基于先进技术的锅炉供暖节能技术研究

摘 要：在现代社会发展的进程中，锅炉供暖系统的发展对于社会生活的稳定和谐具有重要的影响，因此在新技术、新手段的影响下，这一系统的应用效果需要得到进一步保障。本文中主要采用的技术手段为PLC以及组态软件相结合的方法，通过对供暖热量进行实时的监控，不仅可以确保锅炉处在正常的运作之下，同时还能保证向人们提供更高品质的供热质量。我国正在大力发展节能型社会，采用先进的技术手段对锅炉供暖进行有效的控制，符合降低能源消耗率的目的，是今后应该重点发展的一项节能技术。

关键词：供暖锅炉；量化运行；优化控制；节能

在我国当前的供热系统中，普遍采用了锅炉供暖系统，这一技术系统的应用可以有效的提高锅炉的供热质量，并且不会增加能源的消耗，反而会起到降低的效果，除此之外，锅炉供热系统的应用还符合我国现代化的发展需要，因此在当前发展与建设的过程中，需要将这一系统性的技术得到进一步的推广，以实现能源的优化使用，达到最佳的使用效果。通过本的论述，希望人们能够对锅炉供暖系统的运行以及技术原理具有进一步的认识，这对于未来技术水平的进步具有重要的意义。

1 锅炉供暖量化监控系统的设计

首先，该系统在进行设计的过程中，充分考虑到了供暖面积的需求，以某校区的供暖为例，所需要供暖的面积在15万m2以上，并且还要对各个部分加以实际的测量，将室内温度与室外温度进行有效的对比，实时跟踪温度的变化，这样才能有效的设计出符合实际需要的供暖系统。在热负荷量需求下，需要对供热量的相关数据进行准确的测量，在满足需要的前提下，绝不多出供热量的要求，最大化的满足节约能源的目的，实现供需匹配的发展目标。采用建立锅炉供暖系统的方法，使得供暖的过程得到进一步的优化，同时还保证了人们处在一个更加温暖舒适的环境中，与传统的供暖相比较，能源的消耗降低了至少15%，尤其是在我国的北方地区，利用这一方式，具有显著的效果。

在锅炉供暖系统中，主要是由几部分组成的，不同的部分具有不同的功能，例如测量仪表，主要是用来对数据进行有效的监测的，PLC控制器是将室内外的负荷量进行准确的计算的，除了这两部分之外，还有上位工控机等，以维持锅炉正常的运行参数，在操作员认真的操作下，锅炉供暖系统得以正常的使用，并且随时观察其变化，如果出现问题系统会进行警示，这是操作员再根据实际情况的要求进行处理，一方面大大的节省了员工的人数，同时工作效率却得到了明显的改善，实现了整个供热系统整体水平的进步，有效的节约了能源的使用率，这一系统在某校园中得到充分的利用，为学校节省了一大笔供热资金。

2 建筑物热负荷核算

上文中提到了热负荷这一问题，在供暖的过程中，室内外温度存在较大的差异，在室外温度的影响下，为了与室内温度保持平衡，就需要在一定的时间范围内对建筑物提供源源不断的热量，以提高室内的温度，使其达到持平的效果，在这一过程中，建筑物中的热量会出现相应的变化，而热负荷也会根据热量的变化而出现不同程度的变化，在对供暖系统进行设计的过程中，为了保证测量的准确性，通常都是以一个房间为目标，根据建筑物类型的不同，房间的指标也具有一定的差异性，因此在计算的过程中，应该摒弃传统的“宁大勿小”的思想，避免估算所产生的差异性，否则就会实际供暖的过程中浪费资源，也许一个房间的能源没有过多的浪费，但是整个建筑物累加下来，也是对能源的严重浪费，所以供暖系统在设计的过程中才会设计出更为精准的测量方式，有效的降低了对能源不必要的浪费，实现了现代化节约型社会的发展要求。

式（1）为重新核算供暖系统设计热负荷的公式。

Q'z=？撞aKF（tn-t'w）（1+Xch+Xf）（1）

式中：Q′z为设计热负荷，W；a为围护结构温差修正系数；K为围护结构的传热系数，W/（m2・e）；F为围护结构的面积，m2；tn，tw′分别为冬季室内外设计计算温度，℃；Xch为朝向修正率；Xf为风力附加率。

3 锅炉供暖量化运行节能措施

在实际应用的过程中，主要采用的措施有以下几点，其一是将供暖系统进行进一步的优化设计，其二是利用现代化的科学技术，如计算机技术、通信技术以及变频技术等，这些技术的应用都为供暖系统的应用提供了重要的保障。在此基础之上，将运行过程中的相关参数进行准确的计量，可以满足节能的要求。

3.1 跟随热负荷的供热量调节

供热系统在冬季运行期间，当室外气象条件改变如温度升高时，围护结构耗热量随之减小，所以锅炉供热量也应相应减小。热负荷与室内外温差变化成正比，则有：

Qy=Q' （2）

式中：Qy为运行热负荷，W；tw为室外日平均温度，℃，由当地气象条件获得。则全天累计热负荷为

Qd=Qy×24h×3600s/h÷1000J/kJ=86.4Qy（3）

式中：Qd为全天累计热负荷，kJ。

根据供回水温度和循环水量由式（4）计算瞬时供热量：

Qs=1.163Gs（tg-th）（4）

式中：Qs为瞬时供热量，W；GS为实际循环水量，kg/h，由流量计测得；tg，th分别为实际供回水温度，℃。

则全天累计供热量为

Q=1.163Gs（tg-th）d？子（5）

式中：Q为全天累计供热量，J；S为时间，s。

将运行热负荷和瞬时供热量在工控机上利用组态软件绘制成曲线，动态指导操作人员调节锅炉运行参数，并作为锅炉供暖运行管理的动态指标；将全天累计热负荷和全天累计供热量作为锅炉供暖运行管理的静态指标。从而为锅炉供暖运行科学评估及优化提供了动、静态指标。

3.2 跟随热负荷变化的循环水量调节

供暖系统循环水量取决于系统所需的热负荷、设计供回水温差、管网的漏水系数等，按式（6）计算：

式中：G为循环水量，kg/s；c为水的比热容，J/（kg・e）；tg′，th′分别为设计供回水温度，℃。

式（6）说明循环水量与热负荷成正比，当热负荷减小时需相应减少循环水量。供暖系统安装有流量计，可通过实测循环水量GS与计算循环水量G进行比较得到偏差，采用PI调节方法，通过变频调节装置将循环水量稳定在计算循环水量上，实现供暖系统的量调节，同时降低了水泵的转速。

3.3 供热外网系统优化设计及水力平衡调节

供暖系统优化设计是提高供热质量、保证节能的基础工作。按照建筑物类型及用途不同分设供热环路，如学生宿舍楼、教学楼为一个环路，办公楼、图书馆为一个环路，住宅为一个环路，并在每个环路回水管上加装恒流量水力平衡调节阀合理分配各环路的流量，方便各环路的水力平衡调节。特别是在寒假期间可将学生宿舍楼、教学楼环路的调节阀关小而以值班温度供热，节能效果更显著。

结束语

综上所述，在现代社会发展的过程中，节能环保越来越受到人们的重视，供热系统的建立满足了人们日常生活中的要求，在这一过程中也应该重视起能源的节约，这样才符合社会发展的需要，况且供热系统的应用是我国社会生活中必不可少的组成部分，加强这方面技术研究，具有重要的意义。

参考文献

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