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。

5.5、散热器要全部分片拆装,暖汽垫全部更换,组装好后进行打压试验。

5.6、管道安装完成后进行水压试验,试验压力为:分段试压1.5倍工作压力,整体 试压1.25倍工作压力。

6、结语

2006年一期工程改造完成后,2006年度采暖期采暖期系统运行良好,供暖效果达到了设计要求,室内平均温度在16℃以上,同时减少了管网维修工作量及维修费用,与去年同期对比,节约蒸汽4605.2吨,节能效果显著。二期工程我们将在今年抓紧实施,确保2007年度采暖工作顺利进行。

【参考文献】

1、施振球,《动力管道手册》,机械工业出版社,1994.4

2、贺平、孙刚,《供热工程》,中国建筑工业出版社,1993.11

3、郭邦海,《管道安装技术使用手册》,中国建材工业出版社,1997.7

作者简介:

李华锋:本科,太原理工大学,山西关铝股份有限公司动力车间。

陈 选:本科,西安科技大学,山西关铝股份有限公司动力车间。

联系地址:山西省运城市解州新建路36#,山西关铝股份有限公司动力车间,邮编:044001


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