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铝加工分厂暖汽改造工程实例

2008年08月15 00:00:00 来源：中国制冷空调技术网

【摘要】本文介绍了山西关铝股份有限公司铝加工分厂暖汽改造工程，原蒸汽供暖改为热水供暖，改造后，系统运行良好，各相指标均达到设计要求，各用户室内平均温度达到16℃以上，节能效果显著。

【关键词】蒸汽供暖热水供暖改造节能

1、工程概况

铝加工分厂各用户除分厂办公楼设计为热水供暖系统外，其余各用户均为低压蒸汽供暖系统，因低压蒸汽供暖系统的诸多弊端，近年来，国家大力提倡节能措施，我公司于2006年决定对其进行改造为热水供暖系统，分两期工程完成，一期工程改造时间为2006年，分别对换热站，部分室外管网，空压站、10KV、循环水、动力车间办公楼、污水站等用户进行改造；二期工程改造时间为2007年，对室外管网，连铸轧车间、浴室、食堂、小车班、带箔车间生活间等用户进行改造，项目总投资34万元。

铝加工分厂供暖面积为1万m2，设计供、回水温度95～70℃，设计室内温度为16～18℃，热源采用汽－水板式换热机组，供热量1000KW，室内散热设备为813型铸铁散热器，室外供暖管网为异程式系统，室内供暖管网为同程式系统。

2、可行性分析

2.1、改造的必要性

2.1.1、热水供暖系统管道散热损失小，泄漏损失小，可以大量节约燃料，一般可节约燃料20～40％，而蒸汽供暖系统中，用汽设备排出的凝结水热量占蒸汽热量的15％，加上疏水器不能很好的排水阻汽以及凝结水的二次蒸汽，其热量损失达30％以上。采用热水供暖可以减少这部分损失。蒸汽供暖管道损失一般可达15～20％，而热水供暖管道损失一般为5％。

2.1.2、热水供暖系统供热负荷均匀，室内温度均衡，可根据室外环境的变化，灵活的对热水进行质、量的调节，保证供暖的质量要求。

2.1.3、热水供暖系统的维修费用比蒸汽供暖低，在蒸汽供暖系统中，因为冷热变化较大，暖汽片、管道连接处容易泄漏，管道中疏水器、减压阀及各种阀门需要经常维修，加上凝结水管容易腐蚀，所以日常维修工作量大。实践表明，热水供暖系统维修费用只是蒸汽供暖系统的1/3，维修人员也可相对减少一半以上。

2.1.4、热水供暖的供热半径大，运行安全可靠，蓄热能力高，不会引起用用户室内温度很大波动。

2.2、热水供暖系统热负荷及热水总流量计算。

qm＝K1q

式中：qm——设计计算热负荷（KW），q——用户热负荷（KW），K1——损耗系数（热水取1.05）。

G=860 qm /Δt

式中：G——管段计算流量（kg/h）；qm——设计计算热负荷（kw）；Δt——供回水温差（系统95-70℃）25℃。

2.3、热水供暖系统管网计算

2.3.1管道允许流速和经济流速及取值

2.3.2、热水主管线的流速≤3.5 m/s，同时比摩阻R≤300Pa/m。

2.3.3、对于热用户压力损失，取5mH2O。

2.3.4、供热热水管网管道局部阻力占沿程阻力的百分率，室内100％，室外30％。

2.3.5、平均比摩阻40～80 Pa/m，先确定资用压差，然后确定比摩阻，要求阻力不平衡率≤15％。

2.3.6、原室内回水管管径细，改造后同供水管，供水管管径不变，进回水管坡度均需要改变（进水走上坡，回水走下坡i≥0.002），

2.3.7、散热器计算

F=Q/K(tpj－tn)β1β2β3 （m2）

&nbs p; 式中F——散热器面积（m2）；Q——热负荷（w）；K——散热器传热系数（取7.87w/（m2℃））；β1、β2、β3分别为修正系数（分别取1.05、1.0、1.02）；tpj——散热器均温度（82.5℃）；tn——室内设计温度（16℃）。

n＝F/f＝7.5Q （片）

式中：n——散热器片数；f——每片散热器的面积。

3、换热站改造

3.1、原换热站位于带箔锅炉房二楼，其仅供分厂办公楼采暖，热源为汽－水板式换热机组一台，供热量为440KW，循环水泵流量为12m3/h。

3.2、改造后，更换一台汽－水板式换热机组，型号为ZTR-12Ⅱ，供热量1000KW，循环水泵2台，型号为KLR65-160K，流量50 m3/h，扬程32m。补水泵1台，型号为KL40-200K，流量11.7 m3/h，扬程44m。

3.3、热水供暖系统定压方式的选择

热水供暖系统原定压方式为补水泵间歇运行补水定压，本次改造中，选用补水泵变频调速定压方式。

3.3.1、工作原理

如图1所示，它是根据供暖系统的补水压力变化，改变电源频率，平滑无级地调整补水泵转速，进而及时调节补水量，实现系统恒压点压力的恒定。

3.3.2、与补水泵间歇运行定压方式相比补水泵变频调速定压方式的优点

首先，节能效果明显，如图2所示，p为压力，Q为补水量。间歇运行水泵在额定转速n2下运行，将水压p1打到p2。P1是下限，保证下限压力就可以保证供暖，很明显p2－p1＝Δp的压力是电动机做了无用功，存在着浪费。而变频调速运行的水泵电机是以保证下限压力p1为目的，转速在n1左右即n1－1～n1＋1之间变化。变频调速定压与间歇运行定压相比，节电为ΔpQ1。

其次，能解决补水泵的频繁启动所引起的各种问题，如频繁启动影响补水泵的寿命，启动电流大对电网的冲击，启动频率对设备的影响等。

第三，设备占地小，投资少。

4、经济效益

带箔锅炉房2006年度采暖期与2005年度采暖期消耗对比，2006年只改造了5个用户，占50％，2006年度采暖期节约蒸汽4605.2吨，2006年度采暖期蒸汽成本为39.26元/吨汽，节约费用：

39.26元/吨汽×4605.2吨汽＝18.08万元

在2007年整个工程改造完成后，每个采暖期可节约费用36.16万元。

项目总投资34万元，一个采暖期就能收回成本。

5、改造中应注意的问题

5.1、管网系统坡度问题，热水供暖系统供水干管的坡度与蒸汽供暖系统相反，回水干管的坡度与蒸汽凝结回水管坡度相同。在施工中，要求坡度≥0.002。

5.2、室内供回水主管网管径，在本次改造中，供水主管均可以不更换，只需改变坡度，而蒸汽凝结回水主管比热水细，需要全部更换，管径同供水管径即可。这样，可打量节约管材及管件。

5.3、管道连接，室外及地沟内管道均采用焊接。

5.4、在地沟内，管道高点设排气阀，管道低点设放水阀。