供热介质分析

摘要:探讨针对不同的热用户供热介质的确定和参数的选择

关键词:热媒 蒸汽 热水 介质参数

目前,国内传统的供热介质主要采用蒸汽和热水。供热系统向许多不同的热用户供给热能,供应范围广,热用户所需的供热介质种类和参数不一,造成不能完全满足所有热用户的要求。因此,选择合适供热介质种类和参数关系到整个供热工程的投资、经济性及运行的可靠性。

一、蒸汽分析

蒸汽作为热媒供暖分为两种其一是蒸汽从区域供热锅炉房或热电厂经管道输送到供热区域换热站,在换热站内经换热后凝结水回到锅炉房或热电厂。蒸汽较热水的参数高,与水换热传热系数高,可适当减少换热器的传热面积。管网内蒸汽的输送靠自身的压力可省去热水为供热介质的循环水泵,可节省设备投资及运行耗电量。

另一种是蒸汽作为热媒直接供采暖用热的系统,在工厂企业中多见,其散热器系数高,散热面积小,可节省投资,还能同时满足热用户采暖和生产工艺用汽,其优点调节可控性强。但蒸汽采暖系统较热水系统舒适性差得很大,使室内空气干燥,热惰性小室温随供暖间歇波动较大,骤冷骤热易使管件和散热器连接处泄漏,维修量较大。管道和散热器表面温度高,灰尘凝结后易产生升华现象并产生异味,污染室内空气,容易伤人。并且采暖用汽分散,凝结水量小,凝结水回收困难,凝结水水质不能保证,一般凝结水经疏水器直接排到下水道,加之国内疏水器质量差,到处冒汽,污染环境,造成软化水和能源的浪费。因蒸汽靠自身蒸汽压力输送到系统中去的,凝结水靠自身管道坡度极疏水器余压送至凝结水箱内,节省了输送介质的动力设备的投资和运行中电耗的费用易于管理。当蒸汽作为供热介质时,其凝结水在有条件的情况下,应尽量设计回收,这样将节省10%-15%的热能和水的浪费。

蒸汽供热系统的蒸汽参数的确定,因为蒸汽中的热量主要为汽化热,为保证加热体达到规定的温度,必须保证供汽压力的饱和温度高于加热体所需的温度,所以需要一定的供汽温度的热用户,还是需要一定的供汽汽压。以区域锅炉房为热源时,蒸汽的起始压力主要取决于用户的最高使用压力和管道沿程阻力之和。对以热电厂为热源时,当用户的最高使用压力给定后,如采用较低的抽汽压力,有利于热电厂的寂静运行,但蒸汽管网管径相应加大,增加投资成本,因而必须通过技术经济确定热电厂的最佳抽汽压力。

二、热水分析

在我国,习惯认为水温低于或等于100℃的热水称为低温水,水温超过100℃的热水称为高温水。民用室内热水供暖系统,大多采用低温水作为热媒,传统设计供回水温度多采用95℃/70℃,但随着建筑材料和节能环保产业的迅速发展,目前,新开发的民用建筑物设计供、回水温度为50℃/40℃。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用,设计供、回水温度大多采用120-130℃/70-80℃。

集中供热为热源的热水供热系统的热能利用效率高,由于在热水供热系统中,没有冷凝水和蒸汽泄漏,以及二次蒸汽的热损失,因而热能利用率比蒸汽供热系统好。实践证明一般可节约燃料20%-40%。以水作为热媒用于供暖系统时,可以改变供水温度来进行供热调节,既能减少热网热损失,又能较好地满足卫生要求。热水供热系统的蓄热能力高,由于系统中水量多,水的比热大,因此,在水力工况和热力工况短时间失调的时候,也不会引起供暖状况的很大波动,适合远距离输送,供热半径大。但同温度下热水的密度大于蒸汽,对于相同的热用户来说,热水网的管径要大于蒸汽网,并且热水系统时靠循环泵来克服系统阻力而循环的,因系统水容量大,因此循环水泵的功率大,耗电量多,增加投资成本和运行费用。

对以区域锅炉房为热源的热水供热系统来说,提高供水温度,对区域锅炉房不存在降低热能利用率的问题。提高供水温度和加大供回水温差,可使热网采用较小的管径,降低输送网路循环水的电能消耗和用户热设备的散热面积,在经济上是合适的。但应注意,供水温度过高,对管道及设备的耐压要求高,运行管理水平也相应提高。

介质参数的确定,是供热系统方案的一个重要问题。对以热电厂为热源的供热系统,由于供热量主要由供热汽轮机作功发电后的蒸汽供给,因而,介质参数的确定要涉及到热电厂的经济效益问题。如提高热网供水温度,就要相应提高抽汽压力,对节约燃料不利。但提高热网供水温度,加大供回水温差,却能降低热网基建费用和减少输送网路循环水的电能消耗。因此,介质参数的确定,应结合具体条件,考虑热源、管网、用户系统等方面的因素,进行技术经济比较确定。

参考文献:

[1]贺平、孙刚,《供热工程》第三版,中国建筑工业出版社

[2]秦冰等,浅析分布式变频泵系统的多热源联合供热,区域供热,2008,(1),11-14