燃煤采暖供热智能管理的“顶峰”和“半山腰”

燃煤采暖智能管理的“顶峰”和“半山腰”

锅炉燃煤生产热水，循环水泵通过热网把热能输送分配到各用户采暖。锅炉耗煤水泵耗电是采暖管理的两大核心内容。虽然采暖是一个过程，但热能的管理分热能生产和热能使用两个方面：

一、集中采暖热能浪费有两大部分

一是：热能生产时的浪费

采暖锅炉生产热能时，普遍的锅炉热效率约60％。其意就是燃煤全部热能中只使用了60%的热能，浪费了40％的热能，也就是浪费了40％的燃煤。

二是：热能使用时的浪费

设计热负荷：指采暖建筑在设计室内、外温度条件下的耗热量。系统所有建筑物耗热量总和就是采暖系统的设计热负荷。

 外网输送热损：外网向用户输送热能时管路延途散失热量。节能标准管网损失热能达到设计热负荷的10%，非节能标准管网达到设计热负荷的15%。

平衡失调热损：采暖时少数用户温度低于规定，为保少数用户温度达标强力供热结果，多数用户室温过高而产生的热能损失。

按18℃设计系统运行时，末瑞少数用户室温低于18℃，靠热源多数用户超过18℃最高的达30℃。如此失调相当于全部用户是按24℃采暖。据此测算：失调度（最高温与最低温之差）12℃时，平衡失调热损为设计热负荷的12.5%。

失调度越小对应平衡失调热损就越小。

超供热量损失:全部用户温度已经达标，锅炉还盲目继续强力供热，结果使所有用户室温超标N度。普遍超温多供的热量属于超供热量损失。

超供热损与《设计热负荷×N/（18-Twj)》成正比

间歇运行热损:系统间歇N小时，运行（24-N）小时。（24-N）小时运行总供热量超过24小时连续运行总供热量，由此产生热能的浪费。间歇运行热损与间歇时间N成正比。

锅炉效率60%采暖热能使用无量化管理时煤量消耗示意图：

采暖总耗煤量：▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉100%

锅炉吸热煤量：▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉ 60%

用户用热煤量：▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉ 30%

 从示意图看出：

燃煤采暖的热效率普遍很低约30%左右。主要原因一是在热能生产时锅炉热效率很低约60%，在热能生产环节约有40%的热能（煤量）被浪费。二是在热能使用时还有大量热能（煤量）被浪费。

采暖用户用热煤量为30%时，意为着热能在使用时有30%的浪费量。

二、热能使用量化管理后热能消耗：

提前掌握整个系统需要热能量化数据，锅炉连续量化产热供热，系统超供热损和间歇运行热损大辐降低。

提前掌握各换热站需要热能数据，各换热站按需量化准确分配，各换热站间平衡供热，有效降低失调热损。

各换热站内系统各用户间热能的平衡分配，是要人工细调来完成。站内系统用户间平衡供热是换热站间平衡的基础，是一次系统平衡供热程度的保证。

热能使用时量化平衡供热，《采暖软件》比《采暖自动化》优势明显：

《采暖软件》无需巨大自动化设备投资及历时一年设备安装调试过程，就可轻松实现。

采暖系统用户建筑需要的热量就是设计热负荷是个定值。

外网输送热损是客观存在，最大值是设计热负荷的15%。

热能量化使用时，锅炉工作热效率60%是没有变化的。《循环水泵“大流量”低效费电和锅炉低效费煤》状态照旧。

采暖热能量化管理锅炉效率60%不变时煤量消耗示意图：

采暖总耗煤量：▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉75%

锅炉吸热煤量：▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉45%

用户用热煤量：▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉30%

从示意图看出：

采暖用热量化使用时：用户耗用热能（煤量）30%没有变，外网输送热损按设计热负荷15%考虑时，需要锅炉产热能为30%+15%=45%，锅炉效率60%不变对应采暖总耗热能（煤量）减少到45%/0.6=75%。

采暖总耗煤量从100%降低到75%淨降低25%，表明是热能量化管理的效益！

三、热能生产时锅炉运行热效率

按《清洁》规划要求：2021年城市城区全部实现清洁取暖，35蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除；县城和城乡结合部清洁取暖率达到80%以上，20蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除；农村地区清洁取暖率60%以上。

规划目标是在热负荷对等情况下，大型高效节能环保锅炉“以大代小”多个小锅炉。通过大锅炉高效率工作省煤是政策预期。

超过29MW燃煤高温热水锅炉，按额定循环流量供回水150/90℃或130/70℃温差60℃运行时，锅炉工作热效率达到85%。

执行《清洁》规划的（2019~2020）年采暖期，北方采暖地区“以大代小”前后运行的众多一次系统大锅炉，锅炉运行不是额定130/70℃温度及60℃温差，而是远低于额定供回水温度及温差。

热水锅炉供回水温度温差越低，锅炉工作热效率就越低。

例如：双热源供热系统运行情况

齐市双热源供暖系统总采暖面积260万㎡。纺织锅炉房2×65t/h锅炉和曙

光热源130t/h锅炉，额定参数均为130/70℃，额定效率为85%。

（2019~2020）采暖期曙光一次系统实际运行工况是：

图001----918#大泵变频运行工况

从图001工况看出：1 千焦=0.2389 千卡(大卡)

锅炉低温差工作时的热效率

该一次系统在外温-15℃运行时，锅炉供回水温度93/45℃温差48℃，远小于130t/h锅炉额定130/70℃温差60℃供回水参数。整个采暖期耗煤量为96000t。燃煤低热值3900大卡/公斤时，实测锅炉工作热效率为78.433%，没有达到130t/h锅炉额定85%热效率。

与热能无量化管理前锅炉60%热效率相比，锅炉热效率提高了18.433%。这明显是“以大代小”的大锅炉效率提高的效益。

     一次循环水泵必须优化

    锅炉未达到85%热效率的原因：是918#大泵在工频压差12 H₂O时以频率25.5HZ变频运行，相当于一台：

《水泵流量1502.53 m³/h水泵扬程3.12 H₂O水泵效率26.55 %电机功率：

95.308 kw》的水泵在工作。

    水泵流量1502.53 m³/h是设计循环流量990.45 m³/h的1.517倍。

         运行水泵型号918#          优选水泵型号946#

四、采暖软件驾驭锅炉高效运行措施

1、946#优化循环水泵在原有大泵备用泵位置安装

2、采暖系统设计气温按图002工况运行，其它外温时循环水泵变频流量调节，

锅炉始终按额定供回水温度运行。

3、系统946#新循环水泵在纺织和曙光处各安装一台，做为全网全采暖期运行

主循环水泵。曙光及纺织双热源系统补水泵要重新核定定压压力。

 4、当纺织和曙光最冷期分别单热源供热时，可按分摊面积变频运行。

                 图002----新泵设计运行工况

新循环水泵节能效益：

大泵功率95.308KW，优化泵功率50.79KW.

一次网采暖期省电：ND=(95.308-50.79)×24×182=194455kw

锅炉高效运行节能效益：

新循环水泵流量调节，采暖锅炉按额定流量和供回水温差运行，