1、工业厂区采暖系统改造与节能摘要 在我国北方地区大多数工厂都是采用蒸汽作为热媒来进行采暖的，凝结水回收和利用率都非常低，造成极大地浪费。工厂采暖系统由蒸汽系统改为热水系统后，不但节煤、节电、节水、节约人工，而且还减少了大气污染。 关键词 蒸汽采暖系统；热水采暖系统；节煤；节电；节水 在我国北方地区铁路系统各生产单位，大多数工厂都是采用蒸汽作为热媒来进行采暖的。原因是生产中需要用到蒸汽，如：机务段、车辆段用蒸汽来清洗机车车辆的轮对，客运段用蒸汽来清洗卧具备品等，但它们的用汽量并不大，一般约为 1 吨/小时2 吨/小时。为了同时满足生产和采暖的需求，而又不增加锅炉房内设备，所以 80 年代前设计的此
2、类单位各建筑物采暖系统均为蒸汽采暖系统。然而对于厂区锅炉房来说，冬季最大的热负荷还是采暖热负荷。由于蒸汽采暖系统设计、运行管理等原因，凝结水回收和利用率都非常低，只有 20%70% 左右，甚至有的系统直接将凝结水排放到下水道中，造成极大地浪费。 为了改变这种现象，我们可以结合既有锅炉大修或报废更新的机会，将厂区采暖系统由蒸汽系统改为热水采暖系统。一种是将蒸汽锅炉直接更换为热水锅炉，作为热水采暖系统的热源，生产用蒸汽另外设置小容量的蒸汽锅炉供应。另一种是不更换锅炉，在锅炉房内设置汽水换热器作为采暖热源，只是室外采暖管网及各室内采暖系统改造为热水采暖系统。无论采用以上哪种形式进行系统改造，都会大大
3、降低锅炉房的能耗。 下面就包头机务段采暖系统汽改水为例来说明他的好处。 包头西机务段有层高超过 9m 的厂房 14 913m2，层高 5m 8m 的厂房 7 760m2，层高；4.5m 以下的厂房及辅助用平房1 735m2，办公用楼房 9 986m2，经计算其采暖热负荷为 5 171.3kW。生产用蒸汽最大时为 1.5t，蒸汽压力为 0.4MPa。 改造前，机务段内设有南、北两座锅炉房。北锅炉房主要为厂区采暖服务，兼有作为备用提供生产用汽，安装有 4 台蒸发量为6t/h 的蒸汽锅炉。由于包头西地区地下水位较高（自然地坪下 0.8m 左右），不能采用地沟敷设蒸汽及凝结水管道，故蒸汽管道采用架空敷
4、设，凝结水不回收就地排入下水管道。因此，虽然他的装机容量远远大于采暖热负荷，但是整个厂区的采暖效果还是很不理想。南锅炉房主要为厂区提供生产用汽，安装有 1 台蒸发量为 2t/h的蒸汽锅炉。由于北锅炉房内蒸汽锅炉已到报废期，所以我们采用了第一种改造方案。将北锅炉房更换为两台 4.2MW 热水锅炉，用来作为采暖热源。南锅炉房增加一台蒸发量为 2t/h 的蒸汽锅炉作为生产用汽备用锅炉。下面是北锅炉房改造前后设备对照表： 设备名称 改造前 改造后 备注 设备功率 数量 设备功率 数量 锅炉 6t/h 4 4.2MW 2 炉排变速箱 1.1 4 1.1 2 鼓风机 7.5 4 7.5 2 引风机 45
5、4 22 2 垂直上煤机 7.5 1 7.5 1 水平上煤机 5.5 1 4 1 除渣机 5.5 1 4 1 给水泵 22 2 2.2 2 一用一备 循环水泵 - - 22 3 两用一备 装机容量合计 254.9kW 122.9kW 1）年耗煤量计算 采暖年热负荷 QY=243600nQpj 采暖期 n=166 天 采暖平均热负荷 Qpj=Q 采暖系数 =（tn-tpj）/ （tn-tw） 包头地区室外采暖计算温度 tw=-20 室外采暖期平均温度 tw=-6.2 室内采暖温度 tn=18 =（ tn-tpj）/ （tn-tw）=18-（-6.2）/18-（-20） =0.637 Qpj=Q=
6、0.6375171.3=3294kW QY=243600nQpj=2436001663294=4.7241010KJ （1）改造后年耗煤量 B1=1.15QY/QDW.=1.154.7241010/（188000.81000）=3612T 烟煤低位发热量 QDW=18800KJ 锅炉热效率 =80% （2）改造前年耗煤量 由于采用蒸汽采暖时，只有蒸汽的汽化潜热被用来采暖散热，凝结水被排放，故其蒸汽的热能利用率为： r=（h8-h1）/（ h8-h5）= （2769-417）/（2769-21）=0.855 式中：h8为绝对压力 800Kpa 时饱和蒸汽的焓值； h1 为绝对压力 100Kpa
7、时饱和水的焓值 h5 为绝对压力 100Kpa 时 5水的焓值 B0=1.15QY/QDW.r=1.154.7241010/（188000.80.8551000）=4224 T （3）年节煤量 B0- B1=4224-3612=612 T 2）年耗水量计算 （1）改造后年耗水量 系统水容量 VC=Q（VCS+ VCng+ + VCgg）=5171.3（ 4+6.9+5.2+13.8）=240982 L=241T 式中：Qw 为采暖热负荷 5171.3kW； VCS 为每 1kW 热负荷散热器的水容量取 4L/kW； VCng 为每 1kW 热负荷室内管路的水容量取 6.9L/kW； VCwg
8、为每 1kW 热负荷室外管路的水容量取 5.2L/kW； VCgg 为每 1kW 热负荷锅炉的水容量取 13.8L/kW； 每天系统补水量按系统水容量的 5%计算 年耗水量 W1=VC（1+n5% ）=241（1+1660.05）=2241T （2）改造前年耗水量 每秒耗水量 W=（ 1.15Qpj）/（h8-h1）=（1.153294）/ （2769-417）=1.61kg/s 年耗水量 W0=（243600nW）/1000= （2436001661.61）/1000=23091T （3）年节水量 W0-W1=23091-2241=20850 T 3）年耗电量计算 （1）改造后年耗电量 Pj
9、s1=Pe1=0.637122.9=78.3kW 式中：Pjs1 为改造后锅炉房用电设备计算总功率； 为采暖系数； Pe1 为改造后锅炉房用电设备总功率。 改造后采暖期耗电量 M1=24nPjs1=2416678.3=311947kWh （2）改造前年耗电量 Pjs0=Pe0=0.637254.9=162.4kW 式中：Pjs0 为改造前锅炉房用电设备计算总功率； 为采暖系数； Pe0 为改造前锅炉房用电设备总功率。 改造前采暖期耗电量 M0=24nPjs0=24166162.4=647001kWh （3）年节电量 M0- M1=647001-311947=335054kWh 4）其他 改造前锅炉房运行人员需要 30 人左右，改造后减少到 20人，且劳动强度及设备维修量也大大降低。实际年运行费用比改造前节约 90 110 万元。另外，热水采暖系统同蒸汽系统比有使用寿命长，系统热损失少，室内环境舒适等优点。 总之，工厂采暖系统由蒸汽系统改为热水系统后，不但节煤、节电、节水、节约人工，而且还减少了大气污染。 参考文献 1 供热工程 .中国建筑工业出社 . 2 供暖通风设计手册. 中国建筑工业出社.
