热能工程技术在 供热领域中的应用研究

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:田鹏 张广卿
[导读] 供热一直是大众生活之中无法避免的词汇,尤其是生活在北方的人们,
        摘要:供热一直是大众生活之中无法避免的词汇,尤其是生活在北方的人们,每年都会需要大量的热能来保证室内温度的舒适,以此抵抗寒冷。传统的制热主要是采用煤炭和柴火等能源提供热能,这种方式严重污染环境,尤其是近年来全球环境问题较为严重的情况下,政府部门已经积极推出清洁能源。比如利用天然气逐渐取代煤炭,逐步探索氢能源在汽车方面的运用等等,清洁能源在供热领域的应用具有重要的意义,不仅仅可以保护环境,而且成本也被不断压缩。热能工程技术在热能领域之中的运用也可以提高供热效率和节省能量的损耗,并且对于清洁能源的开发以及运用起到了促进作用,可以使得更多的新能源在供热方面得到使用。
        关键词:热能工程技术;供热领域;应用
        1供热领域现阶段的主要问题
        1.1重热运用效率低下
        重热是指在一定时间范围内重复使用的相同热能,重热效率越高其表示热能运用效率也越高,损耗的能量相对较低,反之亦然。现阶段我国供热主要是由企业提供,供热企业数量较多,其规模以及技术等等区别相对较大,对于一些在供热方面处于劣势的企业来说其重热出现的效率较低,企业的运营成本较大,资源造成一定的浪费,这样不利于企业的发展以及节约资源。在对于企业到用户的过程之中,主要是通过蒸汽来实现热能供应的,也就是蒸汽供热技术,对于这种技术来说具有着提高热蒸汽的循环使用次数以及增加保存时间等方面的比较大的优势,可以提高资源的运用率以及降低生产成本,但是很多具有相关技术的企业却没有在这方面达到真正理论上的重热,因为企业管理和机器的保养等等方面还没有真正实现科学的管理和善后维修,相比发达国家来说我国在这方面还具有一定的差距。
        1.2供热环境污染较大
        现阶段我国环境污染较为严重,环境的污染所造成的危害已经逐渐影响我们的生活方方面面,尤其是全球变暖和大气质量的下降,已经成为大众所关心的重点。其供热方面造成的污染也是不可忽视的,由于我国每年的供热量大,以往主要是采用煤炭和柴火的燃烧来提供热能,并且存在转化热能率低下的情况。与此同时其在燃烧过程中产生大量的二氧化碳以及有害气体,直接污染环境,对于燃烧之后产生大量的废渣以及灰烬,很多都是直接掩埋,对于当地的土壤造成直接污染,影响土壤的利用率。这样的供热处理不符合我国现阶段提出的绿色环保和可持续发展的政策方针。
        1.3蒸汽供热的湿气损失率高
        现阶段我国很多企业主要还是采用的是蒸汽供热,虽然蒸汽供热效果较好,但是蒸汽在供热的过程之中会发生较大的膨胀,也就是说当在供热的过程之中会由于管道内外的温度差导致蒸汽凝结为水滴,而水滴在管道内的移动速度远远小于蒸汽的移动速度,因此使得蒸汽方面有损失,同时也降低了管道的使用年限,造成能源的损失和增加企业的成本。
        2实例分析
        本工程主要建设内容为:新建及改造DN100~DN1200一级高温水供热管网约22km;锅炉房改建换热站15座;替代26座分散锅炉房(814.61m2);17座现有直供换热站自控改造及更换换热器(197.6m2),13处转供换热站增设热计量装置;新建1座中继泵站,2×116MW热水锅炉与电厂热源并网等。
        2.1设计方案
        根据《城市总体规划修编(2011—2020年)》及《城市热电发展总体规划》,矿业中机热力有限责任公司计划新建热网首站,为该市地区提供热源。
        2.2项目工程换热站规划设计
        换热站的布置应本着规模合理、经济合理、远近结合、技术先进的原则。换热站设计应按照小区建筑高层特点采取分区设计,高、中、低区供热系统独立运行,低区应控制在12层以下,中区应在13~24层之间,高区一般为25层以上,换热站应为无人值守换热站。
        2.3热负荷确定的原则
        热负荷是集中供热、热电联产项目最基本的资料,也是确定本项目热源厂建设规模、热力网设计规模、换热站设计规模的主要依据。根据建设单位的委托要求,确定本工程热负荷均为民用、公共建筑冬季采暖热负荷。


        某市中西部城区拆炉并网集中供热改造工程建成后总供热面积为224.2m2,其中,现有供热面积为172.698m2,中西部地区拆炉并网新增供热面积为814.61m2,中西部地区2017年规划新建新增供热面积为174.7m2。
        2.4工程换热站选址及规模
        本工程依据供热管网的热介质参数,规划建设水-水换热的换热站拟选择成套换热器机组;选址方面,老区改造主要利用现有的分散锅炉房改建换热站,在照顾原有采暖系统的同时,尽量减少换热站数量,利用现有管网通过换热站向一个街区或多幢建筑物分配热能;换热站规模方面,新建居住小区,以每个小区只设一座换热站为宜,规模一般不超过315m2,一般按高、中、低区设计,1~12层为低区系统,13~24层为中区系统,25层以上为高区系统,换热机组规模确定为105-315m2。
        2.5换热站设备选型
        近几年,随着中国工程建设的发展,在引进国外技术的基础上,生产出多种新型的高效板式换热器。本工程换热站的换热器设备推荐采用BB型高效板式换热器。
        2.6项目工程热网首站热工控制
        在本工程热网系统中,设置1个主站(热网首站)。
        供水温度自动调节、蒸汽压力自动调节、换热器水位自动调节、热网循环水泵控制、热网定压控制;在首站单独运行时,循环泵根据管网最不利点的压差进行控制,在调峰锅炉房参加系统运行时,循环泵根据供水流量进行控制。
        2.7换热站热工控制
        换热站的作用是用换热站供出的热水加热用户供暖系统的循环水,并将其供给用户;换热站控制的任务是改变供水温度,使之适应室外温度的变化,并保证室温在允许的范围内。为了有效规避系统参数整定困难的现象,在本工程换热站的温度调节系统中,使用数字式调节器。
        3热能工程技术在供热领域方面的改革和创新
        3.1提高重热的运用效率
        根据相关统计数据表明,我国供热企业的重热综合比例仅为6%-11%,由此可知,其重热在供热的实际运用过程之中还有很大的提高空间,以此可以大量降低热能在运输之中的损耗,降低能源的使用以及企业的成本。其需要热能工程技术方面具有一定的突破和将技术运用到实际之中,将其技术从理论和实验室之中拿出来,需要供热企业加大与学校和相关的研究生合作,同时招揽相关的专业人才,做好技术的储备。同时企业加强内部的人员的管理,这样才能做到最大程度上提供重热的运用效率。
        3.2加强供热源头的技术改进
        现阶段我国仍然有很多供热企业还在采用煤炭作为供热能源的主要材料,其主要是由于煤炭价格较低,且在供热的环节之中操作简单,对于制热机械和操作人员要求较为简单,如果采用其它材料其制热设备等需要更换,但是这样的操作模式之下必将导致其煤炭不能够完全燃烧且对于环境的污染较大。热能工程需要从源头解决问题,不断的开发和寻找适合供热企业的新型能源,同时研发降低污染环境的机械设备,政府部门也需要引导企业,对于某些企业可以采用强制性措施。
        结论
        随着可持续发展理念的提出,近年来无论是大众还是政府部门都愈发重视环保工作,而煤炭运用、企业的排污以及垃圾分类等等方面是重点中的重点,供热由煤炭作为主要能源逐渐改变为天然气等绿色环保能源,但是随着热能工程技术在供热领域中的运用其必将会开发更多的新兴能源和制热机械设备,以此达到环保可持续发展,同时降低能量的损耗,降低企业和消费者的成本,造福社会。
        参考文献:
        [1]陈江涛.时代环境下探讨热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].当代化工研究,2018(9):133-134.
        [2]翟正芳,张久锋.时代环境下探讨热能工程技术在供热领域中的改革及创新[J].内燃机与配件,2018(6):260-261.
       
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