众所周知,在燃煤热水锅炉供热方式中,电耗成本占总成本10%左右的份额。为降低供热生产成本,各供热企业都在千方百计的寻找节约煤、水、电等各项费用支出的各种手段。下面结合我公司几年来生产运行实际情况,谈几点节省电费支出的体会:
一、循环泵的运行方式问题
循环泵在供热系统中负责把锅炉烧出的热水送到各热用户,它是燃煤热水锅炉供热方式中一个功率最大用电设备,加之循环泵工作时间长,因此该设备全年累计消耗电量占供热生产全年累计消耗电量的绝大部分。我们在日常生产运行中,对循环泵的运行方式采取了以下两个方面的做法:
1、供热初尾寒期没必要连续运行
初尾寒期,由于室外气温较高,锅炉工作一段时间,循环泵把热水送给热用户,热用户室内积蓄的热量在一定时间内足以保持室温在规定的标准以上。如锅炉停止运行,当热水参数降低到一定数值,无论循环泵转多快,也不会给热用户送去热量,尤其是在初尾寒间歇供热期,当热水参数降低到一定数值后,循环泵停止运行,以节约用电。
2、合理设定系统循环流量,尽最大努力克服“大流量、小温差”的运行方式
一个供热系统的循环流量是由循环水泵特性曲线和供热系统阻力特性曲线的交点决定的。由于设计余量的考虑,通常多为循环水泵偏大,系统阻力偏小,导致实际运行流量大于设计循环流量。针对这种情况,我们在供热系统运行前合理设定循环流量(利用变频器调整泵转数及对外网阀门进行调节)。如循环流量选择过大,不但造成供水温度低,温差小,达不到网调节目的(供热系统要求的输送能力超过了循环泵所能提供的扬程),而且也造成了循环泵的大量电能消耗。因为循环流量与水泵轴功率成三次方关系,流量的增加引起了大量的电能消耗。
基于以上考虑,我们每个供暖所供热系统投入运行前,都要合理设定循环流量,仔细进行外网调节,使各热用户循环流量接近设计值(用户循环流量值查相关手册)。现实供热生产中还有很多热源采用 “大流量、小温差”运行方式来克服由于水力分配不均而引起的热力失调,其弊端之一就是引起大量的电能浪费。供热系统只有根除了水力失调,才有可能实现更有利的节电措施。
二、努力提高供回水温差达到节电目的
根据热量计算公式:Q=G×C×(Tg-Th)可知,当供热系统向热用户提供相同的热量Q时,供回水温差△T=Tg-Th与循环水量G成反比例关系,即系统的供回水温差大,则循环水量就小,水泵的电耗就会大大降低。从下面的一个例子,就可看出温差与电耗之间的关系。
例如一个供热系统设计热负荷为7MW,外网供回水温差△T=30℃,经计算其循环水量为200m3/h、外网管径为DN200,查表可知沿程阻力系数为170Pa/m。经水力计算,管网沿程总阻力损失为50m水柱,如果按此流量和扬程选水泵,即水泵功率为45KW。
如果把供回水温差由△T=30℃提高到△T=60℃,其循环水量可下降到100m3/h,按外网管径DN200查表可知,沿程阻力系数为42Pa/m。同温差30℃时的阻力系数相比是:42:170=1:4。按此推算,此时管网沿程总阻力损失应为H=50m/4=12.5m。按流量100m3/h和扬程12.5米选泵,其水泵功率只有5.5Kw。
由此发现一个规律:当供回水温差提高到原来的两倍时,循环水量也降至原来的二分之一,而管网的沿程阻力降至原来的四分之一,而水泵的功率要降至原来的八分之一,即:△T2=2△T1则G2=1/2G1 、H2=1/4H1 、N2=1/8N1。由此可看出,提高供热系统的供回水温差,可大大降低运行电耗。
基于上述考虑,我公司各供暖所在生产运行中采取各种措施,努力提高供、回水温差,在节电方面起到了重要作用。
三、更换配置不合理的循环泵,使之与负荷需要相适应
在泵的选型与安装上,由于负荷情况的变化,原设计合理的随着负荷的变化而显得不合理,因此我们有针对性的更换了与负荷不相适应的循环泵。2004年我们更换了昂昂溪热源的循环泵,经一个采暖期的实践运行证明,无论在供热质量还是在节电方面,均起到了良好的效果。
在循环泵的选择上,既要满足热源的需要,还要满足外网的需要,尽量不采取多泵并联的形式,因多泵并联降低了泵的效率。循环水泵扬程的选择也要与管网阻力特性相适应,如扬程过高既造成了电能浪费,有时还使泵在超流量工况下工作,使电机过载,不得不在关小水泵出口阀门的状况下工作,进一步造成了电能的浪费。
四、供热系统热源内的节电措施
热源内的节电措施,除采取前面提到的更换不合适的循环水泵、注意泵的运行方式以及提高热源供回水温差的节电措施外,围绕着锅炉我们也采取了相应的节电节能措施。如:提高锅炉的燃烧效率的各种措施,防止锅炉水垢、烟垢的各种措施,锅炉鼓引风系统加装变频调速器等节电措施,并重点解决了如何实现锅炉在额定循环水量下工作,既节约电能而又不影响系统总循环水量和供水温度的问题。
考虑到每台热水锅炉在设计中都给定了额定循环水量和最高供回水温度,锅炉本体对循环水的总阻力损失就是在这个循环水量的情况下计算出来的,一般都不超过0.1MPa,即10米水柱,而整个供热系统的总循环水量是根据系统的供回水温差和供热负荷确定的,它往往大于几台锅炉额定循环水量之和。如在运行中,不采取任何措施,使锅炉的实际运行循环水量与外网总循环水量相等。这样就造成了每台锅炉的循环水量大于额定循环水量,使炉内水的阻力损失大大超过锅炉说明书中的阻力损失。从前面第二条阐述中得出的规律可知,锅炉的实际循环水量达到了额定循环水量2倍时,锅炉本体的水循环阻力就是额定阻力损失的4倍,而此时用于克服锅炉水循环阻力的电耗就会是额定电耗的8倍,这是严重的电能浪费。
对这个问题的解决办法,是充分利用好由循环水泵到锅炉的供回水干管之间的旁通管,调整旁通管阀门开度,利用流量计测试,使锅炉给水量满足额定给水量的要求。
如当锅炉的循环水量为G=400m3/h,外网的循环水量G=2400m3/h,调节旁通管调节阀的开度,使流经旁通管的循环水量达到2000m3/h,则避免了无谓的电能浪费。
五、尽最大可能减少设备开机率,减少设备的空载时间
在供热生产中,有的热源每台锅炉均工作在50%负荷下,由于每台锅炉都配置了相应的电气设备,这些设备的转动,无形中形成了电耗。在这种情况下,尤其是初尾寒期,能用一台绝不用两台(不提倡超负荷运行),使设备避免工作在低效率区,进而避免电能浪费。有的热源电气设备空载运行时间太长也是造成电能浪费的原因之一,如上煤机的工作,空载运行的现象应加以避免。六、无功补偿装置正常投入使用,提高配电系统的功率因数
在我们的供热热源内,绝大多数用电设备为感性负荷(三相异步电动机),如不进行无动补偿,将使功率困素(cosф)值下降。按供电部门相应规定315KVA以下变电所,cosф应大于0.85。315KVA及以上变电所 cosф应大于0.9,如cosф值达不到规定值将加收功率电费,如达到或超过规定标准则给予奖励。居于这个规定,我们用电单位应保证无功补偿装置正常投入、正常使用,起到补偿作用,以节省电费支出。有的热源要么没有及时维修,要么不知道它在配电系统中起什么作用,无功补偿装置没能正常使用,其实己经造成了一笔不小的不必要的电费开支。如何提高配电系统的功率因数,首先要提高自然功率因数,合理选配用电设备的容量、做好配套工作,以防止“大马拉小车”的现象,减小或限制用电设备的轻载空载运行时间,以减低无功损耗,改善用电设备的远运行状况,提高电能利用率。因此,我们在日常供热生产中,采取各项管理措施来减少各类用电设备所消耗的无功功率,同时采用并联电容器进行无功补偿,这是一种比较经济、实用的无功补偿方式。实践证明,实行配电系统无功补偿,对于节省电费支出是十分必要的。
七、充分利用峰谷平电价差节省电费支出
供电部门规定:用电高峰期(早7.30-11.30)、(晚17时-21时)电价为平值电价的1.5倍,用电低谷期(晚22时-凌晨5时)电价是平值电价的0.5倍。
结合上述规定,我们在生产运行时充分利用谷时电量,以节约电费支出。如我们的上煤时间安排、供热的高峰时间安排,均安排在用电低谷期。
以上是我公司在生产实际运行过程中,从电气设备运行方式、设备选择、供电政策等方面就节约电费支出提出的几点体会。近几年来,我们始终如一的贯彻落实节能措施,取得了比较明显的效果。在电耗单项上,我公司龙江供暖所取得了每平米电耗2.2KWH的好成绩,其它各供暖所电单耗也在逐年减少,随着我们对技术、设备及政策把握深度的增强,电指标将会逐步达到理想值。