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工業廢蒸汽在某小區采暖及生活熱水系統中的應用

發布時間:2019-06-19  發布作者:

 目前,全國三分之一地區都處于環境污染的困擾中,河南地區更是首當其沖,特別是冬季采暖季尤為嚴重,采用清潔能源供暖勢在必行。工業蒸汽作為一種熱源,如能充分利用,不僅減少企業運行費用,同時節約了一次能源,為附近居民帶來舒適環境,創造良好的經濟環境效益。本文以實際工程為例,分析工業蒸汽廢熱在居民小區采暖及生活熱水系統應用及系統運行策略,為以后此類項目提供參考。

 
1 項目概況
本項目為某小區采暖及生活熱水專項設計,建設地點漯河市。本小區共 11 棟樓,較高層為 27 層,采暖和熱水均分區,1 層至 13層為低區,14 層至 27 層為高區,本工程低區管網供熱面積約 75217m2,高區管網供熱面積為 44983m2。生活熱水分高、中、低三個區,一至五層為低區,六層至十八層為中區,共用中區加壓供水管網,十九層至頂層接小區高區加壓供水管網。室外溫度如表 1。
 
2 設計說明
本項目采用天正暖通軟件計算出熱負荷熱指標約為 35W/m2,由小區熱力站集中供應,室內采用地熱盤管,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附近工業廢蒸汽,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,經換熱后一次網冷凝水出水溫度為 80℃。采暖及生活熱水系統原理
 
冬季為充分利用供暖管網的冷凝水熱量,熱水采用半即熱式水加熱器加儲熱水箱的熱水供應方式,優先采用 80℃的冷凝水為熱媒,然后在水加熱器中進行熱交換的熱水系統。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、低區變頻泵組分別向小區熱水系統供水。充分換熱后的冷凝水排入軟化水箱作為二次網補水源。
 
3.1.2 高區換熱系統
高區熱負荷 Q 為 1620kW,分別有兩級換熱設備承擔。
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;二次側進入一級換熱器的水量約為 104t/h,進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,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,換熱器的面積為 3.0m2。高區循環水泵兩臺(一用一備):流量 130m3/h,揚程 28m,電機功率 N=15kW。高區補水定壓水泵兩臺(一用一備):流量3.0m3/h,揚程 85m,N=2.2kW,效率 42%
 
4 自動控制
4.1 采暖系統
(1)二次網的供水溫度根據室外天氣狀況調節,同時調節一次網的蒸汽流量。
(2)每棟主樓熱力入口處設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,調節水泵的轉速。
(4)二次側采用壓差控制閥調節進入兩級換熱器的流量。
 
4.2 水加熱系統
(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方式,優先采用 80℃的冷凝水為熱媒,蒸汽為補充熱媒,然后在水加熱器中進行熱交換的熱水系統。
(2)非供暖時間直接采用蒸汽為熱媒。 
(3)熱水系統回水管道末端裝有溫控器 T,用于控制熱水循環管路回水。
(4)當被加熱水的硬度≥ 300mg/L(以 CaCO3計)時,應采取水質軟化或水質穩定防垢措施,并定期清理 U 形管外壁的水垢。
(5)熱水分區同冷水分區,低區和中區共用熱水供回系統,單體建筑供水水壓低區為0.75MPa,高區供水水壓 1.1MPa;各單體建筑根
 
據所需壓力在車庫內進行調節。熱水中、低區系統共用熱水低區加壓給水,回水平衡設計,采用中區回水車庫內設可調式減壓閥組,減壓至與低區回水壓力同。
 
5 結束語
本次設計中的節能點:
(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,冬季相當于免費提供生活熱水。
(3)冷凝水重復利用,作為二次網的補水水源,節約用水量。
本項目響應國家政策,采用工業蒸汽廢熱為一次熱源,滿足了本小區的供暖需求,生活熱水需求,1t 標準煤的發熱值為 29307kJ/kg,效率按 60%計算,河南地區一年供熱天數為 120 天,一年采暖就節省 2722t 標準煤,同時也減少一次熱源蒸汽的浪費,創造了良好的經濟環境效益。
 
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