论文部分内容阅读
摘要：本文简要分析了矿区供热系统，对矿区供热系统的热源、热媒输送管网进行优化，使能耗指标进一步降低，在确保供热质量的前提下，做到了节能减排，降本效益。
关键词：供热系统效率;锅炉;管网;降本增效
前言：随着矿区的发展供热面积每年都在增加，现已超出原设计的供热面积，且公司大力推行节能减排，降本效益的趋势下，必须对供热系统进行优化调整，提高矿区集中供热系统效率，提高供热质量，确保办公区及生产区的供暖温度达标的同时保障供暖设备设施及管网的安全、稳定。
一、矿区供热系统现状分析
目前矿区供暖总面积约55万平方米，根据矿区供暖设计要求， 办公区温度在25℃以上，生产区温度在18℃以上。根据矿区供热面积和供热温度的标准，现有的供热系统存在设备老化、出力不足、部分系统设计不合理、技术落后等问题导致供热系统效率较低。
1.锅炉容量与供热面积不匹配，热效率较低。目前配备3台14MW循环流化床热水锅炉（两用一备）、2台17.5MW循环流化床蒸汽锅炉（一用一备）及两台18MW等离子换热器（一用一备），按照上述设计要求，三台炉运行时的总功率为45.5MW，最多能满足36.4万平米的供暖，因此无法满足锅炉的三用一备要求，再加上因锅炉老化， 热效率降低，这些都是按照现有的设计能力计算的短缺量， 如果考虑系统的实际情况和供暖面积的扩容前景， 供热容量不足就会越来越明显。
2.管网老化、布置不合理，管网热效率降低。矿区供暖管网投入使用近二十年， 大都采用直埋式布置， 由于当时施工质量较差， 特别是管道保温不标准， 且局部地方存在积水或潮湿， 造成供暖管网长期在水中浸泡， 热损和腐蚀较大。部分管道、阀门及伸缩器老化、腐蚀，出现漏水现象，给供暖工作增加了较大的困难。管网布置不合理、温度不可调、维修困难。目前一部分采暖管网过长导致热损失严重，另一部分管网供暖温度过高，导致供暖质量差别较大的现象。
3.供暖设备设施老化。由于矿区供暖面积逐年增加， 对供暖设备能力和可靠性提出了更高要求， 目前部分锅炉热效率下降，等离子换热器到达最大寿命，出现管束频繁漏水故障， 造成检修维护困难， 影响设备安全运行和供暖工作。
4.能耗较高，需进一步节能降耗。锅炉用水、用电、燃煤消耗处于较高状态，导致脱硫剂、脱硝剂用量也出现相应的增多，不利于企业的节能减排、降本增效。
5.运行人员业务水平较低， 工作能力有待提高。目前， 从事锅炉运行人员的知识结构参差不齐、业务能力普遍较低， 文化水平不高， 对供暖工作的顺利进行产生不利因素， 他们接受知识的能力有限， 对工作中的操作理解掌握不到位， 影响工作质量， 是供暖工作的潜在隐患。
二、提高矿区供暖供热效率
1.改造锅炉，提高热效率。对现有五台进行大修，包括炉墙、炉顶、管束、耐火层及辅机的维修，确保室外温度低时4台锅炉同时运行，甚至5台锅炉全部运行的情况下避免出现故障停炉，影响供暖工作。针对锅炉热效率低的情况，通过研究和计算将5台锅炉的原有Φ51×5mm埋管更换为φ60×5mm埋管，增加锅炉的受热面，提高了锅炉的热效率。
2.供暖管网的节能改造。由于供暖管网存在设计不合理，系统不平衡，管径偏小，管道老化管道阻力大，管道保温效果差的问题。对供暖管网进行了改造。对供暖系统进行了合理的分区，将原老旧的供暖管线全部拆除，更换为新的管道，这样大大减小了管道阻力，解决了管阀跑冒滴漏问题。管道保温的目的是减少热损失，使热水温降要小，以满足供暖的要求，同时保证热媒在循环过程中不冻结。这就要求保温材料传热系数要小，重量轻，强度高，防水耐温，聚氨酯材料具有这些特点，埋地管道全部采用成品直埋保温管，外护壳采用5mm厚高密度聚乙烯，保温层厚度50mm采用聚氨酯泡沫，用这种保温方式，热损失大大降低，节能效果显著。
3.更新老化设备。更新了2台已到使用年限的等离子换热器，采用新换热器既要方便操作又能降低维护费用， 还能提高供暖设备运行的安全性和可靠性。
4.采取多种节能降耗措施，同时提高供熱效率。（1）调整锅炉燃烧工况。锅炉燃烧工况的好坏无论是对锅炉运行的效率、节能减排及环保方面有极大的影响，因此无论锅炉正常运行或锅炉启停过程，应科学调整燃烧，以确保燃烧工况合理、稳定。在满足外网需要的供水流量和蒸汽流量的前提下、调整锅炉燃烧工况，将锅炉燃烧工况保持在最佳状态，较上一采暖期燃煤费节省了35.2万元，保证了锅炉运行的安全性和经济性。具体调整如下：①调整风量，保持鼓风和引风配比在最合理区间;②调整料层厚度，锅炉最佳料层厚度控制在500mm，若料层过薄，炉膛温度过低，锅炉热效率低，料层过厚，时燃煤无法流化，导致煤无法充分燃烧，锅炉热效率低;③控制炉温，锅炉沸腾段温度保持在850-900℃之间，使煤料充分燃烧，此温度范围也是脱硝剂、脱硫剂的最佳反应温度区间。
（2）冷凝水回收再利用。现有2台17.5MW循环流化床蒸汽锅炉，每台锅炉平均蒸发量约为14-20t/h，2台锅炉联合运行一小时将产生28-40t的蒸发量。蒸汽凝结后产生的大量冷凝水大部分外排，造成大量水资源与热量的流失，能源无法得到有效利用，增加污水处理成本、锅炉运行成本。通过改造后，新制作安装40m?冷凝水箱和20m?清水箱，用于收集冷凝水，冷凝水进入冷凝水箱经沉淀泥沙，在通过黄锈水过滤器滤进入清水箱后全部用于锅炉循环使用。改造后回收利用冷凝水，原来每小时水处理设备产水40吨，现在每小时设备产水20吨，节约用水每小时20吨，相当于每小时有20吨的85℃的冷凝水回收利用，按照处理软水费用每吨12.5元（含水费每吨5.97元，加热水燃煤费，软化水所需的活性炭费用，进化水消耗树脂的费用，盐的费用），每年年约节约58.8万元。因采用较高温度的冷凝水后燃料燃烧量的减少可减轻大气污染，也就减少了烟尘、二氧化硫及氮氧化合物的排放量。同时，消除了因排放冷凝水而产生的热气，改善了工作环境。（3）二次蒸汽的回收利用。2台17.5MW循环流化床蒸汽锅炉各配套一台连续排污膨胀器，产生的二次蒸汽直接外排，2台等离子换热器换热后产生的二次蒸汽同样直接外排，造成大量热源浪费。通过改造连续排污膨胀器和等离子换热器二次蒸汽接入采暖系统，1000余平米的厂房及皮带走廊的热水供暖改造为蒸汽采暖，减轻了供暖压力，节省了部分取暖费用。（4）采用高效能电机，降低用电量。锅炉房及换热站原有高耗能电机全部更换为高效能变频电机，电机根据锅炉实际负荷实时自动调节频率，达到低负荷、低能耗运行。
5.提高运行人员业务水平。结合运行人员的基本文化知识水平， 应该对锅炉运行人员定期进行专业知识、设备操作及相关岗位安全培训， 使运行人员掌握锅炉及辅机操作和安全运行技能， 同时安排各类应急演练。加强单位之间的对标学习，提高自己的业务能力。实战演练的最好方法是我们采取师带徒的方式进行一对一、手把手的传、帮、带， 既提高了人员的素质， 也使拥有一定文化知识和实践操作经验的运行工，能发挥其所长， 同时可以促进整体职工综合素质的提高。
结束语：综上所述， 要搞好矿区的供暖工作， 应该认清供暖系统中存在的问题， 针对现存问题研究解决对策， 合理安排资金进行供暖设备设施改造，同时提高职工的专业知识和技能， 才能为矿区生产和办公提供高质量的供暖服务。
参考文献
[2]贺平.供热工程[M].中国建筑工业出版社.
[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[S].中国建筑工业出版社.
关键词：供热系统效率;锅炉;管网;降本增效
前言：随着矿区的发展供热面积每年都在增加，现已超出原设计的供热面积，且公司大力推行节能减排，降本效益的趋势下，必须对供热系统进行优化调整，提高矿区集中供热系统效率，提高供热质量，确保办公区及生产区的供暖温度达标的同时保障供暖设备设施及管网的安全、稳定。
一、矿区供热系统现状分析
目前矿区供暖总面积约55万平方米，根据矿区供暖设计要求， 办公区温度在25℃以上，生产区温度在18℃以上。根据矿区供热面积和供热温度的标准，现有的供热系统存在设备老化、出力不足、部分系统设计不合理、技术落后等问题导致供热系统效率较低。
1.锅炉容量与供热面积不匹配，热效率较低。目前配备3台14MW循环流化床热水锅炉（两用一备）、2台17.5MW循环流化床蒸汽锅炉（一用一备）及两台18MW等离子换热器（一用一备），按照上述设计要求，三台炉运行时的总功率为45.5MW，最多能满足36.4万平米的供暖，因此无法满足锅炉的三用一备要求，再加上因锅炉老化， 热效率降低，这些都是按照现有的设计能力计算的短缺量， 如果考虑系统的实际情况和供暖面积的扩容前景， 供热容量不足就会越来越明显。
2.管网老化、布置不合理，管网热效率降低。矿区供暖管网投入使用近二十年， 大都采用直埋式布置， 由于当时施工质量较差， 特别是管道保温不标准， 且局部地方存在积水或潮湿， 造成供暖管网长期在水中浸泡， 热损和腐蚀较大。部分管道、阀门及伸缩器老化、腐蚀，出现漏水现象，给供暖工作增加了较大的困难。管网布置不合理、温度不可调、维修困难。目前一部分采暖管网过长导致热损失严重，另一部分管网供暖温度过高，导致供暖质量差别较大的现象。
3.供暖设备设施老化。由于矿区供暖面积逐年增加， 对供暖设备能力和可靠性提出了更高要求， 目前部分锅炉热效率下降，等离子换热器到达最大寿命，出现管束频繁漏水故障， 造成检修维护困难， 影响设备安全运行和供暖工作。
4.能耗较高，需进一步节能降耗。锅炉用水、用电、燃煤消耗处于较高状态，导致脱硫剂、脱硝剂用量也出现相应的增多，不利于企业的节能减排、降本增效。
5.运行人员业务水平较低， 工作能力有待提高。目前， 从事锅炉运行人员的知识结构参差不齐、业务能力普遍较低， 文化水平不高， 对供暖工作的顺利进行产生不利因素， 他们接受知识的能力有限， 对工作中的操作理解掌握不到位， 影响工作质量， 是供暖工作的潜在隐患。
二、提高矿区供暖供热效率
1.改造锅炉，提高热效率。对现有五台进行大修，包括炉墙、炉顶、管束、耐火层及辅机的维修，确保室外温度低时4台锅炉同时运行，甚至5台锅炉全部运行的情况下避免出现故障停炉，影响供暖工作。针对锅炉热效率低的情况，通过研究和计算将5台锅炉的原有Φ51×5mm埋管更换为φ60×5mm埋管，增加锅炉的受热面，提高了锅炉的热效率。
2.供暖管网的节能改造。由于供暖管网存在设计不合理，系统不平衡，管径偏小，管道老化管道阻力大，管道保温效果差的问题。对供暖管网进行了改造。对供暖系统进行了合理的分区，将原老旧的供暖管线全部拆除，更换为新的管道，这样大大减小了管道阻力，解决了管阀跑冒滴漏问题。管道保温的目的是减少热损失，使热水温降要小，以满足供暖的要求，同时保证热媒在循环过程中不冻结。这就要求保温材料传热系数要小，重量轻，强度高，防水耐温，聚氨酯材料具有这些特点，埋地管道全部采用成品直埋保温管，外护壳采用5mm厚高密度聚乙烯，保温层厚度50mm采用聚氨酯泡沫，用这种保温方式，热损失大大降低，节能效果显著。
3.更新老化设备。更新了2台已到使用年限的等离子换热器，采用新换热器既要方便操作又能降低维护费用， 还能提高供暖设备运行的安全性和可靠性。
4.采取多种节能降耗措施，同时提高供熱效率。（1）调整锅炉燃烧工况。锅炉燃烧工况的好坏无论是对锅炉运行的效率、节能减排及环保方面有极大的影响，因此无论锅炉正常运行或锅炉启停过程，应科学调整燃烧，以确保燃烧工况合理、稳定。在满足外网需要的供水流量和蒸汽流量的前提下、调整锅炉燃烧工况，将锅炉燃烧工况保持在最佳状态，较上一采暖期燃煤费节省了35.2万元，保证了锅炉运行的安全性和经济性。具体调整如下：①调整风量，保持鼓风和引风配比在最合理区间;②调整料层厚度，锅炉最佳料层厚度控制在500mm，若料层过薄，炉膛温度过低，锅炉热效率低，料层过厚，时燃煤无法流化，导致煤无法充分燃烧，锅炉热效率低;③控制炉温，锅炉沸腾段温度保持在850-900℃之间，使煤料充分燃烧，此温度范围也是脱硝剂、脱硫剂的最佳反应温度区间。
（2）冷凝水回收再利用。现有2台17.5MW循环流化床蒸汽锅炉，每台锅炉平均蒸发量约为14-20t/h，2台锅炉联合运行一小时将产生28-40t的蒸发量。蒸汽凝结后产生的大量冷凝水大部分外排，造成大量水资源与热量的流失，能源无法得到有效利用，增加污水处理成本、锅炉运行成本。通过改造后，新制作安装40m?冷凝水箱和20m?清水箱，用于收集冷凝水，冷凝水进入冷凝水箱经沉淀泥沙，在通过黄锈水过滤器滤进入清水箱后全部用于锅炉循环使用。改造后回收利用冷凝水，原来每小时水处理设备产水40吨，现在每小时设备产水20吨，节约用水每小时20吨，相当于每小时有20吨的85℃的冷凝水回收利用，按照处理软水费用每吨12.5元（含水费每吨5.97元，加热水燃煤费，软化水所需的活性炭费用，进化水消耗树脂的费用，盐的费用），每年年约节约58.8万元。因采用较高温度的冷凝水后燃料燃烧量的减少可减轻大气污染，也就减少了烟尘、二氧化硫及氮氧化合物的排放量。同时，消除了因排放冷凝水而产生的热气，改善了工作环境。（3）二次蒸汽的回收利用。2台17.5MW循环流化床蒸汽锅炉各配套一台连续排污膨胀器，产生的二次蒸汽直接外排，2台等离子换热器换热后产生的二次蒸汽同样直接外排，造成大量热源浪费。通过改造连续排污膨胀器和等离子换热器二次蒸汽接入采暖系统，1000余平米的厂房及皮带走廊的热水供暖改造为蒸汽采暖，减轻了供暖压力，节省了部分取暖费用。（4）采用高效能电机，降低用电量。锅炉房及换热站原有高耗能电机全部更换为高效能变频电机，电机根据锅炉实际负荷实时自动调节频率，达到低负荷、低能耗运行。
5.提高运行人员业务水平。结合运行人员的基本文化知识水平， 应该对锅炉运行人员定期进行专业知识、设备操作及相关岗位安全培训， 使运行人员掌握锅炉及辅机操作和安全运行技能， 同时安排各类应急演练。加强单位之间的对标学习，提高自己的业务能力。实战演练的最好方法是我们采取师带徒的方式进行一对一、手把手的传、帮、带， 既提高了人员的素质， 也使拥有一定文化知识和实践操作经验的运行工，能发挥其所长， 同时可以促进整体职工综合素质的提高。
结束语：综上所述， 要搞好矿区的供暖工作， 应该认清供暖系统中存在的问题， 针对现存问题研究解决对策， 合理安排资金进行供暖设备设施改造，同时提高职工的专业知识和技能， 才能为矿区生产和办公提供高质量的供暖服务。
参考文献
[2]贺平.供热工程[M].中国建筑工业出版社.
[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[S].中国建筑工业出版社.