集中供熱蒸汽熱網(wǎng)與熱水熱網(wǎng)熱損失率對比

李曉龍

摘 要：新時期，我國城市化建設(shè)日益深入，為城市化熱網(wǎng)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，充分滿足了城區(qū)用戶的生產(chǎn)用熱需求，是城市能源建設(shè)的重點領(lǐng)域。本文對某市熱網(wǎng)建設(shè)過程中進行系統(tǒng)化研究，分析蒸汽熱網(wǎng)與熱水熱網(wǎng)的損失率，并系統(tǒng)化建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：蒸汽熱網(wǎng)；熱水熱網(wǎng)；分析

某市開展老城區(qū)熱網(wǎng)改造工作，其原有供熱系統(tǒng)普遍采用蒸汽熱網(wǎng)供熱的方式，其供熱效率相對低下，熱能在傳輸過程中損耗較多且水資源浪費現(xiàn)象嚴重。而新型熱水熱網(wǎng)的供暖方式能夠有效提升供暖質(zhì)量，有效降低熱能損耗，是新時期我國城市熱網(wǎng)建設(shè)的重點領(lǐng)域。據(jù)此，本文選取該市蒸汽熱網(wǎng)與熱水熱網(wǎng)在供暖過程中的損失比進行詳細的數(shù)據(jù)分析。

1 蒸汽熱網(wǎng)

1.1 運行狀況

選取該市某蒸汽熱網(wǎng)的管線，對其基本運行狀況進行分析詳見表1。如圖中所示，1號蒸汽熱網(wǎng)管線的主要供暖對象為工廠企業(yè)，處于長時期、高頻率、高強度工作狀態(tài)。2號蒸汽熱網(wǎng)管線的供暖對象為瀕臨破產(chǎn)的工業(yè)園區(qū)，此處日常工業(yè)生產(chǎn)對于供暖強度要求較低，該管線處于長期低頻率作業(yè)。3號蒸汽熱網(wǎng)管線的主要供暖對象為小部分工業(yè)企業(yè)與居民生活區(qū)，其冬季的生活生產(chǎn)用暖頻率較低；此外，3號蒸汽熱網(wǎng)管線在非供暖時期為某制冷企業(yè)供氣。

1.2 熱損失率分析

傳統(tǒng)的正熱供熱方式在熱能傳輸過程中的損耗較大，其具體的損失指標可以比焓的單位時間內(nèi)流失量作為主要依據(jù)，詳見表2，蒸汽熱網(wǎng)的熱損失率與比焓流失總量成正比。

通過對該市蒸汽熱網(wǎng)運行狀況的調(diào)查分析可知，該地區(qū)的蒸汽熱網(wǎng)覆蓋比占據(jù)市區(qū)熱網(wǎng)總量的半數(shù)以上，在日常運行過程中其表面凝結(jié)水現(xiàn)象嚴重，且大部分蒸汽熱網(wǎng)系統(tǒng)沒有凝水循環(huán)利用設(shè)備。因此，由于凝結(jié)水這一干擾因素的影響，應將其熱損失率可分為三方面進行計算，其一，蒸汽熱網(wǎng)受供方普遍為居住用戶，蒸汽運輸過程中僅是比焓總量有所下降；其二，熱能傳輸環(huán)節(jié)中管線表面的凝結(jié)水大部分損失，回收循環(huán)使用的總量僅有小部分；其三，在這一過程中進行的供熱方式為新型熱水熱網(wǎng)，管線表面的凝結(jié)水全部回收再循環(huán)使用。

2 熱水熱網(wǎng)

2.1 運行狀況

選取該市某熱水熱網(wǎng)的管線，對其基本運行狀況進行分析，詳見表3。A熱水熱網(wǎng)管線的應用年限較長，B、C熱水熱網(wǎng)管線的使用時間相對較短。上述三條管線的供水、回水溫度較為接近，且溫差在可控范圍之內(nèi)，均有同一地區(qū)的鍋爐房提供熱能。供熱管道的材質(zhì)與表層保溫材料相同，鋪設(shè)方式均為地下鋪設(shè)。通過對圖表數(shù)據(jù)分析可知，熱水熱網(wǎng)在供熱過程中的熱能損耗遠低于傳統(tǒng)的蒸汽熱網(wǎng)；其主要原因在于，新型熱水熱網(wǎng)的使用年限較短，供熱管線與保溫材料的質(zhì)量較好，且新型熱水熱網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)了管線表面凝結(jié)水的回收再利用。值得注意的是，雖然熱水熱網(wǎng)系統(tǒng)的熱能傳導損失較低，但其內(nèi)部水源調(diào)控難度較大。

2.2 損失率計算

筆者編制了計算程序，計算3條熱水管道各個測點的參數(shù)。在熱水管道A上設(shè)8個測點，熱水管道B、C分別設(shè)6個測點，各測點的溫度為溫度表遠傳數(shù)據(jù)。計算各參數(shù)的平均值，結(jié)合計算程序計算得到的各測點壓力，計算得到各測點供回水比焓。該市目前運行的熱水熱網(wǎng)熱損失率低于蒸汽熱網(wǎng)，節(jié)能優(yōu)勢明顯。

3 情況分析

目前，該市蒸汽熱網(wǎng)的熱損率較高，供暖期的熱損失率與非供暖期差距較大。影響因素主要有流量減小造成熱損失過大，部分小負荷問歇用汽支線用戶產(chǎn)生的凝結(jié)水回灌，負荷配置不合理等。合理的負荷配置與敷設(shè)方式，可在一定程度上減小熱損失，例如3號蒸汽管道供暖期的熱損失為18.82%。由于未進行凝結(jié)水的回收，蒸汽熱網(wǎng)每年損失掉的凝結(jié)水量相當大，加之熱損失，目前該市蒸汽熱網(wǎng)的運行不經(jīng)濟。近年來，發(fā)展趨勢是市區(qū)內(nèi)工業(yè)用汽負荷不斷減少，隨著住宅小區(qū)的興建，商業(yè)區(qū)域的擴展，供熱負荷大幅增加。

4 對比研究

4.1 南市目前運行的蒸汽熱網(wǎng)熱損失率較高，非供暖期熱損失率比供暖期高。造成熱損失較高的原因主要為工業(yè)用戶用汽量的減少，部分支線用戶的間歇運行導致凝結(jié)水回灌，季節(jié)負荷變化大，基本未進行凝結(jié)水回收等。

4.2 水熱網(wǎng)的熱損失率低，相對于目前不進行凝結(jié)水回收的蒸汽熱網(wǎng)，節(jié)能優(yōu)勢明顯。

5 結(jié)束語

于目前只有供熱負荷的蒸汽熱網(wǎng)，在熱源與熱用戶高差不大的情況下應早日改造為高溫熱水熱網(wǎng)。對于存在少量不穩(wěn)定負荷，且產(chǎn)生凝結(jié)水量較大的蒸汽熱網(wǎng)可進行關(guān)停，并在滿足環(huán)保要求的前提下，為用戶安裝小型鍋爐供應蒸汽。積極發(fā)展溴化鋰制冷用戶，是提高現(xiàn)有蒸汽熱網(wǎng)利用率的有效方法之一。

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