供热系统节能PPT讲稿.ppt
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1、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1
2、42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
3、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1
4、42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,
5、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
6、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
7、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,
8、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
9、 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
10、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,
11、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
12、,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
13、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
14、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
15、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
16、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
17、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,
18、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
19、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
20、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
21、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
22、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
23、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
24、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
25、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
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