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、提高設備能效、降低運行成本,某酒店企業(yè)結(jié)合其采暖系統(tǒng)設備情況和運營管理需要,對其電鍋爐設備進行節(jié)能技術改造,以2臺蓄熱式電鍋爐系統(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行加熱,在原有設備最大程度利用的基礎上,實現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能降耗和能效提升。該節(jié)能改造項目節(jié)能效果顯著,為該酒店企業(yè)帶來上佳的經(jīng)濟效益和社會效益。該項目案例對同類型酒店企業(yè)具有較高的參考和借鑒價值。
某酒店企業(yè)兼具餐飲、住宿、會議、娛樂等多種功能,建筑面積約2.1萬m2,酒店主要用能設備為采暖系統(tǒng),其主要設備為2臺800kw即熱式電鍋爐,負責為客房、餐飲等場所采暖供應熱水,設備年用電量超過100萬kw/h。鍋爐運行方式為即熱式,即根據(jù)熱水負荷的需求,實時啟動,隨時加熱。該套系統(tǒng)存在加熱功率需求大、電價高、能耗高、供暖質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。加強能效管理、節(jié)約能源使用、降低運行成本,成為該酒店企業(yè)的急迫需求。
蓄熱電熱熱水器(鍋爐)采用全自動控制技術,九時間段定時控制,可以根據(jù)需要,設定幾個時間段運行,避峰運行,可選擇聲光報警,實現(xiàn)無人值守。該系統(tǒng)主要有以下技術特點。
(1) 雙層結(jié)構(gòu)設計,中間有15cm的高效保溫層,可實現(xiàn)長時間保溫,24h保溫溫差為1℃。
(2) 設備每根電熱管只有10kw,單位面積散熱量少,電熱管壽命可達7~10年,可任意選擇幾組電熱管工作,設備容量根據(jù)需要,可任意組合。
(3) 非承壓系統(tǒng),不存在壓力安全問題,不需向當?shù)劐仩t檢驗部門申報。
(4) 無噪聲、無污染,不需向當?shù)丨h(huán)保部門申報。實現(xiàn)低谷運行,又保溫良好,節(jié)省運行費用。
(5) 可實現(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,不影響設備的使用和供水量。
技術參數(shù)
按照冬季室內(nèi)溫度需求為18~21oc. 室外溫度-5oc,每50kcaL/h.m2計算,該酒店日最大時熱負荷為:50kcaL/h.m2×10000m2=50×104 kcaL/h;餐飲日最大時熱負荷為:50kcaL/h.m2×8000m2=40×104 kcaL/h。
設計日客房尖峰采暖負荷為50×104Kcal,非低谷電價時段(8:00~23:00)總負荷為602.5×104Kcal。低谷時段總負荷427.5×104Kcal,24h總負荷為1030×104Kcal。設計日餐飲尖峰采暖負荷為40×104Kcal,非低谷電價時段(8:00~23:00)總負荷為242×104Kcal。低谷時段總負荷0Kcal,24h總負荷為242×104Kcal。
電熱鍋爐選型
客房全天總熱負荷為1030×104 kcaL??紤]到賓館用戶退房、開房等因素,按70%的同時率計算,熱負荷為(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,因低谷時段有9個小時,電鍋爐功率為10342kwh/9h=1147kw。可選擇2臺600kw的電鍋爐即可,考慮到設計余量以及現(xiàn)有設備狀況,選擇現(xiàn)有的2臺800kw電鍋爐。非低谷時段的總熱負荷為:(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800kw,水箱選用130m3,就可以滿足“蓄熱式電熱鍋爐”的電價要求。
采暖費用估算
該酒店所在地區(qū)冬季供熱時間為11月25日至來年3月5日,共100天,其中設計日為20天,75%的設計負荷日為30d,50%的設計負荷日為30天,25%的設計負荷日為20d.
設計日熱負荷計算:每天實際需要總熱負荷為890×104Kcal 。20d共20×890×104 kcaL= 17800×104 kcaL。
75%設計負荷日熱負荷計算:每天總熱負荷為890×104Kcal/天×75%=667.5×104 kcaL/。30d共30×667.5×104 kcaL=20025×104 kcaL。
50%設計負荷日熱負荷計算:每天總熱負荷為890×104Kcal/天×50%=445×104 kcaL/d,30d共30×445×104 kcaL=13350×104 kcaL。
25%設計負荷日熱負荷計算:以上合計每天總熱負荷為890×104Kcal/d×25%=222.5×104 kcaL/d,20天共20×222.5×104 kcaL=4450×104 kcaL
由上可知,全年運行總熱負荷:17800+20025+ 13350+4450=55625×104 kcaL/h,折算總用電量55625×104 kcaL×11.6=645250kwh。全年運行費用為:645250kwh×0.3594=231902元/n。未考慮到循環(huán)水泵的用電量。
表1 節(jié)能技術改造前后電量和電費表單位:千瓦時、元/千瓦時、元
直接經(jīng)濟效益
通過現(xiàn)場電表抄錄測算,該酒店企業(yè)電鍋爐系統(tǒng)實施節(jié)能技術改造后,年節(jié)電量39.36萬kw/h,節(jié)約電費53.68萬元,節(jié)能率高達38%,節(jié)能效果顯著、經(jīng)濟效益明顯(見表1)。
間接效益
項目實施后,由于設備的性能提高,帶來以下間接效益。
(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,同時無需報檢,運維費用低。
(3)全自動控制系統(tǒng)可根據(jù)季節(jié)及需求特性設定運行方式,運維簡單。
(4)負荷特性優(yōu)化、電網(wǎng)沖擊減少、配電設備簡化、設備利用效率提高。
社會效益
電鍋爐系統(tǒng)實施節(jié)能技術改造后,該企業(yè)年節(jié)約電量約39.36萬kw/h,折合標煤約138t,減少二氧化碳排放372余t,節(jié)能減排成效顯著。
在國家大力倡導節(jié)能減排的政策形勢下,該酒店企業(yè)電鍋爐系統(tǒng)節(jié)能改造項目實現(xiàn)節(jié)能率高達38%,為企業(yè)節(jié)約能源費用的同時,有效提升了能源使用效率,降低了排放和污染。該項目案例取得了較顯著經(jīng)濟和社會效益,對同類型酒店企業(yè)具有較高的參考和借鑒價值。
10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.044