宋凱旋（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

1 概述

機(jī)修廠區(qū)域包括廠房、車庫及辦公樓等建筑物，冬季供暖季節(jié)辦公室平均室內(nèi)溫度為12℃，廠房、車間的平均室內(nèi)溫度為10℃，不能達(dá)到《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019—2003設(shè)計(jì)要求。室內(nèi)采暖溫度的高低與采暖系統(tǒng)的熱效率有著直接的聯(lián)系，通過提高熱效率可以提高室內(nèi)采暖溫度[1]。采暖系統(tǒng)熱效率體現(xiàn)在熱源的制熱效率和熱網(wǎng)的熱輸送效率兩方面，集中供熱系統(tǒng)主要由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三大部分組成，包括熱量的制備、轉(zhuǎn)化、輸送、利用四個(gè)過程。各部分都存在不同程度的熱損失，減少每一部分的熱損失都可以提高熱效率。采暖系統(tǒng)熱效率可達(dá)80%～90%[2]。

2 存在問題

2.1 熱源-鍋爐排煙熱量損失大

熱源作為熱量制備的源頭，其制熱效率將是影響供熱效果的關(guān)鍵所在，機(jī)修廠區(qū)域的采暖由X轉(zhuǎn)油站的燃?xì)忮仩t承擔(dān)，調(diào)查時(shí)鍋爐的排煙溫度為260℃，在進(jìn)入鍋爐的冷空氣取20℃的情況下，查對鍋爐廠家熱力計(jì)算書中的溫焓表，計(jì)算得到燃?xì)忮仩t的排煙損失為12.5%。查找資料得知，中小型工業(yè)鍋爐的排煙溫度正常情況下應(yīng)在200℃以內(nèi)，排煙溫度每降低12～15℃，可提高鍋爐效率1%[3]?，F(xiàn)場調(diào)查鍋爐的排煙溫度可達(dá)260℃以上，如此高溫的煙氣排放到大氣中帶走很多熱量，因此，降低排煙溫度，減少排煙熱損失，可以提高鍋爐效率[4]，由此提高室內(nèi)采暖溫度。

2.2 熱網(wǎng)水力平衡失調(diào)

由于該區(qū)域建設(shè)年限比較早，隨著功能的擴(kuò)展，建筑面積逐步增加，A作業(yè)區(qū)及廠培訓(xùn)中心就近接入該采暖干線，造成整個(gè)供熱系統(tǒng)熱力平衡破壞，水力平衡失調(diào)嚴(yán)重[5]。A作業(yè)區(qū)和機(jī)修廠區(qū)域共用一條采暖干線，其中機(jī)修廠內(nèi)各建筑物的采暖管線都經(jīng)由分集水器接至采暖干管，而A作業(yè)區(qū)各建筑物的采暖管線直接接至采暖干管。由于A作業(yè)區(qū)礦部距熱源較近，管網(wǎng)阻力不平衡，水量分配不均，導(dǎo)致機(jī)修廠內(nèi)采暖供水壓力不足，室內(nèi)采暖溫度低（見圖1）。

圖1 X轉(zhuǎn)油站改造前采暖流程

2.3 室內(nèi)管路系統(tǒng)選取不合理

機(jī)修廠區(qū)域室內(nèi)管路流程為異程式，即散熱器的供水管和回水管水流方向相反，該流程導(dǎo)致后端散熱器沿程阻力大，回水壓力低，從而造成熱媒不能有效循環(huán)，影響末端散熱器散熱效果，最終導(dǎo)致室內(nèi)溫度低，需要重新選擇室內(nèi)管路流程。

2.4 暖氣罩阻礙散熱

機(jī)修廠區(qū)域考慮室內(nèi)裝修的美觀，散熱器外采用金屬罩裝飾，散熱器全部包到裝飾內(nèi)，只在上面留散熱孔?，F(xiàn)場用測溫儀測量發(fā)現(xiàn)，暖氣罩內(nèi)、外溫差達(dá)到4℃，可見暖氣罩嚴(yán)重影響散熱。

3 改造措施

3.1 提高熱源制熱效率

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成鍋爐排煙溫度高的主要原因是爐體結(jié)構(gòu)不合理、進(jìn)風(fēng)量大，導(dǎo)致過剩空氣系數(shù)大，排煙溫度高。通過調(diào)節(jié)煙道擋板，增設(shè)花墻，使鍋爐排煙溫度由260℃降到180℃，過剩空氣系為數(shù)由2.49降到1.74，鍋爐效率提高6%，室內(nèi)溫度相應(yīng)提高3℃。天然氣年耗氣量由1.88×106m3降到1.56×106m3，年節(jié)氣3.2×105m3，天然氣按1.51元/m3計(jì)，每年節(jié)約48.32萬元。

3.2 改進(jìn)熱網(wǎng)流程

針對采暖工藝存在的問題，經(jīng)過分析討論做出兩種方案：

1）在提撈隊(duì)閥組間新建循環(huán)泵。2臺（運(yùn)1備1），保證機(jī)修廠內(nèi)采暖運(yùn)行壓力和水量。循環(huán)水泵電機(jī)功率為22 kW，每年運(yùn)行5個(gè)月，預(yù)計(jì)每年用電79 200 kWh，電費(fèi)按0.68元/kWh計(jì)，扣除泵的成本及維護(hù)費(fèi)用，每年所需電費(fèi)為5.38萬元。

2）在機(jī)修廠提撈隊(duì)采暖閥組間新建分集水工藝。使A作業(yè)區(qū)和機(jī)修廠采暖都通過分集水器統(tǒng)一控制各采暖支線，保證各區(qū)域的采暖均衡。新建采暖閥組及采暖管線費(fèi)用預(yù)計(jì)3萬元。

從節(jié)能降耗和預(yù)期效果角度對比，方案二明顯優(yōu)于方案一，在改造中將A作業(yè)區(qū)采暖支線加入提撈閥組間統(tǒng)一控制，改造流程見圖2。

圖2 X轉(zhuǎn)油站改造后采暖流程圖

通過對外網(wǎng)流程改造，提高了A作業(yè)區(qū)及機(jī)修廠區(qū)域采暖系統(tǒng)整體可靠性，改造前機(jī)修廠供水壓力低于A作業(yè)區(qū)0.1 MPa，改造后二者供水壓力基本一致，水力均衡后，機(jī)修廠區(qū)域的室內(nèi)采暖溫度相應(yīng)提高2℃。

3.3 選擇最佳管路系統(tǒng)

針對異程式的缺點(diǎn)，對比了其他三種管路流程下采暖系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：單管跨越式管路系統(tǒng)不能過長，阻力大，影響散熱器排氣，該區(qū)域面積大，不能采用該系統(tǒng)；單管順流式會造成末端散熱器溫度低，當(dāng)一組散熱器出現(xiàn)故障，整個(gè)采暖系統(tǒng)將停運(yùn)，導(dǎo)致室內(nèi)溫度過低[6]；雙管同程式流經(jīng)每組散熱器的管線長度一致，克服了水力失調(diào)的問題。因此，為機(jī)修廠選取了雙管同程式管路流程。改造后，末端散熱器溫度提高3℃，室內(nèi)采暖溫度總體提高1℃。

3.4 拆除暖氣罩

拆除散熱器外的裝飾罩，將原散熱器更換為外型美觀的鑄鐵噴塑散熱器，改造后，極大地增加了熱交換面積及流通空間，室內(nèi)溫度總體提高2℃。

4 結(jié)論

1）調(diào)節(jié)煙道擋板，增設(shè)花墻后，鍋爐效率提高6%，室內(nèi)溫度相應(yīng)提高3℃。同時(shí)減少了燃料的消耗，年節(jié)氣3.2×105m3，天然氣按1.51元/m3計(jì)，每年節(jié)約48.32萬元。

2）采暖閥組間新建分集水器工藝使管網(wǎng)阻力得到平衡，水量分配均勻，減少了采暖循環(huán)泵的使用。機(jī)修廠區(qū)域供水壓力升高，室內(nèi)采暖溫度相應(yīng)提高2℃。

3）采用雙管同程式管路流程后，末端散熱器溫度提高3℃，室內(nèi)溫度總體提高1℃。

4）拆除散熱器裝飾罩能夠增加熱交換面積及流通空間，室內(nèi)采暖溫度相應(yīng)提高2℃。