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商業(yè)建筑中蒸汽系統(tǒng)現(xiàn)狀和節(jié)能分析
商業(yè)建筑中蒸汽系統(tǒng)現(xiàn)狀和節(jié)能分析 摘要：本文介紹了目前，蒸汽系統(tǒng)還提供蒸汽供大部分醫(yī)療室消毒器械使用。表1 顯示了4032208 2 蒸汽系統(tǒng)存在的問(wèn)題和節(jié)能潛力 通過(guò)對(duì)的全面測(cè)試和統(tǒng)計(jì)可知，這些商業(yè)建筑的全年運(yùn)行能耗平均大約是188 kwh/m2.a，而氣候條件大致相當(dāng)?shù)娜毡镜耐惤ㄖ钠骄昴芎拇蠹s是135 kwh/m2.a，也就是說(shuō)的蒸汽凝水回收情況。從圖2中可以看出，一些賓館蒸汽凝水回收率達(dá)到80％以上，凝水回收效果較好，而還有一些系統(tǒng)的凝水回收率低于20％，且大部分蒸汽系統(tǒng)的凝水回收率較低。 圖2 北京市賓館蒸汽凝水回收率 * 近年來(lái)已有不少的節(jié)能改造項(xiàng)目竣工，這些改造項(xiàng)目都顯示出較大的經(jīng)濟(jì)效益，說(shuō)明商業(yè)建筑有巨大的節(jié)能潛力。例如在亮馬河大廈，提高蒸汽凝水的回收率和減少二次蒸汽的產(chǎn)生等技術(shù)手段，一年可以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用80多萬(wàn)，所需的投資不到一年的時(shí)間即可回收。 上述分析表明，中外對(duì)比、同類建筑的對(duì)比和商業(yè)建筑成功的改造實(shí)例都充分說(shuō)明中國(guó)的商業(yè)建筑蒸汽系統(tǒng)具有巨大的節(jié)能潛力，蒸汽系統(tǒng)節(jié)能改造有很好的經(jīng)濟(jì)效益。 3 蒸汽系統(tǒng)節(jié)能的途徑和方法 蒸汽系統(tǒng)包括蒸汽輸送系統(tǒng)，蒸汽用戶，蒸汽凝水回收系統(tǒng)。因此蒸汽系統(tǒng)節(jié)能必須從這三個(gè)方面分別下手。從調(diào)查情況看目前高壓蒸汽輸送系統(tǒng)其輸送效率較高，節(jié)能潛力較少；而蒸汽用戶的節(jié)能潛力則主要體現(xiàn)在空調(diào)用戶如何有效的利用冷、熱源上，在這里就不詳細(xì)說(shuō)明了；所以目前蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能則主要體現(xiàn)在蒸汽凝水回收系統(tǒng)上，即如何提供凝水回收率和減少系統(tǒng)的二次蒸汽產(chǎn)生。 3.1 提高工作人員的管理運(yùn)行水平 * 對(duì)運(yùn)行管理人員、操作工人進(jìn)行思想品質(zhì)，培養(yǎng)他們的責(zé)任感和事業(yè)心，提高覺(jué)悟，盡職盡責(zé)地運(yùn)行管理設(shè)備。 * 建立嚴(yán)格的管理制度，規(guī)范職員、工人行為，這是實(shí)現(xiàn)良好運(yùn)行管理的客觀保證。 * 對(duì)職工、工人進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，有益于改善他們的工作，減少能耗。 末端蒸汽用戶的節(jié)能意識(shí)也對(duì)蒸汽系統(tǒng)的能耗有很大的影響。例如北京市某賓館的洗衣房，洗衣房的工作人員為了工作方便，大部分用汽設(shè)備（如熨燙機(jī)等）都采用無(wú)疏水閥運(yùn)行，這不僅使得整個(gè)洗衣房的蒸汽凝水溫度偏高，造成了大量的二次蒸汽損失，同時(shí)還使一部分動(dòng)力蒸汽也由凝水管道排到室外，造成了大量的能耗損失。 3.2 提高系統(tǒng)設(shè)備的管理運(yùn)行水平 這主要體現(xiàn)在 * 對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格管理、合理使用，確保使之高效運(yùn)轉(zhuǎn)。 * 及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，更換低效設(shè)備，避免不必要的能源消耗。 * 建立詳細(xì)的工作計(jì)劃和節(jié)能措施，確保節(jié)能改造工程的節(jié)能效果，防止徒勞無(wú)功。 由于設(shè)備老化造成的蒸汽系統(tǒng)的能耗增加，在我們的測(cè)試調(diào)查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)。如北京市某四星級(jí)賓館，其凝水箱內(nèi)凝水長(zhǎng)期硬度檢查不合格，被迫再度軟化或者就地排走，造成很大的能源和經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)是由于一臺(tái)生活熱水用的殼管式蒸汽熱水交換器的內(nèi)管破裂，使得大量的未軟化的生活熱水直接進(jìn)入蒸汽管道回到凝水箱而造成的。 此外采用合理的蒸汽凝水回收系統(tǒng)也是減少系統(tǒng)能耗的一個(gè)關(guān)鍵因素。從圖2中我們可以看到賓館B和D的凝水回收率較高，這主要是由于賓館B中對(duì)蒸汽凝水進(jìn)行了多極預(yù)冷，才進(jìn)入凝水箱，即蒸汽經(jīng)以及換熱器換熱后，得到的溫度較高的凝水再和二級(jí)換熱換，使其溫度進(jìn)一步降低。這樣避免了大量的二次蒸汽損失，而且溫度較低的凝水也更容易打回鍋爐房。賓館D中則將鍋爐補(bǔ)水直接打到凝水箱中和凝水混合，降低凝水箱內(nèi)的凝水溫度，這樣也避免了能耗損失。 圖3 賓館B中蒸汽系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 圖4 賓館D中蒸汽系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 3.3 節(jié)能新技術(shù)的推廣 技術(shù)手段的推廣和合理利用是商業(yè)建筑節(jié)能的關(guān)鍵。適合中國(guó)商業(yè)建筑的節(jié)能的方法并不是建造一兩幢新的商業(yè)建筑來(lái)展示新技術(shù)，而是通過(guò)一些投資小見(jiàn)效快的技術(shù)手段對(duì)現(xiàn)有商業(yè)建筑的改造和提高運(yùn)行管理水平來(lái)提高能源利用效率。 從蒸汽系統(tǒng)自身的特點(diǎn)來(lái)看，蒸汽系統(tǒng)問(wèn)題最大的地方是蒸汽凝水回收系統(tǒng)。目前一種射流－噴射泵系統(tǒng)非常適合于代替蒸汽系統(tǒng)中蒸汽熱水換熱器。它采用的是將蒸汽直接噴到需要加熱的水中，通過(guò)混合來(lái)達(dá)到換熱的效果。由于它不存在凝水回收系統(tǒng)，固避免了目前蒸汽凝水回收系統(tǒng)中的大量問(wèn)題。但由于它將處理過(guò)的軟化水直接噴到了未處理的熱水中，其增加了鍋爐房處理軟化水的費(fèi)用。 如下是噴射泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)的板式熱交換器的運(yùn)行能耗費(fèi)用比較： 初始條件： 1． 采用燃?xì)忮仩t，燃料為天然氣，價(jià)錢(qián)為1.8元/m3，熱值為44175kj/m3，鍋爐效率93％ 2． 都提供4公斤壓力的蒸汽，溫度為143.4，蒸汽熱值為2732kj/kg 3． 自來(lái)水價(jià)格為3元/噸，軟水價(jià)錢(qián)為5元/噸，自來(lái)水水溫為15℃，熱值為62.85 kj/kg 4． 生活熱水供應(yīng)水溫為60℃，熱值為251.4kj/kg 5． 板式換熱器的凝水溫度為70℃，熱值為293.3kj/kg 計(jì)算步驟： 1、 采用FTS系統(tǒng)生產(chǎn)1噸生活熱水所需耗費(fèi) (1) 耗蒸汽量 設(shè)生產(chǎn)1噸生活熱水的蒸汽耗量為Gsteam，由： Gsteam×2732＋（1000－Gsteam）×62.85＝1000×251.4 可得蒸汽耗量為：Gsteam=70.64kg (2) 耗燃?xì)饬?/p> 由于FTS系統(tǒng)無(wú)凝水，所以生產(chǎn)1噸蒸汽所需燃?xì)饬繛椋?/p> 1000×（2732－62.85）/（44175×h1）＝64.97（m3） 所以生產(chǎn)70.64kg蒸汽需燃?xì)饬繛?/p> Ggas＝64.97×70.64/1000＝4.589（m3） (3) 耗自來(lái)水量 從上面計(jì)算可知消耗自來(lái)水量為1000－70.64=929.36kg (4) 耗軟化水量 消耗軟化水量為70.64kg (5) 總費(fèi)用 總費(fèi)用為：4.589*1.8+929.36*3/1000+70.64*5/1000=11.40（元） 2、 采用蒸汽－熱水換熱器生產(chǎn)1噸生活熱水所需耗費(fèi) (1) 耗蒸汽量 設(shè)生產(chǎn)1噸自來(lái)水的蒸汽耗量為Gsteam，認(rèn)為換熱器換熱效率為1，由： Gsteam×（2732－293.3）×＝1000×（251.4－62.85） 可得蒸汽耗量為：Gsteam=77.32kg (2) 耗燃?xì)饬?/p> 設(shè)凝水回收率為X（以下計(jì)算數(shù)據(jù)基于X＝100％） 生產(chǎn)1噸蒸汽所需燃?xì)饬繛椋?/p> {1000*(1-X)*( 2732－62.85 )+1000*X*(2732－293.3)}/ （44175×h1）＝59.36（m3） 所以生產(chǎn)70.4kg蒸汽需燃?xì)饬繛?/p> Ggas＝59.36×77.32/1000＝4.589（m3） (3) 耗自來(lái)水量 從上面計(jì)算可知消耗自來(lái)水量為1000kg (4) 耗軟化水量 消耗軟化水量為77.32*(1-X)=0kg (5) 總費(fèi)用 總費(fèi)用為：4.589*1.8+3*1=11.26（元） 從計(jì)算結(jié)果中可以看出， (1) 在采用噴射泵系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用僅比采用換熱器＋凝水回收裝置系統(tǒng)在凝水回收效率為100％時(shí)的費(fèi)用高出1.2% (2) 采用相同的計(jì)算過(guò)程可以得出當(dāng)換熱器＋凝水回收裝置系統(tǒng)的凝水回收率為87.9%時(shí)，所用費(fèi)用與噴射泵系統(tǒng)相同。 此外噴射泵系統(tǒng)還節(jié)省了凝水回收系統(tǒng)的初投資。 由此可見(jiàn)噴射泵系統(tǒng)是一個(gè)值得在蒸汽系統(tǒng)中運(yùn)用的新技術(shù)。 參考文獻(xiàn)： 【1】章熙民，任澤霈等，傳熱學(xué)(第三版)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993 【2】陸耀慶主編，使用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993 【3】王霖，夏建軍等，北京市旅館類建筑現(xiàn)狀調(diào)查與分析(四)，暖通空調(diào)年會(huì)論文集，2000
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