邵成

摘 要：營口港鲅魚圈港區(qū)原有職工浴池三處，分別為作業(yè)區(qū)浴池日供3000人洗浴，物流和四期浴池各日供800人洗浴，均使用小型燃煤鍋爐提供熱水，既不經(jīng)濟(jì)環(huán)保，又存在安全隱患，本文就該區(qū)的太陽能供熱改造進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：太陽能；供熱改造；應(yīng)用

中圖分類號：TK51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 改造方案的制定

根據(jù)港區(qū)周邊（蓋州雙臺子及熊岳等處）可供溫泉熱水及港內(nèi)已實現(xiàn)冬季集中供熱的實際情況，我們制定了下述三個方案。方案1為全年備用溫泉熱水；方案2為夏季備用溫泉熱水，冬季備用集中供熱換熱；方案3為夏季備用電熱鍋爐，冬季備用集中供熱換熱。

三個方案的成本收回期限基本相同；方案一的投資最少380萬元，方案二的投資最多415萬元；方案一受溫泉水送水影響最大，方案三不受溫泉水送水影響?？紤]到三個方案的投資額度、成本收回期限、運營維護(hù)成本及每年節(jié)省的費用基本相近，但受溫泉水供應(yīng)能力、運送條件等不利因素影響，為不影響一線職工晝夜洗浴需求，綜合權(quán)衡各方面因素，最終選定不用溫泉水作為備用熱源，即選定方案三：投資405萬元對三處浴池實施太陽能供熱改造，供暖季節(jié)以集中供熱換熱作為備用熱源，非供暖季節(jié)以電熱鍋爐作為備用熱源，且電鍋爐在冬季可與集中供熱熱源互補(bǔ)，更有保障、更加合理。

太陽能浴池系統(tǒng)使用壽命至少為15年，其后期維護(hù)費用與現(xiàn)有浴池設(shè)施維護(hù)費用相當(dāng)，可相互抵消。5年收回投資后，還可使用10年，每年節(jié)省費用按88.3萬元計，則三處浴池在全部收回投資后，還可節(jié)省883萬元。設(shè)計過程中還適當(dāng)預(yù)留集熱器面積和蓄水箱，合理做好系統(tǒng)供熱能力的預(yù)留，以使太陽能供熱系統(tǒng)在設(shè)計使用年限內(nèi)，既能夠充分發(fā)揮作用，又不造成過度的供熱能力浪費。

2 設(shè)備和材料選型

（1）太陽能集熱模塊為全玻璃真空管太陽能集熱器，每塊集熱模塊集熱面積為6.5㎡，外形尺寸為3310mm×2080mm，集熱器真空管采用新型優(yōu)質(zhì)硼化硅全玻璃真空管。

（2）組合式保溫儲水箱采用304不銹鋼內(nèi)膽，彩鋼板外皮厚0.5mm，中間保溫層為聚氨酯發(fā)泡結(jié)構(gòu)密度達(dá)到35-45kg/m3，閉孔率≧95%，-45℃不收縮變形。

（3）冬季由集中供熱水-水換熱提供熱水，非供暖季節(jié)輔助熱源為外置式電加熱熱水鍋爐：最長加熱時間15小時、冷水水溫15℃、熱水水溫45℃、作業(yè)區(qū)加熱水量200000kg、物流加熱水量40000kg、四期加熱水量40000kg、熱效率取0.95，由以上參數(shù)計算輔助加熱功率作業(yè)區(qū)P= CMΔT /η·H·860=500kW，物流區(qū)P=240kW，四期P=240kW。

（4）太陽能熱水循環(huán)水泵、供水泵、循環(huán)混水泵及電加熱鍋爐循環(huán)水泵，均選用格蘭富水泵，以實現(xiàn)恒壓供水，極大提高用水舒適度，內(nèi)置過熱保護(hù)，缺水保護(hù)，低壓保護(hù)等多重保護(hù)功能。

（5）太陽能冷、熱水管道均采用國標(biāo)熱鍍鋅鋼管，外用玻璃棉保溫，厚度為40mm。

（6）控制器選用西門子控制單片機(jī)，控制核心為西門子S7系列工業(yè)PLC，顯示為6寸彩色觸摸屏，溫度傳感器為標(biāo)準(zhǔn)PT100帶不銹鋼護(hù)桿熱電阻，水位傳感器為專用微壓式壓力型外接式，變頻器為西門子MM430工業(yè)水泵專用系列。

（7）室外集熱器支架底座采用150×150×5mmQ235鋼制作，角鋼支架選用40×40×4mm國標(biāo)熱鍍鋅角鋼支架。

（8）控制線路信號屏蔽線采用國標(biāo)0.5mm2×3，屏蔽其它磁場干撓，系統(tǒng)控制更安全。

（9）電伴熱帶纏縛在室外管道上，做為冬季停電后水管的解凍及低溫時的防凍使用，能承受4kV-6kV浸水耐壓試驗，每米成品電熱帶的絕緣電阻不低于20MΩ，在-20℃±1℃放置24小時后彎曲三次面無裂紋，最高表面溫度不高于85℃，最高維持溫度≦75℃。

（10）電磁閥采用全銅制，AC= 220V，零公斤起動。

3 工作原理

（1）太陽能溫差加熱原理

在光照條件下，當(dāng)溫度T5-T2≥7℃時（T5集熱器內(nèi)水溫，T2太陽能儲水箱1（加熱水箱）水溫），太陽能熱水系統(tǒng)控制器自動啟動P1太陽能熱水循環(huán)泵，將集熱器中較高溫度的水頂入儲熱水箱1中，當(dāng)T5-T2≤2℃時（T5集熱器內(nèi)水溫，T2太陽能儲水箱1水溫），太陽能熱水系統(tǒng)控制器自動關(guān)閉P1太陽能熱水循環(huán)泵，直到第二次達(dá)到設(shè)定溫差。加熱水箱補(bǔ)水方式為低水位補(bǔ)水方式。

（2）太陽能恒溫水箱補(bǔ)水原理

當(dāng)儲熱水箱2中用戶用水，儲熱水箱水位低于設(shè)定最低水位時，控制器自動啟動熱水循環(huán)泵P2，同時根據(jù)儲熱水箱2中的熱水溫度控制器自動判是否啟動電磁閥或電加熱管補(bǔ)充到儲熱水箱2至設(shè)定滿水位和設(shè)定水溫。

由于改造后系統(tǒng)的自動化程度得到了較大提高，為了能夠保證系統(tǒng)更好的運行，公司要加強(qiáng)對使用單位技術(shù)人員和操作人員的管理培訓(xùn)工作。同時設(shè)置專業(yè)維護(hù)保養(yǎng)人員，在運行期間跟蹤檢測，每班測定壓力、溫度和流速等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，隨時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決；每班對系統(tǒng)設(shè)備完成一次運行檢查，每月完成一次運行保養(yǎng)，每季度關(guān)停一次系統(tǒng)，開展一次全面檢查和保養(yǎng)，進(jìn)行換熱機(jī)組和電氣線路清理檢查、換熱片拆洗檢查、集熱器管路清洗檢查，以及管線除污檢查等。同時要做好屋面結(jié)構(gòu)承重校核問題，避免系統(tǒng)改造后屋面防水性能下降。

結(jié)語

營口港太陽能浴池供熱系統(tǒng)改造完成后運行狀況良好，未經(jīng)大中修，運行維護(hù)成本低，達(dá)到了節(jié)能增效的預(yù)期目標(biāo)。同時配合營口港的集中供熱改造，徹底取締了港區(qū)非生產(chǎn)燃煤鍋爐，既實現(xiàn)了節(jié)能減排，又提升了企業(yè)形象，經(jīng)濟(jì)效益與社會效益顯著，進(jìn)一步實現(xiàn)了建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”港口的目的。

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