带走大部分的热量，使得烟气发生冷凝，见图烟气发生冷凝，见图2。图图2 冷凝式烟气换热器冷凝式烟气换热器(水水/烟气直接接触烟气直接接触)第15页，共142页，编辑于2022年，星期四间接接触系统的例子间接接触系统的例子将排烟烟气导入该装置底将排烟烟气导入该装置底部的接收器，然后向上流过一部的接收器，然后向上流过一系列专门设计的翅片管，需预系列专门设计的翅片管，需预热的水则在翅片管的内部流过。热的水则在翅片管的内部流过。烟气与水逆向流动，且管子上烟气与水逆向流动，且管子上装有很多翅片，可增加换热面装有很多翅片，可增加换热面积和换热效果。积和换热效果。图图 翅片管换热器翅片管换热器第16页，共142页，编辑于2022年，星期四c.初投资初投资一台一台7MW锅炉的烟气冷凝器的国外产品价格大约为锅炉的烟气冷凝器的国外产品价格大约为50万元人民币，安装费万元人民币，安装费用包含在内，即约用包含在内，即约7万元人民币万元人民币/MW。目前，中国有几家生产燃气锅炉用烟气冷凝器的厂家，价格估计为目前，中国有几家生产燃气锅炉用烟气冷凝器的厂家，价格估计为3万元人民币万元人民币/MW，安装费用包含在内。，安装费用包含在内。根据以上的数据粗略估算，根据以上的数据粗略估算，本技术措施的初投资为本技术措施的初投资为10万万元人民币元人民币/MW，包括烟气管，包括烟气管道和烟囱等的整改费用在内。道和烟囱等的整改费用在内。v 冷凝器的价格冷凝器的价格(1-10MW)第17页，共142页，编辑于2022年，星期四d.技术可行性技术可行性从技术角度来看，所有的燃气锅炉都适合使用烟气冷凝器。但是，从技术角度来看，所有的燃气锅炉都适合使用烟气冷凝器。但是，在中国还没有广泛使用烟气冷凝器技术。在中国还没有广泛使用烟气冷凝器技术。e.经济可行性经济可行性如果锅炉效率提高如果锅炉效率提高5%，则简单投资回收期为，则简单投资回收期为3年左右。年左右。锅炉效率的实际改善幅度取决于锅炉的进水温度或系统的回水温度，也取锅炉效率的实际改善幅度取决于锅炉的进水温度或系统的回水温度，也取决于烟气中水蒸汽的冷凝潜力。决于烟气中水蒸汽的冷凝潜力。第18页，共142页，编辑于2022年，星期四f.优化优化烟气冷凝回收装置应由换热器主体、烟气系统、被加热水系统（或其他介烟气冷凝回收装置应由换热器主体、烟气系统、被加热水系统（或其他介质）、排气与泄水装置、调节阀、温度和压力传感器等组成。质）、排气与泄水装置、调节阀、温度和压力传感器等组成。烟气冷凝回收装置的设置应符合下列规定：烟气冷凝回收装置的设置应符合下列规定：.应设计安装在靠近锅炉尾部出烟口处，并应设置独立支撑结构；应设计安装在靠近锅炉尾部出烟口处，并应设置独立支撑结构；.宜设置旁通烟道，当不具备设置旁通烟道时，应采取防止被加热水干烧宜设置旁通烟道，当不具备设置旁通烟道时，应采取防止被加热水干烧的措施；的措施；.应设烟气冷凝水排放口，并应对冷凝水收集处理；应设烟气冷凝水排放口，并应对冷凝水收集处理；第19页，共142页，编辑于2022年，星期四装置最高点应设置自动排气阀，最低点应设置泄水阀；装置最高点应设置自动排气阀，最低点应设置泄水阀；.宜设置安全阀。宜设置安全阀。烟气冷凝回收装置的选型应符合下列规定：烟气冷凝回收装置的选型应符合下列规定：.应选用耐腐蚀材料，并应满足锅炉设备使用寿命和承压要求；应选用耐腐蚀材料，并应满足锅炉设备使用寿命和承压要求；.装置的烟气阻力应小于装置的烟气阻力应小于100Pa，不得影响锅炉的正常燃烧和原有出力。，不得影响锅炉的正常燃烧和原有出力。.装置的承压能力应满足热水系统的压力要求；装置的承压能力应满足热水系统的压力要求；.装置应使锅炉热效率提高装置应使锅炉热效率提高5%以上。以上。第20页，共142页，编辑于2022年，星期四（2）气候补偿技术 a.技术介绍 气候补偿技术是一项在传统锅炉房供暖系统中加装一套气候补偿系统，该系统根据监测的室外温度变化及时调节系统供热量，实现按需供热的一项节能技术。该项节能技术应用的节能设备为一套气候补偿系统，该系统主要由气候补偿器、电动调节阀、室外温度传感器、供水温度传感器等几部分组成。第21页，共142页，编辑于2022年，星期四通过在气候补偿器中预设定锅炉供暖运行曲线，并根据室通过在气候补偿器中预设定锅炉供暖运行曲线，并根据室外温度传感器实时监测并输送给气候补偿器的室外温度（变化）外温度传感器实时监测并输送给气候补偿器的室外温度（变化），气候补偿器可依据锅炉供暖运行曲线时时计算出合理、节能，气候补偿器可依据锅炉供暖运行曲线时时计算出合理、节能的总供水温度值作为新的供水温度设定值，并将该温度值与系的总供水温度值作为新的供水温度设定值，并将该温度值与系统实际供水温度值对比，依据该对比值，气候补偿器系统输出统实际供水温度值对比，依据该对比值，气候补偿器系统输出信号控制调节电动调节阀的开度（即调节供暖系统回水量与锅信号控制调节电动调节阀的开度（即调节供暖系统回水量与锅炉供水量的混合比例），通过对总供水温度调节，使系统的实炉供水量的混合比例），通过对总供水温度调节，使系统的实际供水温度与新的供水温度设定值相一致，从而实现锅炉房供际供水温度与新的供水温度设定值相一致，从而实现锅炉房供暖系统根据室外温度的时时变化及时调节系统供热量，达到按暖系统根据室外温度的时时变化及时调节系统供热量，达到按需供热的节能运行方式。需供热的节能运行方式。第22页，共142页，编辑于2022年，星期四b.气候补偿器 在集中采暖系统中，我们不能使用室内温度控制器控制采暖系统。因为一个房间的温度并不能代表整座建筑物对采暖系统的功率需求。所以，人们一般采用根据室外温度，确定采暖系统出水温度，调节采暖系统的输出功率。天气很冷时，调节器给定一个较高的出水温度，随外界温度的升高，出水温度逐渐降低。这一温度变化规律我们称供热曲线。这种调节方式可以保证整个建筑的供暖需求。这种调节器一般在满足基本调节功能，还具有很多其他附加功能，如：第23页，共142页，编辑于2022年，星期四 对一天中的不同时间段进行不同供暖模式的设置。对一周中的不同时间段进行不同供暖模式的设置。对供暖曲线的设置可以更方便、直观。对循环水泵提供控制功能，并可以在供暖系统停止运行期间，定期开启水泵一段时间，防止水泵长期停运抱死。对供暖系统提供控制的同时，还可以对生活热水的生产提供控制。第24页，共142页，编辑于2022年，星期四c.流程流程图图锅炉房气候补偿应用流程图锅炉房气候补偿应用流程图第25页，共142页，编辑于2022年，星期四图图水水-水换热系统（电动三通分流阀）气候补偿应用流程图水换热系统（电动三通分流阀）气候补偿应用流程图第26页，共142页，编辑于2022年，星期四图图水水-水换热（电动两通阀）气候补偿应用流程图水换热（电动两通阀）气候补偿应用流程图第27页，共142页，编辑于2022年，星期四图图水水-水换热（一次侧分布式变频控制）气候补偿应用流程图水换热（一次侧分布式变频控制）气候补偿应用流程图第28页，共142页，编辑于2022年，星期四图图汽汽-水换热气候补偿应用流程图水换热气候补偿应用流程图第29页，共142页，编辑于2022年，星期四d.功能功能人机对话、图文显示；人机对话、图文显示；室外温度、供水温度、回水温度等数据采集；室外温度、供水温度、回水温度等数据采集；手动和自动切换；手动和自动切换；参数设置；参数设置；故障报警、故障查询；故障报警、故障查询；PID或模糊控制等运算调节；或模糊控制等运算调节；根据室外气候条件及用户的负荷需求的供热曲线自动调节；根据室外气候条件及用户的负荷需求的供热曲线自动调节；数据存储；数据存储；控制器自检。控制器自检。第30页，共142页，编辑于2022年，星期四(3)分时分区控制技术分时分区控制技术a.技术介绍技术介绍这是一种在供热系统中对供热要求不同的各区域采取分别控这是一种在供热系统中对供热要求不同的各区域采取分别控制的运行方式。各种类型建筑物由于自身使用功能的不同，在制的运行方式。各种类型建筑物由于自身使用功能的不同，在一昼夜内每一个时间段所需供热量是不同的。采用本技术后，一昼夜内每一个时间段所需供热量是不同的。采用本技术后，可对集中供热区域中不同的建筑物进行供热分区，并对一天中可对集中供热区域中不同的建筑物进行供热分区，并对一天中的时间段做出合理划分，并计算出每个时间段的供热负荷。的时间段做出合理划分，并计算出每个时间段的供热负荷。第31页，共142页，编辑于2022年，星期四在使用功能不同（如夜间无需供热）的建筑物供热支路加装电动在使用功能不同（如夜间无需供热）的建筑物供热支路加装电动阀，选取其典型房间放置室内温度传感器，并在热源设置分时分区控制阀，选取其典型房间放置室内温度传感器，并在热源设置分时分区控制器。根据具体使用时间及要求，通过分时分区控制器来控制阀门的启闭，器。根据具体使用时间及要求，通过分时分区控制器来控制阀门的启闭，使这些建筑物在使用期间室内温度保持在规定室温以上；在非使用期间使这些建筑物在使用期间室内温度保持在规定室温以上；在非使用期间使室内温度保持在防冻温度。使室内温度保持在防冻温度。第32页，共142页，编辑于2022年，星期四b.技术可行性技术可行性 对供热系统中供热要求不同的区域进行分时分区控制，这种运行方式对对供热系统中供热要求不同的区域进行分时分区控制，这种运行方式对于供热系统来说是最具有节能潜力的地方。在需要分时分区控制的区域分别于供热系统来说是最具有节能潜力的地方。在需要分时分区控制的区域分别选取典型房间放置室内温度传感器，分时分区控制器通过测试室外温度和典选取典型房间放置室内温度传感器，分时分区控制器通过测试室外温度和典型房间室内温度来控制电动阀的开闭，达到对这些对供热要求不同的区域的型房间室内温度来控制电动阀的开闭，达到对这些对供热要求不同的区域的分时分区控制。该技术已成熟应用，技术实施上不存在难点。分时分区控制。该技术已成熟应用，技术实施上不存在难点。第33页，共142页，编辑于2022年，星期四c.经济可行性经济可行性 基本数据基本数据简单计算表明，分时供暖夜间设定温度可以节能。我们以一个没简单计算表明，分时供暖夜间设定温度可以节能。我们以一个没有热惰性的建筑物为例。它的房间温度可以在瞬间由有热惰性的建筑物为例。它的房间温度可以在瞬间由20下降到下降到8或由或由8上升到上升到20。假设该建筑的夜间室内温度设低周期。假设该建筑的夜间室内温度设低周期8小时，则小时，则24小时的平均温度为：小时的平均温度为：(2016+88)24=1624小时的室内平均温度比不使用分时分区控制技术时下降了小时的室内平均温度比不使用分时分区控制技术时下降了4，每下降，每下降1计算可节能计算可节能5%，则共节能，则共节能5420%。分区控制可应用于不同供暖分区控制可应用于不同供暖需求、不同用热规律的建筑物。需求、不同用热规律的建筑物。经济性分析见右表经济性分析见右表.第34页，共142页，编辑于2022年，星期四e.环境效益环境效益应用分时分区控制技术后，可降低二氧化碳排量为：应用分时分区控制技术后，可降低二氧化碳排量为：CO2减排量：减排量：CO2gas=QsavingsHgasCOgas=28086.90.0350.055=55.6tons/年年.第35页，共142页，编辑于2022年，星期四f.流程图流程图第36页，共142页，编辑于2022年，星期四（4）管网水力平衡技术）管网水力平衡技术a.技术介绍技术介绍本技术适用于热力输配管网，目的是通过技术手段实现各终端热用户本技术适用于热力输配管网，目的是通过技术手段实现各终端热用户（建筑物）之间管网水力工况平衡，提高管网水力工况的稳定性，使供热系（建筑物）之间管网水力工况平衡，提高管网水力工况的稳定性，使供热系统正常运行，可以节约无效的热能和电能消耗。统正常运行，可以节约无效的热能和电能消耗。目前，北京地区以及国内其他采暖城市供热管网绝大多数为定流量系统。在目前，北京地区以及国内其他采暖城市供热管网绝大多数为定流量系统。在实际运行中，这种系统的典型问题之一就是水力工况不平衡，近端用户过热、实际运行中，这种系统的典型问题之一就是水力工况不平衡，近端用户过热、远端用户供热不足，系统供热质量不高。管网水力工况不平衡直接与管网运行远端用户供热不足，系统供热质量不高。管网水力工况不平衡直接与管网运行模式有关：在变流量系统中一般不会出现水力工况不平衡问题，管网水力工况模式有关：在变流量系统中一般不会出现水力工况不平衡问题，管网水力工况失衡只出现在定流量系统、或出现在从定流量系统向变流量系统转换过程中。失衡只出现在定流量系统、或出现在从定流量系统向变流量系统转换过程中。第37页，共142页，编辑于2022年，星期四可能导致系统水力工况失调的原因有：可能导致系统水力工况失调的原因有：系统在大流量、小温差工况下运行，与设计工况偏离；系统在大流量、小温差工况下运行，与设计工况偏离；热用户热力入口设备工况改变（阀门开度改变、私自拆装设备等）热用户热力入口设备工况改变（阀门开度改变、私自拆装设备等），造成系统水利工况改变。，造成系统水利工况改变。特别需要指出的事，在系统水力工况失调，近端用户过热、远特别需要指出的事，在系统水力工况失调，近端用户过热、远端用户供热不足时，不能采取加大循环泵扬程和循环流量的办法，端用户供热不足时，不能采取加大循环泵扬程和循环流量的办法，这种办法没有解决系统失衡问题，只是掩盖了问题，只会造成系统这种办法没有解决系统失衡问题，只是掩盖了问题，只会造成系统热能、电能的更大浪费。热能、电能的更大浪费。第38页，共142页，编辑于2022年，星期四b.技术措施技术措施解决管网水利工况失调，提高水力稳定性，可以选择以下几种技术措施：解决管网水利工况失调，提高水力稳定性，可以选择以下几种技术措施：在管网中安装压差控制阀；在管网中安装压差控制阀；在管网中某些点限制流量（定流量）；在管网中某些点限制流量（定流量）；建筑物热力入口安装静态平衡阀；建筑物热力入口安装静态平衡阀；建筑物热力入口安装动态平衡阀；建筑物热力入口安装动态平衡阀；建筑物热力入口加装混合回路，对建筑物独立进行温度控制；建筑物热力入口加装混合回路，对建筑物独立进行温度控制；为供热建筑物设立独立热力站，将建筑物与管网进行水力分离。为供热建筑物设立独立热力站，将建筑物与管网进行水力分离。上述技术措施上述技术措施-是调节管网水力平衡的方法，是调节管网水力平衡的方法，-着眼于对单栋着眼于对单栋建筑供热进行控制。改善管网水力工况，需要对管网以及热用户的情况具体分析选择建筑供热进行控制。改善管网水力工况，需要对管网以及热用户的情况具体分析选择合适的技术措施。合适的技术措施。第39页，共142页，编辑于2022年，星期四技术措施作用原理介绍技术措施作用原理介绍差压控制差压控制差压控制阀用于把系统的差压稳定在一定范围内。当系统的差压增加差压控制阀用于把系统的差压稳定在一定范围内。当系统的差压增加时，阀门减少开度消耗额外的压力。与此相反，阀门一旦增大，即意味着时，阀门减少开度消耗额外的压力。与此相反，阀门一旦增大，即意味着阀门的压降减少，系统的差压也逐步到达预设值。阀门的压降减少，系统的差压也逐步到达预设值。第40页，共142页，编辑于2022年，星期四流量控制流量控制同时使用静态平衡阀和动态平衡阀调节流量，但它们的应用条件各异。同时使用静态平衡阀和动态平衡阀调节流量，但它们的应用条件各异。静态平衡阀为流量的静态调整，是一次性手动调节，不能够自主随系统工况变静态平衡阀为流量的静态调整，是一次性手动调节，不能够自主随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。需通过手动设定流量，并能测量流量。平化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。需通过手动设定流量，并能测量流量。平衡阀的作用对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，衡阀的作用对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡。当调整动作完成时，阀流阻力不可能再随着系统条件的达到各个环路的阻力平衡。当调整动作完成时，阀流阻力不可能再随着系统条件的变化而发生变化，即，当系统条件变化时，每个循环的流量也变化。变化而发生变化，即，当系统条件变化时，每个循环的流量也变化。第41页，共142页，编辑于2022年，星期四定流量阀也称为自力式流量控制阀。在一定的工作压差范围内，它可定流量阀也称为自力式流量控制阀。在一定的工作压差范围内，它可以有效地控制通过的流量。例如：当阀门前后的压差增大时，通过阀门的以有效地控制通过的流量。例如：当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定；应用定流量阀的管路系统压差不能小于阀门所要求的正以保持流量恒定；应用定流量阀的管路系统压差不能小于阀门所要求的正常工作压差范围，因为阀门本身不能提供额外压头，此时即使阀门全开，常工作压差范围，因为阀门本身不能提供额外压头，此时即使阀门全开，流量仍将低于规定流量，不能起控制作用。流量仍将低于规定流量，不能起控制作用。第42页，共142页，编辑于2022年，星期四平衡阀的选用及安装平衡阀的选用及安装自动差压控制阀、平衡阀的选择应依据已知设计流量和差压相适合的阀自动差压控制阀、平衡阀的选择应依据已知设计流量和差压相适合的阀门性能指数（门性能指数（Kv值）确定。不能直接根据连接管网的管径选择。值）确定。不能直接根据连接管网的管径选择。静态平衡阀可安装在供水立管上，也可安装在回水立管上，一般是安装在回静态平衡阀可安装在供水立管上，也可安装在回水立管上，一般是安装在回水立管上。水立管上。自力式差压控制阀应安装在回水管上。调节器的压力传感器通过毛细管与进水管自力式差压控制阀应安装在回水管上。调节器的压力传感器通过毛细管与进水管连接。毛细管不能安装在进水管底端。否则，毛细管易受水中的泥沙污染。连接。毛细管不能安装在进水管底端。否则，毛细管易受水中的泥沙污染。平衡阀的最终定型和它们位置的确定应依据特定操作工况下管网的水力分析。平衡阀的最终定型和它们位置的确定应依据特定操作工况下管网的水力分析。第43页，共142页，编辑于2022年，星期四原则上，管网的平衡阀设置在各幢建筑物的前端，或者在一组建筑物原则上，管网的平衡阀设置在各幢建筑物的前端，或者在一组建筑物的前端，如下图所示：的前端，如下图所示：图图1管网的平衡管网的平衡第44页，共142页，编辑于2022年，星期四建筑物供热控制建筑物供热控制建筑物级的供热控制可以采用混合回路或单幢建筑物热力站。现代化的建筑物级的供热控制可以采用混合回路或单幢建筑物热力站。现代化的最终用户控制系统都采用这些装置：最终用户控制系统都采用这些装置：混合回路混合回路混合回路是一种能允许不同建筑物的用户自行对供热温度进行独立控制混合回路是一种能允许不同建筑物的用户自行对供热温度进行独立控制的技术。如果供热管网中存在水力不平衡的问题，采用混合回路有助于解决的技术。如果供热管网中存在水力不平衡的问题，采用混合回路有助于解决这个问题。这个问题。混合回路能够提供很多用换热器方案也能提供的控制功能。如果不需要将用混合回路能够提供很多用换热器方案也能提供的控制功能。如果不需要将用户和管网进行水力分离，混合回路的投资额相对比较低。户和管网进行水力分离，混合回路的投资额相对比较低。混合回路的构成包括循环泵、调节阀、电子控制器、差压控制阀、平衡混合回路的构成包括循环泵、调节阀、电子控制器、差压控制阀、平衡阀、热量表及温度传感器。阀、热量表及温度传感器。第45页，共142页，编辑于2022年，星期四第46页，共142页，编辑于2022年，星期四建筑物热力站建筑物热力站换热器的应用是一种能够对不同建筑物的供水温度进行独立控制的换热器的应用是一种能够对不同建筑物的供水温度进行独立控制的技术。如果管网存在水力不平衡，利用换热器设备有助于解决这种问题。技术。如果管网存在水力不平衡，利用换热器设备有助于解决这种问题。换热器设备通常包括换热器、循环泵、调节阀、电子控制器、换热器设备通常包括换热器、循环泵、调节阀、电子控制器、差压控制阀、平衡阀、能量表、温度传感器、定压系统、补水系差压控制阀、平衡阀、能量表、温度传感器、定压系统、补水系统、以及安全阀。统、以及安全阀。换热器设备能够提供很多由混合回路也能提供的控制功能。换热器设备能够提供很多由混合回路也能提供的控制功能。但是，换热器设备可以使热用户与管网实现水力分离，这是与混但是，换热器设备可以使热用户与管网实现水力分离，这是与混合回路的主要区别。换热器设备的投资额通常比混合回路设备的合回路的主要区别。换热器设备的投资额通常比混合回路设备的投资额高。投资额高。第47页，共142页，编辑于2022年，星期四图图3热力站原理图热力站原理图第48页，共142页，编辑于2022年，星期四c.技术可行性技术可行性固定流量小区供热系统中管网平衡为常规惯例，在技术应固定流量小区供热系统中管网平衡为常规惯例，在技术应用上没有特别问题。用上没有特别问题。在现代化供热系统中，混合回路和建筑物热力站都属于常用在现代化供热系统中，混合回路和建筑物热力站都属于常用技术，运行可靠。但目前在国内应用不多，处于探索积累经验阶技术，运行可靠。但目前在国内应用不多，处于探索积累经验阶段。段。第49页，共142页，编辑于2022年，星期四d.经济可行性经济可行性管网水力平衡成本费用与所采取的技术措施及项目的具体情况管网水力平衡成本费用与所采取的技术措施及项目的具体情况有关，不能一概而论。有关，不能一概而论。对于对于10,000平方米建筑物，一般建筑物的平均热负荷通常为平方米建筑物，一般建筑物的平均热负荷通常为300kW左左右。右。整套现代化混合回路装置的粗略估价为：整套现代化混合回路装置的粗略估价为：150,000RMB/MW；整；整套建筑物热力站的粗略估价为：套建筑物热力站的粗略估价为：250,000RMB/MW。有关建筑物耗热控制的实例计算，参见下节。计算表明，简单投资回收年有关建筑物耗热控制的实例计算，参见下节。计算表明，简单投资回收年限大约为限大约为7年。年。第50页，共142页，编辑于2022年，星期四e.环境效益环境效益计算表明，对于一个供热面积为计算表明，对于一个供热面积为10万平方米的系统来说，由于系统万平方米的系统来说，由于系统能耗降低可带来年减排能耗降低可带来年减排CO2120吨的环境效益。吨的环境效益。第51页，共142页，编辑于2022年，星期四f.优化优化水力平衡优化包括下列内容：水力平衡优化包括下列内容：优化管网布局及调整管径，使并联环路之间压力损失相对差额优化管网布局及调整管径，使并联环路之间压力损失相对差额的计算值达到最小；的计算值达到最小；在干、支管道或换热末端上设置水力平衡及调节阀门；在干、支管道或换热末端上设置水力平衡及调节阀门；在经济技术比较合理前提下，一次管网可选用分布式变频泵技术；在经济技术比较合理前提下，一次管网可选用分布式变频泵技术；在经济技术比较合理前提下，二次管网可选用末端混水技术。在经济技术比较合理前提下，二次管网可选用末端混水技术。第52页，共142页，编辑于2022年，星期四水力平衡及调节阀门的选用应根据下列条件确定：水力平衡及调节阀门的选用应根据下列条件确定：供热管网内流量随负荷变化变化与否，即供热管网形式；供热管网内流量随负荷变化变化与否，即供热管网形式；供热管网运行调节模式；供热管网运行调节模式；热计量及温控形式；热计量及温控形式；设计流量、压差和产品的相关技术参数及厂家技术要求。设计流量、压差和产品的相关技术参数及厂家技术要求。常见水力平衡及调节阀门，其应用原则如下：常见水力平衡及调节阀门，其应用原则如下：水力平衡阀应用于定流量系统、部分负荷时压差和流量变化较小的变水力平衡阀应用于定流量系统、部分负荷时压差和流量变化较小的变流量系统；不适用于部分负荷时压差和流量变化较大的变流量系统；应用时流量系统；不适用于部分负荷时压差和流量变化较大的变流量系统；应用时应注意逐级安装以方便调试。应注意逐级安装以方便调试。第53页，共142页，编辑于2022年，星期四自力式流量控制阀应用于定流量系统等需要维持某特定位置流量自力式流量控制阀应用于定流量系统等需要维持某特定位置流量恒定的应用，不应用于流量会产生变化的部位供热管网运行调节模式；恒定的应用，不应用于流量会产生变化的部位供热管网运行调节模式；应用时无特殊情况应单级安装。应用时无特殊情况应单级安装。自力式压差控制阀应用于部分负荷时压差和流量变化较大的变流量系统、可自力式压差控制阀应用于部分负荷时压差和流量变化较大的变流量系统、可能被改造为变流量系统的定流量系统，或其他需要维持系统内某环路资用压差相能被改造为变流量系统的定流量系统，或其他需要维持系统内某环路资用压差相对恒定的场合，；应用时无特殊情况应单级安装。对恒定的场合，；应用时无特殊情况应单级安装。动态压差平衡性电动调节阀可用于变流量系统的末端温控，或其他需动态压差平衡性电动调节阀可用于变流量系统的末端温控，或其他需兼顾水力平衡与控制的场合；应用时无特殊情况应单级安装。兼顾水力平衡与控制的场合；应用时无特殊情况应单级安装。第54页，共142页，编辑于2022年，星期四（5）水泵变频调速技术）水泵变频调速技术a.技术介绍技术介绍调速泵是通过改变泵叶轮转速而灵活调整泵的扬程和水流量。泵调速后可以在高调速泵是通过改变泵叶轮转速而灵活调整泵的扬程和水流量。泵调速后可以在高效工况下运转，达到即满足使用工况要求而又节约能源（节约泵耗电量）的目的。效工况下运转，达到即满足使用工况要求而又节约能源（节约泵耗电量）的目的。这是目前广泛使用的通用技术。这是目前广泛使用的通用技术。调速泵的原理是在泵的电机上连接一个变频器，变频器可将电源频率（通常调速泵的原理是在泵的电机上连接一个变频器，变频器可将电源频率（通常为为50Hz）调到一较低的频率并相应地使泵电动机在一低速上运行。泵电动机的速）调到一较低的频率并相应地使泵电动机在一低速上运行。泵电动机的速度取决于电源频率和电动机构造（例如两极电动机，四极电动机等）。度取决于电源频率和电动机构造（例如两极电动机，四极电动机等）。供热系统中，锅炉房、热力站和建筑物等可能安装有循环泵、补水供热系统中，锅炉房、热力站和建筑物等可能安装有循环泵、补水泵、加压泵及混合泵等，在供热系统中应用的场合较多。泵、加压泵及混合泵等，在供热系统中应用的场合较多。该技术涉及的设备有：水泵（离心泵）、泵电动机（交流电动机）和该技术涉及的设备有：水泵（离心泵）、泵电动机（交流电动机）和变频变频器。器。第55页，共142页，编辑于2022年，星期四b.适应范围适应范围调速泵技术适用于多种情况，例如：调速泵技术适用于多种情况，例如：变流量供热系统：水泵的流量和扬程必须根据需要而随时调变流量供热系统：水泵的流量和扬程必须根据需要而随时调节，如锅炉房和热力站等处都要使用调速循环泵才能满足调节的节，如锅炉房和热力站等处都要使用调速循环泵才能满足调节的需要；需要；定流量供热系统：目前一般都是水泵额定流量过大、通过阀门节流而调定流量供热系统：目前一般都是水泵额定流量过大、通过阀门节流而调节水泵的扬程和流量，节水泵的扬程和流量，阀门节流实际上就是能量浪费。通过调速泵技术，用阀门节流实际上就是能量浪费。通过调速泵技术，用调节水泵的速度代替阀门调节，就可以节省阀门节流所造成的能耗；调节水泵的速度代替阀门调节，就可以节省阀门节流所造成的能耗；第56页，共142页，编辑于2022年，星期四补水系统：用调速泵补水，不仅节省补水泵的电耗，而且使系补水系统：用调速泵补水，不仅节省补水泵的电耗，而且使系统的定压点的压力波动幅度大幅度下降，利于系统的稳定运行。统的定压点的压力波动幅度大幅度下降，利于系统的稳定运行。图图1表示定速泵节流阀的定流量系统中水压的分布情况，图表示定速泵节流阀的定流量系统中水压的分布情况，图2表示在同一系统中，如果用变频器控制变速泵作为定速泵节流阀表示在同一系统中，如果用变频器控制变速泵作为定速泵节流阀替代方案时的水压分布情况。由图可以看出，在保持用户同样水压替代方案时的水压分布情况。由图可以看出，在保持用户同样水压分布的情况下，调速泵节省了节流阀的损失。分布的情况下，调速泵节省了节流阀的损失。第57页，共142页，编辑于2022年，星期四图图1定速增压泵和节流阀压力曲线在内的简化流程图定速增压泵和节流阀压力曲线在内的简化流程图图图2包括（变频器控制的）变速增压包括（变频器控制的）变速增压 泵压力曲线在内的简化流程图泵压力曲线在内的简化流程图一般来说，变频器即可以提高频率也可以降低频率，但频率提一般来说，变频器即可以提高频率也可以降低频率，但频率提高的幅度远远小于频率降低的幅度。同时要注意，频率提高后泵耗高的幅度远远小于频率降低的幅度。同时要注意，频率提高后泵耗电量高于额定耗电量，电机发热量增加，有可能导致电机过热而停电量高于额定耗电量，电机发热量增加，有可能导致电机过热而停机或损坏。机或损坏。第58页，共