朱 劍 麗

(太原市熱力公司，山西 太原 030000)

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地暖不同調(diào)節(jié)方式的節(jié)能與污染物排放分析

朱 劍 麗

(太原市熱力公司，山西 太原 030000)

利用熱平衡方程式導出地暖各種調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)公式，算出水泵的耗電量，從而導出耗標準煤的量以及煤燃燒產(chǎn)生的大氣污染物量，比較發(fā)現(xiàn)，分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)(用戶入口接混水泵)的節(jié)能效果顯著，節(jié)能空間巨大，值得推廣應用。

地暖，調(diào)節(jié)方式，污染物，集中供熱

0 引言

隨著我國城市集中供熱事業(yè)的迅速發(fā)展以及政府對供熱節(jié)能、減排的高度重視，城市地暖集中供熱系統(tǒng)越來越普遍[1]。地暖采暖方式以其自身的優(yōu)越性更是得到了飛快的發(fā)展，在新開發(fā)的小區(qū)中，大部分采用了地暖采暖。因此，不同調(diào)節(jié)方式在地暖采暖中的節(jié)能效果需要對比及研究[2,3]。

目前，我國在熱水集中供熱中，常采用的調(diào)節(jié)方法有質(zhì)調(diào)節(jié)，分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，量調(diào)節(jié)和間歇調(diào)節(jié)(輔助調(diào)節(jié))[4,5]。

其中，質(zhì)調(diào)節(jié)是通過改變網(wǎng)路的供水溫度來進行調(diào)節(jié)的，循環(huán)水量在供暖期保持不變。其調(diào)節(jié)簡便，得到了廣泛應用。

量調(diào)節(jié)是通過改變網(wǎng)路的循環(huán)水量來進行調(diào)節(jié)的，供水溫度在供暖期保持不變。由于循環(huán)水量隨室外溫度的改變一直變化，因此量調(diào)節(jié)比較難控制，在實際中很少單獨采用。

表1 地暖不同調(diào)節(jié)方式運行耗電量，電費對比

分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)是介于質(zhì)和量調(diào)節(jié)之間的調(diào)節(jié)方式，這種調(diào)節(jié)方式是在較低室外溫度時采用設計流量，在室外溫度較高時減小流量，在供暖期內(nèi)設定若干階段，在每個階段內(nèi)都相當于質(zhì)調(diào)節(jié)，因而比較容易調(diào)節(jié)而且較節(jié)能[6]。

1 地暖不同調(diào)節(jié)方式的運行能耗和污染物排放比較

分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，改變流量時對應的室外溫度是依照調(diào)節(jié)方式的供水溫度公式和相對流量比經(jīng)試算出，不同室外溫度延續(xù)時間可按無因次綜合公式法算出。本例中，分兩階段時，變流量的室外溫度為-4 ℃；分三階段時，分別為-5.6 ℃和0.8 ℃。

表2 地暖不同調(diào)節(jié)方式間接耗煤量，產(chǎn)生污染量對比

水泵軸功率按揚程37 m，流量3 870 t/h，效率0.8計算?；焖脫P程6 m。電費按1.1元/度。運行耗電量，電費對比表見表1。

標準煤熱量29 308 kJ/kg，煤的元素含量按陽煤計算。一般火電廠煤與電的能量轉(zhuǎn)換比為40%。間接耗煤量，產(chǎn)生污水量對比見表2。

對于量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過程中只要保證用戶的調(diào)節(jié)流量不小于設計流量60%[10]，就可以避免雙管系統(tǒng)因各個立管循環(huán)作用壓頭比例增大而引起的上熱下冷垂直失調(diào)。

本例中的低溫熱水供熱系統(tǒng)，采用量調(diào)節(jié)時，運行耗電量，耗煤量及污染物產(chǎn)生量見表3，曲線如圖1，圖2所示。

表3 地暖量調(diào)節(jié)節(jié)電量，間接耗煤量，產(chǎn)生污染量對比

由于回水溫度th受室內(nèi)溫度tn的限制，不可能再降低的緣故，圖1中，+1 ℃～+5 ℃的范圍內(nèi)，回水溫度曲線為一條水平直線。從而網(wǎng)路的回水溫度th等于室內(nèi)溫度tn時，應維持網(wǎng)絡的最低回水溫度。

由表1～表3可以看出，分兩個階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)比質(zhì)調(diào)節(jié)的煤，電減少使用18%，污染物排放減少18%；三個階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)煤，電減少使用24%，污染物排放減少24%；量調(diào)節(jié)煤，電減少使用39%，污染物排放減少39%；帶混水的質(zhì)調(diào)節(jié)煤，電減少使用44%，污染物排放減少44%；帶混水分三階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)煤，電減少使用57%，污染物排放減少57%。

截至2010年，全國集中供熱總面積43.57億m2，地暖按總供熱面積的1/2計算。每年地暖運用不同調(diào)節(jié)方式與質(zhì)調(diào)節(jié)比較，省電，省煤量和減少排放污染物量見表4。

2 地暖采暖間接連接各種調(diào)節(jié)方式的比較

表4 各種調(diào)節(jié)方式與質(zhì)調(diào)節(jié)比較節(jié)電，煤的量和污染物少排放量

供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接連接時，隨著外溫度tw的變化，需同時對熱水網(wǎng)路和供暖用戶進行供熱調(diào)節(jié)。通常，對供暖用戶按質(zhì)調(diào)節(jié)的方式進行供熱調(diào)節(jié)，以保持供暖用戶系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定。供暖用戶系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)時的供回水溫度的計算公式與直接連接的公式相同。

熱水網(wǎng)路的供回水溫度τ1和τ2，取決于一級網(wǎng)路采取的調(diào)節(jié)方式和水—水換熱器的熱力特性。通?？刹捎眉匈|(zhì)調(diào)節(jié)或質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)方式。

仍以上述的供熱小區(qū)為例，一級網(wǎng)路設計供回水溫度τ1′/τ2′=120 ℃/70 ℃；二級網(wǎng)路設計供回水溫度τ1/τ2=60 ℃/50 ℃。

計算結(jié)果見表5，曲線如圖3所示。

表5 地暖間接連接不同調(diào)節(jié)方式對比

圖3中，系列1，2為二級網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)供回水溫度，℃；系列3，4為一級網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)供回水溫度，℃；系列5，6為一級網(wǎng)質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)供回水溫度，℃。

低溫熱水供熱間接連接時，二級網(wǎng)系統(tǒng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)，一級網(wǎng)系統(tǒng)采用質(zhì)—量調(diào)節(jié)比單純的質(zhì)調(diào)節(jié)節(jié)能，污染物排放量少(與直接連接一致)。

3 結(jié)語

通過對低溫熱水地面輻射供暖調(diào)節(jié)公式的推導，以及從上述例子可以看出，采用分三階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)(帶混水)是較節(jié)能的調(diào)節(jié)方式，與常用的質(zhì)調(diào)節(jié)比較節(jié)能達到57%，一個采暖季省電182 341萬度，相當于2臺135 MW凝汽式汽輪機一年滿負荷的發(fā)電量。間接少燃燒標準煤559 937萬t，繼而減少了污染物排放量。因此，調(diào)節(jié)方式的改進具有巨大的節(jié)能空間，分三階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)(帶混水)應大力推廣。

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Different adjusting to groung heating energy-saving and pollutant emissions analysis

Zhu Jianli

(Taiyuan Heating Power Co., Ltd, Taiyuan 030000, China)

Using the heat balance equation derived the regulation modes of all kinds of regulations of ground heating, calculated the power consumption of water pump, so as to derive the amount of standard coal consumption and the air pollutants amount produced by coal combustion. In comparison, the energy saving effect significant of phase change the flow quality regulation(with the user entrance mixing pump), energy saving space huge, worthy of popularization and application.

ground heating, regulating mode, pollutant, central heating

1009-6825(2017)16-0205-03

2017-03-13

朱劍麗(1988- )，女，助理工程師

TK521

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