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文檔簡介

1、    天然氣單戶采暖的調(diào)查分析            作者:佚名時間:2007-11-24 16:06:00                     隨城市能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,采用家用燃氣鍋爐進行單戶采暖發(fā)展非常迅速。家用燃氣鍋爐采暖就是以每

2、個住戶為單位,采用家用燃氣鍋爐采暖。對這一采暖方式爭論比較多,本文對這一采暖方式進行比較全面的分析研究。一家用燃氣采暖鍋爐家用燃氣鍋爐按加熱方式分:快速式和容積式燃氣采暖鍋爐??焖偈郊矣萌細忮仩t也稱為壁掛燃氣鍋爐,是冷水流過帶有翅片的蛇形管熱交換器被熱煙氣加熱,得到所需溫度的熱水。容積式內(nèi)有一個60-120升的儲水筒,筒內(nèi)垂直裝有煙管,燃氣燃燒產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)管壁傳熱加熱筒內(nèi)冷水。排煙方式有強制排煙和強制給排煙兩種,其煙道一般套管結(jié)構(gòu),內(nèi)管將燃燒產(chǎn)生的煙氣排出室外,外管從室外吸入燃燒所需的新鮮空氣,并被煙氣預(yù)熱,排煙溫度低。強制排氣式是普通型燃氣鍋爐。強制給排氣燃氣鍋爐,一般采用強制供氣完全預(yù)混

3、式燃燒器。取暖形式分開放式和封閉式兩種。開放式家用燃氣鍋爐設(shè)外置或內(nèi)置開放式水箱,采暖系統(tǒng)運行屬常壓運行;封閉式家用燃氣鍋爐在鍋爐內(nèi)部設(shè)置膨脹水箱和放氣閥,采暖系統(tǒng)運行屬有壓運行,目前的家用燃氣鍋爐主要是這種形式。二燃氣采暖負荷1 單戶燃氣熱水采暖負荷的特點影響采暖負荷的主要因素有室內(nèi)外溫度、維護結(jié)構(gòu)的保溫性能、住戶的外墻面積、相鄰住戶的采暖水平、朝向和通風(fēng)量、采暖系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方式以及生活習(xí)慣等。單戶燃氣熱水采暖具有很大的調(diào)節(jié)靈活性,用戶可以根據(jù)自己的條件及實際需要在任何時間開啟和關(guān)閉采暖系統(tǒng),并且還可以只加熱某個或幾個房間。在夜間和家中無人的時間可使采暖系統(tǒng)處于防凍運行狀態(tài),從而省去了不必要

4、的采暖耗熱。2 燃氣采暖耗熱指標(biāo)與耗氣量統(tǒng)計研究(1)統(tǒng)計對象:選取的采暖調(diào)查統(tǒng)計戶為某小區(qū)的100戶居民,統(tǒng)計了用戶各月的耗氣量及室內(nèi)采暖溫度等數(shù)據(jù)。四室15戶、三室35戶、二室45戶、單室5戶,其中位于頂層17戶,底層16戶,中間層67戶。(2)耗熱指標(biāo):為了消除燃氣種類和熱值的差異,住房面積不同的影響,采用面積耗熱指標(biāo),即單位時間、單位建筑面積采暖消耗的熱量。根據(jù)實際運行統(tǒng)計資料可以得到采暖季各月及全年的平均面積耗熱指標(biāo)與耗氣量。根據(jù)統(tǒng)計學(xué)中推薦的分組方法對100戶的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分組,以1月份為例做出它的分布圖,橫坐標(biāo)為平均單位面積耗熱指標(biāo)(kJ/h·m),縱坐標(biāo)為出現(xiàn)頻率(見圖1

5、),并對其分布狀態(tài)進行判斷。圖1頻率分布圖從頻率分布圖上可以看出,該樣本總體服從t分布。同理由其它各月份及全年的統(tǒng)計樣本可得出相似的頻率分布圖,也就是說各月份及全年的耗熱指標(biāo)均為t分布部體,分部規(guī)律符合用戶收特點,高消費用戶少,中低消費用戶多,因此可對每個月份的面積耗熱指標(biāo)的均值做出區(qū)間估計。 (表示隨機變量x服從參數(shù)為均值,為方差的t分布) (表示隨機變量 服從自由度為n-1的t分布)式中 為樣本均值): 為樣本方差。在a=5%的情況下對每個月及全年的面積采暖耗熱指標(biāo)進行區(qū)間估計,即置信度1-a為95%。則 式中 表示雙側(cè)100a百分位點又 將各月份及全年面積采暖耗熱指標(biāo)置信區(qū)間的計算結(jié)果列

6、于表1。表1面積采暖耗熱指標(biāo)置信區(qū)間kJ(h·m2) 時間樣本數(shù)樣本均值標(biāo)準(zhǔn)離差置信區(qū)間時間樣本數(shù)樣本均值標(biāo)準(zhǔn)離差置信區(qū)間11月1957.622.3246.97,68.412月3571.5211.6246.97,68.4112月3373.9020.0666.80,81.013月3450.3713.4645.69,55.471月3599.1918.1492.96,105.42全年3676.2414.8171.06,81.26單戶采暖用氣量,根據(jù)表1面積采暖耗熱指標(biāo),取天然氣熱值8500kcal/m3,壁掛鍋爐采暖熱效率85%,計算的平均全年耗氣量7.57m3/m2,95置信區(qū)間為7.0

7、6,8.07 m3/m2,其結(jié)果適用于京津地區(qū)。三采暖溫度單戶燃氣熱水采暖室內(nèi)外溫度不僅受采暖負荷及維護結(jié)構(gòu)的影響,而且還與用戶的工作性質(zhì)、上班時間、家庭人口及人口組成、生活水平及習(xí)慣有很大關(guān)系。統(tǒng)計結(jié)果表明接近一半的住戶在家的時候?qū)⒎块g溫度控制在1618之間,接近40%的用戶將房間溫度控制在18以上,13.5%的用戶將房間溫度控制在16以下。四實際測試分析1 NOX的排放量采用煙氣分析儀對采暖爐的氮氧化排放量進行了測試,測試表明鼓風(fēng)式的NOX排放量大于大氣式。并按國際上通用的方式,整理成煙氣中含氧量為3時的濃度。圖2大氣式燃燒(壁掛式)的NOX排放量。圖3鼓風(fēng)式燃燒(容積式)的NOX排放量。

8、圖2壁掛式的NOX排放量 圖3容積式燃氣爐NOX排放量實際測試結(jié)果表明,壁掛式燃氣鍋爐的燃燒單位體積天然氣的壁掛式的NOX排放量平均為容積鼓風(fēng)式家用燃氣鍋爐的50%左右,為大型燃氣鍋爐的20%到30%左右,達到國際上低氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于單位面積采暖耗氣量少,SO2、CO2、CO和煙塵等大氣污染排放量也比其他直接燃燒采暖方式低。2 排煙熱損失通過對壁掛式和容積式兩種類型的燃氣采暖爐測試,排煙熱損失較小。壁掛式鍋爐的實際測試結(jié)果表明過??諝庀禂?shù)在1.5到2.5之間,不同的爐子在不同的運行狀態(tài)排煙溫度為55135之間,按低熱值計算采暖熱效率91.5%到97%之間,平均熱效率在95左右,其原

9、因是有煙氣預(yù)空氣系統(tǒng),排煙溫度低換熱面積大,有前強制鼓風(fēng)系統(tǒng),對流換熱系數(shù)大。容積積式由于無煙氣預(yù)熱,排煙溫度高,排煙損失比壁掛爐高,實際測試結(jié)果表明容積式家用燃氣爐過??諝庀禂?shù)在2.5到4之間,不同的爐子在不同的運行狀態(tài)排煙溫度為55135之間,采暖熱效率在87%94.5%之間,平均熱效率在92%左右,低于壁掛式,而且噪音大,NOX排放量高,占地面積大,低于壁掛式。五存在問題全國在家用燃氣鍋爐在推廣使用過程中,還存在一些問題,影響用戶的正常使用,個別地區(qū)甚至出現(xiàn)安全問題,其主要原因如下:1 壁掛鍋爐的質(zhì)量問題家用燃氣采暖鍋爐生產(chǎn)質(zhì)量不統(tǒng)一,有的保護系統(tǒng)不可靠或不完全,沒有質(zhì)保體系。安全使用培

10、訓(xùn)不到位,售后服務(wù)不到位,出現(xiàn)故障時影響用戶使用。隨國家標(biāo)準(zhǔn)的頒布,家用燃氣采暖鍋爐有統(tǒng)一的生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),將解決這一問題。2 燃氣質(zhì)量問題人工煤氣、碳五等雜質(zhì)多的燃氣應(yīng)用要注意,這些燃氣質(zhì)量變化大、雜質(zhì)多,易將換熱器堵塞,產(chǎn)生不完全燃燒,熱效率顯著降低,甚至沉積在控制閥門的閥芯、閥座上,使閥門關(guān)閉不嚴,產(chǎn)生不安全隱患,所以不宜用于壁掛爐。壁掛燃氣鍋爐宜采用天然氣等潔凈氣源。3 安全保護系統(tǒng)問題安全保障問題,家用燃氣鍋爐產(chǎn)生爆炸的原因有兩個。一是采暖系統(tǒng)凍結(jié),如在嚴寒地區(qū),有的用戶外出,將家用鍋爐關(guān)閉使?fàn)t內(nèi)結(jié)冰,再次使用時由于保護系統(tǒng)不完善,一旦點燃,由于系統(tǒng)內(nèi)水不能循環(huán),爐內(nèi)水汽化產(chǎn)生壓力,當(dāng)

11、壓力達到一定程度就會產(chǎn)生爆炸,爆炸又會破壞燃氣管道,造成漏氣而引起燃氣爆炸或火災(zāi),因此要求家用燃氣鍋爐的防凍裝置安全可靠。二是燃氣泄漏而引起燃氣爆炸或火災(zāi),這就是要求燃氣系統(tǒng)的安裝質(zhì)量一定符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)由專業(yè)人員安裝,確保燃    氣不泄漏,并設(shè)可靠的燃氣泄漏報警裝置。4 燃氣供應(yīng)系統(tǒng)問題燃氣采暖是季節(jié)負荷,存在季節(jié)高峰問題。燃氣采暖負荷的計算還沒有標(biāo)準(zhǔn),需研究并制定有關(guān)計算標(biāo)準(zhǔn)。老管網(wǎng)供氣能力適應(yīng)性問題需解決,在管網(wǎng)區(qū)大量安裝家用燃氣鍋爐,由于其供氣能力的限制,不能滿足燃氣鍋爐采暖的需求。5 煙氣有組織排放問題目前許多家用燃氣鍋爐煙氣排放系統(tǒng)的安

12、裝不規(guī)范,不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,排放物對室內(nèi)外產(chǎn)生污染較嚴重,存在不安全隱患。因此應(yīng)加強排煙系統(tǒng)安裝的管理。家用燃氣鍋爐煙氣排放系統(tǒng)應(yīng)符合家用燃氣燃燒器具安裝及驗收規(guī)程(CJJ12-99)等有關(guān)規(guī)范的條文及要求,確保煙氣有組織的排放。6 用戶反映的問題用戶反映比較多的問題是供暖管道接頭漏水的問題、燃氣爐噪聲大、室內(nèi)溫度比集中供熱低、采暖費用高等問題。其中,供暖管道接著漏水問題反映的人數(shù)最多,超過了調(diào)查總?cè)藬?shù)的五分之一。另外,少數(shù)住戶還反映了其它相關(guān)問題:室內(nèi)鍋爐有時出現(xiàn)故障維修不到位,墻角滲水,結(jié)露發(fā)霉,燃氣爐排氣污染,門窗封閉不嚴,系統(tǒng)防凍浪費燃氣,燃氣鍋爐有安全隱患,容積式燃氣鍋爐占地面積大

13、,散熱器布置不合理,防凍無法外出,燃氣爐頻繁啟動等。出現(xiàn)這些問題的主要原因是新建小區(qū),在剛開始入住時,由于一些單戶采暖系統(tǒng)不進行水壓試驗,所以剛開始用時接頭漏水現(xiàn)象較多。在冬節(jié)開始時入住率低,一些用戶鄰居未入住,所以維護結(jié)構(gòu)的散熱損失大,又因裝修過,需經(jīng)常開窗通風(fēng),這就造成用氣量較大用戶又不舍得用,因此位置不好的用戶(鄰居未入住的用戶)感覺到室內(nèi)溫度低感到冷。由于房屋剛?cè)胱?,在室溫提高后,用石灰摸的墻面就會有水氣析出,所以感到墻角滲水,結(jié)露發(fā)霉。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時,系統(tǒng)防凍浪燃氣用量很少,為了減少防凍燃氣量,可以關(guān)小水循環(huán)系統(tǒng)的閥門,減少水流量,已減少燃氣用量。當(dāng)外出時間比較短時(12天),把鍋爐設(shè)

14、置在防凍狀態(tài)即可。如果是在嚴寒地區(qū)長期外出,放鍋爐的地方又會結(jié)冰,可以把系統(tǒng)的水放掉,再次使用時重新充水即可。燃氣爐頻繁啟動這屬于爐子的特點。只要按規(guī)程生產(chǎn)、安裝和使用,家用燃氣鍋爐不會有安全隱患。容積式燃氣鍋爐占地面積大,可選用快速式的。散熱器布置不合理,可通過改進設(shè)計來解決。六結(jié)論在統(tǒng)計研究過程中,根據(jù)統(tǒng)計學(xué)中的隨機抽樣方法選取實驗戶,使樣本容量、計算精度和調(diào)查內(nèi)容均滿足實際工程要求。其結(jié)果可以作為北京與天津市氣溫類似城市采暖用氣的參考數(shù)據(jù)。1 節(jié)約能源家用燃氣鍋爐效率高、功能多。單戶燃氣熱水采暖具有很大的調(diào)節(jié)靈活,使用完全獨立,無鍋爐房和熱網(wǎng)損失。符合按熱量收費的原則,可準(zhǔn)確計量,用量可

15、由用戶自主控制,因而能促進能源的節(jié)約使用,這種供熱系統(tǒng)的熱效率高(一般在90%以上),避免了集中供熱按面積收費造成的能源過渡浪費,節(jié)約燃氣,從而為使用優(yōu)質(zhì)的潔凈燃料創(chuàng)造了條件。同時采暖循環(huán)的動力消耗低,節(jié)省電能。2 節(jié)省投資和維護費用隨我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,將有較大比例的天然氣用于采暖。發(fā)展采暖后充分利用現(xiàn)有燃氣管網(wǎng)設(shè)施,擴大供氣規(guī)模,降低單位供氣量所需燃氣輸配系統(tǒng)的投資,同時降低供氣成本。減少城市地下熱網(wǎng)和簡化建筑內(nèi)的管道,減少投資和維護費用,單位采暖面積的投資相對少。3 機動靈活建設(shè)和使用方便對房地產(chǎn)開發(fā)商而言,建成的商品房很難一次全部賣出,就是同時賣出的房子,也很少一起入住。所以商品房往往都有一段入住率很低的時期,這種情況對集中供熱是很難處理的,不供熱用戶會投訴,供熱則能源浪費虧損嚴重,而燃氣分散采暖很好的解決這一問題。甚至有的開發(fā)商利用燃氣采暖的靈活性,房子賣出后再安裝燃氣采暖設(shè)備,即減少了資金占壓,又避免了設(shè)備閑置而造成的一些不必要的損壞。在管道燃氣夠不到的地方,還可以利用液化石油氣供應(yīng)的靈活性,用鋼瓶供氣方式解決采暖問題,這在許多城市中也出現(xiàn)了。4 減少污染物排放量單戶燃氣采暖直接使用潔凈的一次能源,由于單位面積耗氣量少,二氧化硫、NOX、煙塵和CO2排放量比其他直接燃氣采暖方式少,由于各種燃氣采暖的煙氣都是低空排放,單戶燃氣采暖的低空污染相對也較低。同

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