提高模块锅炉、燃气热水锅炉供热效率的途径及必要性
网址：www.adore-japan.com 更新时间：2017-01-11 11:31 浏览次数：：74次
摘要：文章主要内容是对提高模块锅炉、燃气热水锅炉供热效率的一些简单看法。主要讨论供热方式的转变;热量交换设备的精心设计;对余热的充分利用;减少模块锅炉供暖过程中热量的损失对提高供热效率有很大作用。通过这些途径还能减少资源的浪费和对环境造成的污染。现如今全球节能减排任务非常严峻，所以这些做法是非常必要的。
关键词：模块锅炉 热水锅炉 供热效率 燃气热水锅炉
在供热效率提高的道路上我们不断探索前进。由最早的家户自己烧火取暖到分散式小锅炉供暖，再到区域式锅炉，再到热电联产项目的进一步发展。我们现在的供热效率已经由传统供热方式的50%左右提高到了80-90%甚至以上。即实现了集中供暖。现在最先进的热效率最高的规模最大的要数热电联产供热方式。热电联产利用发电锅炉产生的蒸汽来加热供热介质或者经过减压降温后的蒸汽直接供热。电厂的燃烧方式非常先进，热转化效率亦非常之高。电厂一般规模较大，投入资金也多。自动化程度非常高，相关人员专业技术水平和责任心也相对较高。各类设备的运行的安全性和持续性有很好的保证。而且电厂都必须使用脱硫和脱硝系统。因为煤的主要成分是碳，也含有少量的硫、氮等物质。这些物质燃烧的产物均对环境能造成非常严重的污染。比如，碳氧化物会产生温室效应，氮氧化物和硫氧化物会产生酸雨等。以前的分散式供暖一般没有这类脱硫脱硝的设备。相对来说电厂有这些设备会大大减少这些有害气体的排放，减轻对环境的污染。
集中供暖产生了热网的概念。热网包括水暖水网和汽暖汽网。汽暖和水暖由于其各自的特点不同，各自用在不同的场所。汽网的特点是：对热用户适应性强;输送能耗小;蒸汽密度小，因地形变化(高差)而形成的静压小，受地形和地势的影响小;蒸汽的温度和传热系数高，可以减少用户的换热面积，节约投资;输送管道压损大，距离一般在3-5km，最远10km;回水率低。所以一般用于距离热源较近的工业生产场所。水网由于比热容大，可以远距离供暖，可达20-30km，水温变化缓和;热源凝结后可全部回收;水暖一般利用的热源为汽轮机低压抽汽，热化发电比很大;且易于实现集中控制。所以一般用于远距离居民供暖。
以水暖为例说明提高热效率的途径。汽轮机主要出力在高压缸和中压缸。低压缸属于辅助性提高热电转化效率的措施。低压缸排出的汽称为乏汽，即做完功的汽。所以从低压缸抽出来的汽已经做了很大一部分功了。经过低压缸出来的话需要经过冷却回收利用，会损失很多的热量。如果是冷却塔式冷却方式还会蒸发掉一部分水资源。如果是空冷式冷却还需要很多专门的风机来加速冷却。这样就会浪费很多电能。低压抽汽虽然压力降了很多但是温度还是非常高的。我们将其用来加热用来供暖的水，这些汽凝结成水可以全部回收利用，也可以节省电厂冷却设施的投资和降低真空，使发电机组低真空运行。同时也加热了居民供暖水介质。相比专门燃烧燃料用来加热供暖水介质省去了不少能源，也减少燃料燃烧产生废弃物对环境的污染。对减少雾霾天气做出贡献。即提高了能源的利用效率。这也符合我们的节能环保的政策。造福于人类的行为。
为了提高热源的利用效率我们采用多级表面式换热器，其特点是换热容量和换热面积大，可达500平方米。端差较大，可达十度左右。多级加热可以充分利用低压抽汽的热量。近几年来随着一些新设备的出现。我们还可以利用电厂一些温度较低的辅机循环水。即在热网回水管路增加一套吸收式热泵。利用此泵的特殊功能将辅机循环水的温度降低。辅机循环水温度降低产生的热量用于热网回水的初级加热。即经过吸收式热泵后的热网循环水已经有了一定的温升。再经过与低压抽汽的多级表面式换热器进行换热。最后将热网出水温度调至需要的温度。增加吸收式热泵不仅可以减少辅机循环水减温水的使用，也同时回收了这部分热量。进一步提高了供热效率。
集中供热后也产生了一些新的问题。我们以前的小锅炉都是小区式管理。没有热网或者说仅有非常小的热网。管道非常短，几十米到几百米。管网简单，阀门非常少。但是集中供暖后，供暖面积扩大。暖网管道极其复杂。管道加长了数百倍，即管路长达几十千米。相应的阀门也增加了好多。管道的加长和阀门的增多会使得我们的公共管道上的热量损失变大。为了降低公共管道上的热量损失。我们需要采取一些必要的措施。这些热损失主要是通过热传导损失的。热传递速率公式，即热力学中的傅立叶定律：q=-λA(dt/dx)。λ为材料的导热系数，A为传热面积，q是沿x方向传递的热流密度(单位时间的导热量)，dt/dx是物体沿x方向的温度变化率(与温度差成正比，与长度成反比)。由这个定律可以看出为了减少热量损失我们应该在以下几方面采取措施。尽量使公共管道总的表面积减少，因为热量的损失与管道表面积的大小成正比关系。所以我们尽量在公共管道使用一根粗管道代替多根的细管道的办法。到了用户再分成多跟管道。热传导速率和物质的热导率也成正比关系。热导率越大，传导速度越快。供热管道一般都是金属材料，金属材料导热非常好。热导率与温度差成正比。因为冬天环境温度是非常低的，所以供热管道环境温度和管道的温差很大。这些都是会增加单位时间内的热量传递。比如家里用的暖瓶就是利用热导率小的特点来保持水温的。暖瓶是用真空隔热原理和木塞热导小来实现的。所以为了降低管道的热损。我们也要用一些隔热材料来隔断公共管道与外界的热传导。减缓热传递速度，降低单位时间内的热量损失。虽然隔热材料不能完全隔热，但是能在很大程度上减缓热传导速度。大大减少热量损失，所以此项工作是非常有必要做的。
管道长阀门多还会有一个问题就是渗漏点多了，有了渗漏点就会损失水资源和浪费热源。这就要求我们要及时发现一些渗漏的地方加以治理。以免造成更大的浪费或者渗漏点扩大造成无法继续供暖。或者是由于渗漏导致流量不足，居民楼的温度维持不住。
还有设计管道时要尽量减少水流或气流的阻力，这样就会降低加压泵的出力，降低电能损失。管路阀门设计要合理。当一些地点没人住或者是来年面临拆除的地点，必须及时停止给这些地方供暖，减少无为的热量损失。还要采取一些措施防止居民偷放水导致水资源和热量的损失。
这些提高供热效率的途径都能节约能源，减少对环境的污染。节能降耗减排是当今社会的首要任务，所以我们必须持续不断地改进供热方式和想办法提高供热效率。
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