SECESPOL换热器/机组的综合节能分析

2008年08月26 00:00:00 来源:中国制冷空调技术网

换热系统的节能大体可分为三部分:设备、控制、管理。

一、设备:在蒸汽为热媒的集中供热系统中汽-水换热器是核心设备,换热器效率的好坏直接决定了集中供热采暖系统的能耗多少。所以提高换热器的换热效率,减少热耗才是提高供热节能的关键所在。目前换热领域中常用的换热器种类很多,如板式、浮动盘管、列管式、U型管式、波节管式、波纹管式复合流程式。这些种类换热器结构形式的发展都是为了一个目的,那就是提高换热器的综合传热系数,提高热效率。

目前国内换热器的发展,远远落后于国外换热水平。90年代,国外换热产品涌进中国市场,像舒瑞普、阿法拉伐、APV等板式换热器,这几种换热器在水水换热领域表现出了很高的优势,也带动了国内板换市场的发展。但在蒸汽换热系统中并没有占多大优势,2001年,在欧洲享有盛誉的“SECESPOL蒸汽王子”进入中国市场,给中国管壳式换热器技术带来一场革命。该换热器是一种新型螺旋螺纹管结构,其换热系数可达14000W/m2℃,耐压1.6MPa,耐温400℃。通过几年的应用,该换热器的节能优势表现得越来越明显。试从以下几点分析:

1、SECESPOL换热器螺旋缠绕的管束长度是壳体的4-6倍,蒸汽在管内的运行时间长,使热量得到充分交换,冷凝水出水温度低,同样的热负荷消耗蒸汽少,节约了运行成本。凝结水温度是提高热效率的关键,国产换热器的凝结水温度一般为85℃,接供回水温度为95/70℃,而SECESPOL换热器最小温差可达3℃。凝结水温度为73-75℃。蒸汽锅炉是我国耗能大户,蒸汽热力系统的利用效率仅为国际先进水平的一半左右,如果按凝结水量为1000L/H(1立方米/小时)计,运行时间按2880小时/年计算,凝结水温度多降10℃计。可减少的耗煤(标准煤29260KJ/KG)量为:所节约的耗煤乘以0.8以扣除蒸汽损失。年节标准煤量为:凝结水负荷×年运行小时×温差÷每千克煤含热量即:1000×2880×10X4.18/0.8×29260=5142Kg标准煤(北京市2004煤耗为26kg标煤/㎡,目标为2010年下降到22.2kg标煤/㎡).

2、SECESPOL换热器的设计是冷媒走壳程,热媒走管程,也就是冷包热的结构,最大程度减少了热量的损失,无需象国产管壳式换热器那样加装厚厚的保温层。

3、换热器管、壳材质均为不锈钢材质能够耐高温高压,最高耐温400℃,最高耐压1.6Mpa,对于高温高压蒸汽不需要象板式换热器那样增加减温减压设备,不仅节省设备投资,还有效利用了高温高压蒸汽的热能,减少浪费,节约了能源。

4、SECESPOL换热器利用欧文(OWEN)湍流抖振频率准则原理,应用了CFD(计算流体力学技术)、FEM(有限元技术),延长了换热器的使用寿命,设计寿命为40年,正常运行条件下8年内出现质量问题免费维修或更换。

**SECESPOL换热器作为2006年版《全国暖通空调设计手册》首选换热器被认定为节能环保型产品和2007年中国暖通工程师协会推荐节能产品.

5、同时选用优质的水泵、阀门管件,延长使用寿命,降低流体阻力。

二、控制:采暖系统中的控制大体分为两方面电机、温度。

1、集中供热系统中水泵也是核心设备,水泵电机效率的好坏直接决定了集中供热采暖系统的电能耗量。所以提高水泵电机效率,减少电耗也是提高供热节能的关键所在。我们一般采用变频调控,循环、补水都有变频自动调节其效率避免浪费,达到节能效果。

2、我们采用电动温控阀自动控温,同时把供水温度时间细化,避免浪费,达到节能效果。例如:分时段供暖,即把供暖的时间自动细化,一天分为2---8个时间段,一、住宅区大体分为四个时段,早6:00—10:00供水温度为90℃;10:00—16:00供水温度为80℃;16:00—22:00供水温度为90℃;22:00—6:00供水温度为70℃。二、办公区大体可分为两个时段,7:00---19:00供水温度为90℃;19:00—7:00供水温度为50℃。上面一切全是自动运行,这样其节约蒸汽的效果十分可观,以办公区为例:他的凝结水温下降40℃,且达到了采暖效果,按上面公式计算,一个采暖季,节标煤为10284Kg。

三、管理:我在此再采用北京市市政管委供热办主任郭维圻的一段话:在管理体制、政策法规、政府监管等方面还不能形成有效的节能与监管机制,只重视了对供热质量的控制,忽视了对资源浪费的追究。因此,高度重视并积极推进供热节能工作,是转变供热发 展方式,提高现有设施能力,动员供热单位节能供热单位对供热设施的科学管理与合理运行是供热节能的关键。在保证用户采暖标准的前提下,加强供热系统节能管理,提高运行人员的素质和管理水平;实行计量管理,安装运行与能耗计量装置,对能耗、供热运行参数进行统计,并逐步实现全程监测;开展节能试点工作,对新节能技术、措施进行试验、推广,提高供热节能效率;加强供热节能审计,对大型供热单位进行重点检查与监测,促进节能改造,对节能效果突出的单位要给予表彰、宣传。

总之,在机组的设计上,我们把自控和换热器合理结合,其节能效果十分可观。有能量守恒原理和上面的计算得知(安热负荷0.7MW/万m2计,每万平方米的采暖耗蒸汽为1.1吨/小时),每万平米节约17吨标煤/采暖季左右,那么仅在蒸汽的节约上可以达到6.5~7.7%,对于企业节能降耗起到了重要的推动作用。根据已做SECESPOL换热机组工程的经验,SECESPOL换热机组为一般国产换热机组水、电、标煤耗量的90%,即节能10%左右。以10万m2的换热工况为例:

一般国产换热器耗标煤量约为260t/(采暖季•万平米),供暖10万m2耗标煤260×10=2600t/h,SECESPOL换热机组耗标煤量约比国产换热器节约10%,共节约标煤260t/采暖季。则一个采暖季仅燃煤的节约,就约节省采暖费:260t×500元/t=130000元RMB。我们的换热器包用八年,机组内其他附件保修2年,在保修期间仅是和使用其他换热机组比较就节约260000元RMB;若再结合设备的使用寿命、节水、节电、维修保养费等,在两年内,直接经济节约就在28万以上。

SECESPOL换热器不易结垢的先进设计

换热器的结垢不但影响正常的换热要求同时更浪费蒸汽,从而增加维护费用,所以如何降低结垢倾向是目前换热器设计及研究发展的重要课题。换热器的结垢与温度梯度、水质情况、换热管材表面光洁度、流速、流动状态等因素有关。在相同工况下,水质情况都是一样的,要想降低结垢,只有从其他方面进行技术改进。SECESPOL换热器就从以下几方面进行了有益的探索:

1、换热管束采用螺旋缠绕结构形成强烈的湍流状态使换热器具有自洁能力,可以降低结垢倾向;

2、采用100度角连接,使流体自动冲刷管路不易结垢;

3、顶级不锈钢管材的表面光洁度高,使污垢不易附着;

4、换热过程降低温度梯度,可以降低结垢倾向。

5、产品的设计流速高达5.5m/s(传统设计为1-1.5m/s),介质中的悬浮物及杂质不易附着,也是降低结垢的关键因素。

由于SECESPOL换热器的先进设计,对于硬度低于250mg/l的水质,换热器结垢很慢。(不代表不结垢但是可以延长清洗周期)根据已做项目情况,对于大多数地区的水质而言,SECESPOL换热器在采暖系统中的清洗周期一般为3-5个采暖季。

SECESPOL换热器的清洗也是非常方便的,一般采用化学清洗方法,在换热器内用适量硝酸溶液强制循环即可。我公司建立清洗服务体系,质保内负责培训清洗方法及清洗液的配制方法,质保期满可以有偿提供清洗设备和服务。

SECESPOL换热器防止堵塞的措施

SECESPOL换热机组采用如下措施,可有效避免换热器堵塞现象发生:

1、换热机组回水管路中安装除污器,起到初步过滤作用;

2、SECESPOL换热机组主供回水管路设置旁通装置,设备运行前首先关闭换热器进出口阀门,打开旁通对系统进行循环,利用除污器过滤掉系统杂质;

3、蒸汽管路在初始运行前进行吹管,避免碎屑进入换热管划伤或阻塞管路。

4、SECESPOL换热器安装时一、二次侧进口均加装16目以上铸钢Y型过滤器,可以过滤直径≥2mm的杂质颗粒,而换热器管径为8mm,无法形成对管的堵塞。

换热器说明

 换热设备保证设计使用要求,高效节能,安全可靠;

 换热器为欧盟EU原装进口;

 换热器设计寿命40年,正常运行条件下8年内出现质量问题免费维修或更换;

 换热器管、壳材质均为不锈钢;

 换热器机组占地面积小;

 换热器性价比高,维护费用低;

 设备机组可以实现自动运行,无需专人值守;

 换热器耐高温、高压,不需减温减压装置;

 换热器运行无噪音;

&n bsp;换热机组可以减少大量安装费用及保温材料费用;


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