工業(yè)廢蒸汽在某小區(qū)采暖及生活熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2019-06-19 發(fā)布作者:
目前,全國三分之一地區(qū)都處于環(huán)境污染的困擾中,河南地區(qū)更是首當(dāng)其沖,特別是冬季采暖季尤為嚴(yán)重,采用清潔能源供暖勢在必行。工業(yè)蒸汽作為一種熱源,如能充分利用,不僅減少企業(yè)運(yùn)行費(fèi)用,同時節(jié)約了一次能源,為附近居民帶來舒適環(huán)境,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。本文以實際工程為例,分析工業(yè)蒸汽廢熱在居民小區(qū)采暖及生活熱水系統(tǒng)應(yīng)用及系統(tǒng)運(yùn)行策略,為以后此類項目提供參考。
1 項目概況
本項目為某小區(qū)采暖及生活熱水專項設(shè)計,建設(shè)地點漯河市。本小區(qū)共 11 棟樓,較高層為 27 層,采暖和熱水均分區(qū),1 層至 13層為低區(qū),14 層至 27 層為高區(qū),本工程低區(qū)管網(wǎng)供熱面積約 75217m2,高區(qū)管網(wǎng)供熱面積為 44983m2。生活熱水分高、中、低三個區(qū),一至五層為低區(qū),六層至十八層為中區(qū),共用中區(qū)加壓供水管網(wǎng),十九層至頂層接小區(qū)高區(qū)加壓供水管網(wǎng)。室外溫度如表 1。
2 設(shè)計說明
本項目采用天正暖通軟件計算出熱負(fù)荷熱指標(biāo)約為 35W/m2,由小區(qū)熱力站集中供應(yīng),室內(nèi)采用地?zé)岜P管,供回水溫度為 60/50℃,生活熱水供水溫度為 60℃。
本項目一次熱源為本小區(qū)附近工業(yè)廢蒸汽,溫度 200℃,壓力為 0.8MPa,為充分利用一次熱源的熱量,采暖設(shè)計采用兩級換熱,一級為湍流螺紋管換熱器,二級為板式換熱器,經(jīng)換熱后一次網(wǎng)冷凝水出水溫度為 80℃。采暖及生活熱水系統(tǒng)原理
冬季為充分利用供暖管網(wǎng)的冷凝水熱量,熱水采用半即熱式水加熱器加儲熱水箱的熱水供應(yīng)方式,優(yōu)先采用 80℃的冷凝水為熱媒,然后在水加熱器中進(jìn)行熱交換的熱水系統(tǒng)。為保證供熱水的安全性及與冷水的壓力平衡,水加熱器后直接接儲熱水箱,由高、低區(qū)變頻泵組分別向小區(qū)熱水系統(tǒng)供水。充分換熱后的冷凝水排入軟化水箱作為二次網(wǎng)補(bǔ)水源。
3.1.2 高區(qū)換熱系統(tǒng)
高區(qū)熱負(fù)荷 Q 為 1620kW,分別有兩級換熱設(shè)備承擔(dān)。
由公式 (1)(2)(3)(4) 計算,蒸汽需要 2.35t/h,一級換熱量約為 1305kW,二級換熱量為 315kW;二次側(cè)進(jìn)入一級換熱器的水量約為 104t/h,進(jìn)入二級換熱器的水量為 25.2t/h。則一級湍流螺紋管換熱器 F1 的面積為 6.5m2,考慮 20% 的富裕系數(shù),換熱器的面積為 7.8m2;二級板式換熱器的面積為 2.4m2,考慮 20% 的富裕系數(shù),換熱器的面積為 3.0m2。高區(qū)循環(huán)水泵兩臺(一用一備):流量 130m3/h,揚(yáng)程 28m,電機(jī)功率 N=15kW。高區(qū)補(bǔ)水定壓水泵兩臺(一用一備):流量3.0m3/h,揚(yáng)程 85m,N=2.2kW,效率 42%
4 自動控制
4.1 采暖系統(tǒng)
(1)二次網(wǎng)的供水溫度根據(jù)室外天氣狀況調(diào)節(jié),同時調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的蒸汽流量。
(2)每棟主樓熱力入口處設(shè)有自力式壓差控制閥,控制每棟主樓的壓差。
(3)水泵采用變頻器控制,調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。
(4)二次側(cè)采用壓差控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入兩級換熱器的流量。
4.2 水加熱系統(tǒng)
(1)生活熱水采用半即熱式水加熱器加儲熱水箱的熱水供應(yīng)方式,優(yōu)先采用 80℃的冷凝水為熱媒,蒸汽為補(bǔ)充熱媒,然后在水加熱器中進(jìn)行熱交換的熱水系統(tǒng)。
(2)非供暖時間直接采用蒸汽為熱媒。
(3)熱水系統(tǒng)回水管道末端裝有溫控器 T,用于控制熱水循環(huán)管路回水。
(4)當(dāng)被加熱水的硬度≥ 300mg/L(以 CaCO3計)時,應(yīng)采取水質(zhì)軟化或水質(zhì)穩(wěn)定防垢措施,并定期清理 U 形管外壁的水垢。
(5)熱水分區(qū)同冷水分區(qū),低區(qū)和中區(qū)共用熱水供回系統(tǒng),單體建筑供水水壓低區(qū)為0.75MPa,高區(qū)供水水壓 1.1MPa;各單體建筑根
據(jù)所需壓力在車庫內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱水中、低區(qū)系統(tǒng)共用熱水低區(qū)加壓給水,回水平衡設(shè)計,采用中區(qū)回水車庫內(nèi)設(shè)可調(diào)式減壓閥組,減壓至與低區(qū)回水壓力同。
5 結(jié)束語
本次設(shè)計中的節(jié)能點:
(1)采暖采用兩級換熱,充分利用一次能源,減少了一次能源使用量。
(2)冷凝水再次利用進(jìn)一步換熱,為生活熱水提供一次熱媒,降低冷凝水排放溫度,減少熱排放量,冬季相當(dāng)于免費(fèi)提供生活熱水。
(3)冷凝水重復(fù)利用,作為二次網(wǎng)的補(bǔ)水水源,節(jié)約用水量。
本項目響應(yīng)國家政策,采用工業(yè)蒸汽廢熱為一次熱源,滿足了本小區(qū)的供暖需求,生活熱水需求,1t 標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱值為 29307kJ/kg,效率按 60%計算,河南地區(qū)一年供熱天數(shù)為 120 天,一年采暖就節(jié)省 2722t 標(biāo)準(zhǔn)煤,同時也減少一次熱源蒸汽的浪費(fèi),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。