宋凱旋(大慶油田有限責任公司第七采油廠)
機修廠區(qū)域包括廠房、車庫及辦公樓等建筑物,冬季供暖季節(jié)辦公室平均室內(nèi)溫度為12℃,廠房、車間的平均室內(nèi)溫度為10℃,不能達到《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB 50019—2003設計要求。室內(nèi)采暖溫度的高低與采暖系統(tǒng)的熱效率有著直接的聯(lián)系,通過提高熱效率可以提高室內(nèi)采暖溫度[1]。采暖系統(tǒng)熱效率體現(xiàn)在熱源的制熱效率和熱網(wǎng)的熱輸送效率兩方面,集中供熱系統(tǒng)主要由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三大部分組成,包括熱量的制備、轉(zhuǎn)化、輸送、利用四個過程。各部分都存在不同程度的熱損失,減少每一部分的熱損失都可以提高熱效率。采暖系統(tǒng)熱效率可達80%~90%[2]。
熱源作為熱量制備的源頭,其制熱效率將是影響供熱效果的關(guān)鍵所在,機修廠區(qū)域的采暖由X轉(zhuǎn)油站的燃氣鍋爐承擔,調(diào)查時鍋爐的排煙溫度為260℃,在進入鍋爐的冷空氣取20℃的情況下,查對鍋爐廠家熱力計算書中的溫焓表,計算得到燃氣鍋爐的排煙損失為12.5%。查找資料得知,中小型工業(yè)鍋爐的排煙溫度正常情況下應在200℃以內(nèi),排煙溫度每降低12~15℃,可提高鍋爐效率1%[3]?,F(xiàn)場調(diào)查鍋爐的排煙溫度可達260℃以上,如此高溫的煙氣排放到大氣中帶走很多熱量,因此,降低排煙溫度,減少排煙熱損失,可以提高鍋爐效率[4],由此提高室內(nèi)采暖溫度。
由于該區(qū)域建設年限比較早,隨著功能的擴展,建筑面積逐步增加,A作業(yè)區(qū)及廠培訓中心就近接入該采暖干線,造成整個供熱系統(tǒng)熱力平衡破壞,水力平衡失調(diào)嚴重[5]。A作業(yè)區(qū)和機修廠區(qū)域共用一條采暖干線,其中機修廠內(nèi)各建筑物的采暖管線都經(jīng)由分集水器接至采暖干管,而A作業(yè)區(qū)各建筑物的采暖管線直接接至采暖干管。由于A作業(yè)區(qū)礦部距熱源較近,管網(wǎng)阻力不平衡,水量分配不均,導致機修廠內(nèi)采暖供水壓力不足,室內(nèi)采暖溫度低(見圖1)。
圖1 X轉(zhuǎn)油站改造前采暖流程
機修廠區(qū)域室內(nèi)管路流程為異程式,即散熱器的供水管和回水管水流方向相反,該流程導致后端散熱器沿程阻力大,回水壓力低,從而造成熱媒不能有效循環(huán),影響末端散熱器散熱效果,最終導致室內(nèi)溫度低,需要重新選擇室內(nèi)管路流程。
機修廠區(qū)域考慮室內(nèi)裝修的美觀,散熱器外采用金屬罩裝飾,散熱器全部包到裝飾內(nèi),只在上面留散熱孔。現(xiàn)場用測溫儀測量發(fā)現(xiàn),暖氣罩內(nèi)、外溫差達到4℃,可見暖氣罩嚴重影響散熱。
現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),造成鍋爐排煙溫度高的主要原因是爐體結(jié)構(gòu)不合理、進風量大,導致過剩空氣系數(shù)大,排煙溫度高。通過調(diào)節(jié)煙道擋板,增設花墻,使鍋爐排煙溫度由260℃降到180℃,過??諝庀禐閿?shù)由2.49降到1.74,鍋爐效率提高6%,室內(nèi)溫度相應提高3℃。天然氣年耗氣量由1.88×106m3降到1.56×106m3,年節(jié)氣3.2×105m3,天然氣按1.51元/m3計,每年節(jié)約48.32萬元。
針對采暖工藝存在的問題,經(jīng)過分析討論做出兩種方案:
1)在提撈隊閥組間新建循環(huán)泵。2臺(運1備1),保證機修廠內(nèi)采暖運行壓力和水量。循環(huán)水泵電機功率為22 kW,每年運行5個月,預計每年用電79 200 kWh,電費按0.68元/kWh計,扣除泵的成本及維護費用,每年所需電費為5.38萬元。
2)在機修廠提撈隊采暖閥組間新建分集水工藝。使A作業(yè)區(qū)和機修廠采暖都通過分集水器統(tǒng)一控制各采暖支線,保證各區(qū)域的采暖均衡。新建采暖閥組及采暖管線費用預計3萬元。
從節(jié)能降耗和預期效果角度對比,方案二明顯優(yōu)于方案一,在改造中將A作業(yè)區(qū)采暖支線加入提撈閥組間統(tǒng)一控制,改造流程見圖2。
圖2 X轉(zhuǎn)油站改造后采暖流程圖
通過對外網(wǎng)流程改造,提高了A作業(yè)區(qū)及機修廠區(qū)域采暖系統(tǒng)整體可靠性,改造前機修廠供水壓力低于A作業(yè)區(qū)0.1 MPa,改造后二者供水壓力基本一致,水力均衡后,機修廠區(qū)域的室內(nèi)采暖溫度相應提高2℃。
針對異程式的缺點,對比了其他三種管路流程下采暖系統(tǒng)的優(yōu)缺點:單管跨越式管路系統(tǒng)不能過長,阻力大,影響散熱器排氣,該區(qū)域面積大,不能采用該系統(tǒng);單管順流式會造成末端散熱器溫度低,當一組散熱器出現(xiàn)故障,整個采暖系統(tǒng)將停運,導致室內(nèi)溫度過低[6];雙管同程式流經(jīng)每組散熱器的管線長度一致,克服了水力失調(diào)的問題。因此,為機修廠選取了雙管同程式管路流程。改造后,末端散熱器溫度提高3℃,室內(nèi)采暖溫度總體提高1℃。
拆除散熱器外的裝飾罩,將原散熱器更換為外型美觀的鑄鐵噴塑散熱器,改造后,極大地增加了熱交換面積及流通空間,室內(nèi)溫度總體提高2℃。
1)調(diào)節(jié)煙道擋板,增設花墻后,鍋爐效率提高6%,室內(nèi)溫度相應提高3℃。同時減少了燃料的消耗,年節(jié)氣3.2×105m3,天然氣按1.51元/m3計,每年節(jié)約48.32萬元。
2)采暖閥組間新建分集水器工藝使管網(wǎng)阻力得到平衡,水量分配均勻,減少了采暖循環(huán)泵的使用。機修廠區(qū)域供水壓力升高,室內(nèi)采暖溫度相應提高2℃。
3)采用雙管同程式管路流程后,末端散熱器溫度提高3℃,室內(nèi)溫度總體提高1℃。
4)拆除散熱器裝飾罩能夠增加熱交換面積及流通空間,室內(nèi)采暖溫度相應提高2℃。