针对伊宁市供暖区域管网不平衡的现象,经过查找分析原因后试点加装自力式流量控制阀,获得良好效果并得到了大力推广。取得了节能、节电、节水的经济效益。
一、概况
伊宁市供热公司供暖区域地处天山北麓,属北温带中等温度,四季温差变化大,冬季极端气温寒冷可达-30℃。采暖设计热负荷58W/m2·h规定采暖期为165天左右。从1997年开始建设集中供热工程,先后于1997年、2001年和2005年建设三个热源厂投入供热系统,供热管网按环型管网进行设计、安装和运行。目前已形成DN200以上供热管网110余公里,换热站97座,总供热能力374MW,实际供热面积436万平方米。
二、起因
1997年至1999年集中供热面积81万平方米,热源为伊犁一电厂,实现热电联产,利用蒸汽加热高温水,采用间接供热。供热管网是相互影响和相互制约的,只要有一个换热设备的热媒流量发生改变,各换热设备之间的流量会重新分配,当时采用小温差、大流量的运行方式,热网系统运行基本正常,室温合格率达99%。2001年我公司建设第二热源,建设规模2×29MW+1×46MW热水锅炉,形成供热能力104MW。在当年采暖期的运行当中,一次网系统的水力失调比例加大,使用手动调节阀调节流量难以保证各个换热站实际所需流量,造成一次网的近端换热站和远端换热站二次供水温差达6—7℃。而在二次网中,同样由于水力失调造成近端热用户室内温度超过25℃,远端热用户室内温度低于16℃的“近热远冷”现象,部分换热站的热用户室内温度的达标率只有96%,如果一次网和二次网系统的严重水力失调不能从根本上解决,那么随着供暖面积的增加,不仅会造成能源的浪费而且也会使供暖质量不断的下降。
三、应用效果
2001年-2003年,为了在各换热站和各热用户间正确分配热量,解决各热用户间冷热不均的问题,公司领导及技术人员经过多次调研,使用多种手动调节阀调节流量,都未能达到理想效果。2004年,决定选用自力式流量控制阀,分别水平安装在各个换热站一次网的回水管上,二次网选择了两个供热效果最不好的换热站作为试点(十号小区换热站和日报社换热站),在每栋楼的回水管上安装一台自力式流量控制阀。
经过一个采暖期的运行,一次网系统由于各换热站之间的流量得到合理分配,使一次网的远近供水温差减少到1—2℃,从而使远端换热站的热交换效果接近近端换热站的热交换效果,供热效果得到明显改善。作为试点的两个换热站,二次网上安装自力式流量控制阀后,各楼栋之间的流量得到进一步分配,末端的热用户室内温度达到了17—20℃,用户室内温度达标率由96%上升到99%以上,可见安装流量控制阀后的供暖效果是非常明显的。
四、经济效益分析
1、节电
2003—2004年采暖期供暖260万平方米,一次网循环水泵合计4台860
kW,每一万平方米供暖面积每小时需要用电量860kW·小时÷260万平方米=3.31kW·小时/万平方米。
2006—2007年采暖期供暖413万平方米,一次网循环水泵合计6台1130kW,每一万平方米供暖面积每小时需要用电量1130kW·小时÷413万平方米=2.73kW·小时/万平方米。
每一万平方米供暖面积每小时节约电量:
3.31 kW·小时/万平方米-2.73 kW·小时/万平方米=0.58 kW·小时/万平方米
一个供暖期413万平方米的供暖面积节约电量为0.58kW·小时/万平方米×24小时×165天×413万平方米=94.86万kW·小时。按每度电价0.55元计算,每个供暖期节约电费:
94.86万kW·小时×0.55元/kW·小时=52.17万元。
二次网由于点多面广,统计数据较杂,根据这几年的运行经验,二次网换热站平均节电15%,2006年—2007年采暖期供暖面积413万平方米,二次网循环水泵用电量为795.8万度,2006—2007年采暖期节电795.8万度×15%=119.37万度,按每度电价0.55元计算,每个供暖期节约电费:
119.37万kW·小时×0.55元/kW·小时= 65.65万元。
2、节煤
2003—2004年采暖期供暖面积260万平方米,由于首站是热电联产,煤耗没有可比性,这里只计算二号站的煤耗情况,二号站2003—2004年采暖期供暖面积132万平方米,运行两台或三台热水锅炉,耗标煤5.55万吨,平均每平方米煤耗5.55万吨÷132万平方米=42.05公斤/平方米。
2006—2007年采暖期,二、三号站2006—2007年采暖期供暖面积339万平方米,耗标煤13万吨,平均每平方米煤耗13万吨÷339万平方米=38.35公斤/平方米。
2006—2007年采暖期与2003—2004采暖期相比,平均每平方米节煤42.05公斤/平方米-38.35公斤/平方米=3.7公斤/平方米,一个采暖期共节煤3.7公斤/平方米×339万平方米=12543吨,以2007年平均煤价115元/吨计算,每个供暖期节约资金12543吨×115元/吨=144.24万元。
3、节水
安装自力式流量控制阀后,真正做到了“系统流量分配合理,热量按需分配到户”的原则,末端用户不会因室温达不到要求而私自放水取热,使系统补水率大大下降,据统计,补水率由原来的3.5%下降到1%左右。
由于一次网为间接供热,系统补给水为锅炉失水,这里不做计算,二次网2006—2007年采暖期总用水量10.56万吨,以2.5%的节水率计算,节约用水2640吨,软化水价格按4元/吨计,每个供暖期节约水费1.06万元。
4、增加供热面积
未安装自力式流量控制阀时,因系统水力失调,热量未能合理使用,浪费现象比较严重,平均每蒸吨热量实际供暖面积大约10000平方米。安装流量控制阀后,系统平稳,热量得到合理使用,现在,平均每蒸吨热量实现供暖1.2万平方米,平均增加供暖面积20%,这是一项很可观的增产节能措施。
五、结论
实践证明,安装自力式流量控制阀,不仅节电、节能、节水、增加供热面积,而且好管理,省人力,并且有效的解决了供热系统中的“大流量、小温差、近热远冷”的不平衡问题,使我公司实现了一蒸吨供热1.2万平方米的供热能力,做到了“系统流量分配合理,热量按需分配”的目标。
--伊宁市供热公司 邓晓军 ; 新疆宏泰建工集团伊黎分公司 杨红伟;
固安县爱能供热设备有限公司 王海军