改造者：吳 周 姜儷媛 姚 嵐 張光亞 林士明 劉少華 程 曦 張東平 王紅梅

采暖系統(tǒng)電鍋爐節(jié)能改造分析

改造者：吳 周 姜儷媛 姚 嵐 張光亞 林士明 劉少華 程 曦 張東平 王紅梅

為了有效節(jié)約能源、提高設(shè)備能效、降低運(yùn)行成本，某酒店企業(yè)結(jié)合其采暖系統(tǒng)設(shè)備情況和運(yùn)營(yíng)管理需要，對(duì)其電鍋爐設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，以2臺(tái)蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)替代原有的即熱式電鍋爐。新的鍋爐系統(tǒng)仍利用原有電鍋爐進(jìn)行加熱，在原有設(shè)備最大程度利用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能降耗和能效提升。該節(jié)能改造項(xiàng)目節(jié)能效果顯著，為該酒店企業(yè)帶來(lái)上佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該項(xiàng)目案例對(duì)同類(lèi)型酒店企業(yè)具有較高的參考和借鑒價(jià)值。

某酒店企業(yè)兼具餐飲、住宿、會(huì)議、娛樂(lè)等多種功能，建筑面積約2.1萬(wàn)m2，酒店主要用能設(shè)備為采暖系統(tǒng)，其主要設(shè)備為2臺(tái)800kw即熱式電鍋爐，負(fù)責(zé)為客房、餐飲等場(chǎng)所采暖供應(yīng)熱水，設(shè)備年用電量超過(guò)100萬(wàn)kw/h。鍋爐運(yùn)行方式為即熱式，即根據(jù)熱水負(fù)荷的需求，實(shí)時(shí)啟動(dòng)，隨時(shí)加熱。該套系統(tǒng)存在加熱功率需求大、電價(jià)高、能耗高、供暖質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題。加強(qiáng)能效管理、節(jié)約能源使用、降低運(yùn)行成本，成為該酒店企業(yè)的急迫需求。

蓄熱鍋爐技術(shù)

蓄熱電熱熱水器（鍋爐）采用全自動(dòng)控制技術(shù)，九時(shí)間段定時(shí)控制，可以根據(jù)需要，設(shè)定幾個(gè)時(shí)間段運(yùn)行，避峰運(yùn)行，可選擇聲光報(bào)警，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。該系統(tǒng)主要有以下技術(shù)特點(diǎn)。

（1） 雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中間有15cm的高效保溫層，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間保溫，24h保溫溫差為1℃。

（2） 設(shè)備每根電熱管只有10kw，單位面積散熱量少，電熱管壽命可達(dá)7～10年，可任意選擇幾組電熱管工作，設(shè)備容量根據(jù)需要，可任意組合。

（3） 非承壓系統(tǒng)，不存在壓力安全問(wèn)題，不需向當(dāng)?shù)劐仩t檢驗(yàn)部門(mén)申報(bào)。

（4） 無(wú)噪聲、無(wú)污染，不需向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)申報(bào)。實(shí)現(xiàn)低谷運(yùn)行，又保溫良好，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

（5） 可實(shí)現(xiàn)夜間一次性蓄熱水，不存在集中供暖高峰，熱量跟不上的情況。

（6） 故障率低，一到二根電熱管損壞，不影響設(shè)備的使用和供水量。

技術(shù)參數(shù)計(jì)算及設(shè)備選型

技術(shù)參數(shù)

按照冬季室內(nèi)溫度需求為18～21oc. 室外溫度-5oc，每50kcaL/h.m2計(jì)算，該酒店日最大時(shí)熱負(fù)荷為：50kcaL/h.m2×10000m2=50×104 kcaL/h；餐飲日最大時(shí)熱負(fù)荷為：50kcaL/h.m2×8000m2=40×104 kcaL/h。

設(shè)計(jì)日客房尖峰采暖負(fù)荷為50×104Kcal，非低谷電價(jià)時(shí)段（8：00～23：00）總負(fù)荷為602.5×104Kcal。低谷時(shí)段總負(fù)荷427.5×104Kcal，24h總負(fù)荷為1030×104Kcal。設(shè)計(jì)日餐飲尖峰采暖負(fù)荷為40×104Kcal，非低谷電價(jià)時(shí)段（8：00～23：00）總負(fù)荷為242×104Kcal。低谷時(shí)段總負(fù)荷0Kcal，24h總負(fù)荷為242×104Kcal。

電熱鍋爐選型

客房全天總熱負(fù)荷為1030×104 kcaL?？紤]到賓館用戶(hù)退房、開(kāi)房等因素，按70％的同時(shí)率計(jì)算，熱負(fù)荷為（1030+242）×0.7×104Kcal=890×104Kcal。折算成電量為890×11.6=10342kw.h。電熱鍋爐需全量蓄熱，因低谷時(shí)段有9個(gè)小時(shí)，電鍋爐功率為10342kwh/9h=1147kw?？蛇x擇2臺(tái)600kw的電鍋爐即可，考慮到設(shè)計(jì)余量以及現(xiàn)有設(shè)備狀況，選擇現(xiàn)有的2臺(tái)800kw電鍋爐。非低谷時(shí)段的總熱負(fù)荷為：（602.5+242）×104 kcaL×0.7=591×104 kcaL，每立方水可以蓄熱4.5×104 kcaL的熱量（從50～95℃），故水箱容量為591×104 kcaL÷4.5= 131m3。

電熱鍋爐選用2臺(tái)800kw，水箱選用130m3，就可以滿(mǎn)足“蓄熱式電熱鍋爐”的電價(jià)要求。

采暖費(fèi)用估算

該酒店所在地區(qū)冬季供熱時(shí)間為11月25日至來(lái)年3月5日，共100天，其中設(shè)計(jì)日為20天，75％的設(shè)計(jì)負(fù)荷日為30d，50％的設(shè)計(jì)負(fù)荷日為30天，25％的設(shè)計(jì)負(fù)荷日為20d.

設(shè)計(jì)日熱負(fù)荷計(jì)算：每天實(shí)際需要總熱負(fù)荷為890×104Kcal 。20d共20×890×104 kcaL= 17800×104 kcaL。

75％設(shè)計(jì)負(fù)荷日熱負(fù)荷計(jì)算：每天總熱負(fù)荷為890×104Kcal/天×75％=667.5×104 kcaL/。30d共30×667.5×104 kcaL=20025×104 kcaL。

50％設(shè)計(jì)負(fù)荷日熱負(fù)荷計(jì)算：每天總熱負(fù)荷為890×104Kcal/天×50％=445×104 kcaL/d，30d共30×445×104 kcaL=13350×104 kcaL。

25％設(shè)計(jì)負(fù)荷日熱負(fù)荷計(jì)算：以上合計(jì)每天總熱負(fù)荷為890×104Kcal/d×25％=222.5×104 kcaL/d，20天共20×222.5×104 kcaL=4450×104 kcaL

由上可知，全年運(yùn)行總熱負(fù)荷：17800+20025+ 13350+4450=55625×104 kcaL/h，折算總用電量55625×104 kcaL×11.6=645250kwh。全年運(yùn)行費(fèi)用為：645250kwh×0.3594=231902元/n。未考慮到循環(huán)水泵的用電量。

表1　節(jié)能技術(shù)改造前后電量和電費(fèi)表單位：千瓦時(shí)、元/千瓦時(shí)、元

效益分析

直接經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)電表抄錄測(cè)算，該酒店企業(yè)電鍋爐系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造后，年節(jié)電量39.36萬(wàn)kw/h，節(jié)約電費(fèi)53.68萬(wàn)元，節(jié)能率高達(dá)38％，節(jié)能效果顯著、經(jīng)濟(jì)效益明顯（見(jiàn)表1）。

間接效益

項(xiàng)目實(shí)施后，由于設(shè)備的性能提高，帶來(lái)以下間接效益。

（1）蓄熱系統(tǒng)的熱存量大，溫度平穩(wěn)，能夠滿(mǎn)足峰段需求，系統(tǒng)的可靠性、平穩(wěn)性提升。

（2）非承壓系統(tǒng)，安全性能高，同時(shí)無(wú)需報(bào)檢，運(yùn)維費(fèi)用低。

（3）全自動(dòng)控制系統(tǒng)可根據(jù)季節(jié)及需求特性設(shè)定運(yùn)行方式，運(yùn)維簡(jiǎn)單。

（4）負(fù)荷特性?xún)?yōu)化、電網(wǎng)沖擊減少、配電設(shè)備簡(jiǎn)化、設(shè)備利用效率提高。

社會(huì)效益

電鍋爐系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造后，該企業(yè)年節(jié)約電量約39.36萬(wàn)kw/h，折合標(biāo)煤約138t，減少二氧化碳排放372余t，節(jié)能減排成效顯著。

研究小結(jié)

在國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的政策形勢(shì)下，該酒店企業(yè)電鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)節(jié)能率高達(dá)38％，為企業(yè)節(jié)約能源費(fèi)用的同時(shí)，有效提升了能源使用效率，降低了排放和污染。該項(xiàng)目案例取得了較顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對(duì)同類(lèi)型酒店企業(yè)具有較高的參考和借鑒價(jià)值。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.044