资源描述
城镇供热系统节能技术规范
(征求意见稿)
主编单位:北京市煤气热力工程设计院有限公司
二○一○年八月
目 次
1 总则 1
2 术语 2
3 设计 3
3.1 一般规定 3
3.2 热源 4
3.3 热网 8
3.4 热力站 9
3.5 热力入口 12
3.6 室内采暖系统 13
3.7 监控系统 15
3.8 监控仪表 16
4 施工 17
4.1 一般规定 17
4.2 热源与热力站 17
4.3 热网 17
4.4 室内采暖系统 18
4.5 监控装置 18
5 调试与验收 19
5.0 一般规定 19
5.1 热源与热力站 19
5.2 热力网与热力入口 19
5.3 室内采暖系统 20
5.4 监控系统 20
5.5 工程验收 20
6 运行与管理 22
6.1 一般规定 22
6.2 热源 22
6.3 热网 23
6.4 热力站 23
6.5 室内采暖系统 24
6.6 监控系统 24
7 节能评价 25
本规范用词说明 26
1 总则
1.0.1 为贯彻国家节约能源的法规和政策,落实建筑节能目标,减少供热系统能源浪费,适应城镇供热体制改革需要,制订本规范。
[条文说明] 《中华人民共和国节约能源法》规定,节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。国家鼓励、支持开发和利用新能源、可再生能源。国家采取措施,对实行集中供热的建筑分步骤实行供热分户计量、按照用热量收费的制度。新建建筑或者对既有建筑进行节能改造,应当按照规定安装用热计量装置、室内温度调控装置和供热系统调控装置。
1.0.2 本规范适用于下列与能耗有关的民用建筑采暖的供热系统,包括:
1. 热源新建、改建、扩建工程的设计、施工、验收、调试、运行管理等与能耗有关部分。
2. 热网新建、改建、扩建工程的设计、施工、验收、调试、运行管理等与能耗有关部分。
3. 热用户新建、改建、扩建工程的设计、施工、验收、调试、运行管理等与能耗有关部分。
1.0.3 在供热系统的设计、施工、改造和使用过程中,应采取合理的技术措施,提高系统的运行效率,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,降低能源消耗、减少浪费,有效、合理地利用能源。
[条文说明] 保证建筑物室内热环境质量
1.0.4 供热项目设计文件应标明与能耗有关的设计指标及参数,工程建设完成后应进行系统调试,运行后应对能耗指标进行检测及验证。
[条文说明] 在项目可行性研究、初步设计、施工图等各阶段设计文件中,应明示各项能耗指标,作为项目立项、评估、设计、审查、验收、运行的依据。
1.0.5 供热系统的节能设计、施工、验收、调试、运行,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
2.0.1 综合供热性能系数
额定工况下热源输出的热量与需要输入的用电量之比。
2.0.2 当量满负荷运行时间
全年热负荷的总和与锅炉最大出力的比值。
2.0.3 负荷率
全年热负荷与锅炉在累计运行时间内总的最大出力之和的比例。
2.0.4 部分负荷性能系数
在规定的工况下按100%、75%、50%和25%负荷工况点测定的效率。
2.0.5 供热管网
从热源出口至用热建筑物入口的供热管线系统及设施。
2.0.6 供热管线
输送和分配供热介质的管道及管路附件和附属构筑物的总称。
2.0.7 热力网
以热电厂或区域锅炉房为热源,自热源经市政道路至热力站的供热管网。
2.0.8 街区供热管网
自热力站或用户锅炉房、热泵机房、直燃机房等小型热源至建筑物热力入口的室外供热管网。
3 设计
3.1 一般规定
3.1.1 供热系统设计热负荷应按下列方式计算:
[条文说明] 集中供热系统各部分设计热负荷可根据设计范围和深度采用不同的计算方法。
1 热源和热力网设计时,应调查核实供热范围内的建筑面积热指标,热源和热力网干线设计热负荷可根据建筑面积热指标计算;
[条文说明] 集中供热热源和热力网供热范围较大,包括多个街区和不同时期建设的建筑,一般采用面积热指标方法确定热负荷。《城镇供热管网设计规范》中的热指标推荐值,适用于我国东北、华北、西北地区集中供热系统,其中采取节能措施后的建筑物是指按照《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》JGJ26-95规定设计的建筑物及其采暖系统,对采取进一步节能措施的建筑,热指标应根据建筑设计条件进行测算。
2 热力站、热力网支线、街区供热管网设计时,宜采用建筑物设计热负荷;
[条文说明] 用户热力站及支线供热范围内建筑形式及用途较明确,采用建筑物设计热负荷更有针对性。当无建筑物设计热负荷资料,采用热指标法计算时,应根据建筑物形状、朝向、围护结构保温等特性确定热指标。
3 室内采暖系统设计时,应计算每个采暖房间的设计热负荷;
[条文说明] 室内采暖系统设计应按《采暖通风与空气调节设计规范》规定计算热负荷。
4 当热用户为既有建筑时,应调查历年实际热负荷及耗热量。对耗热量高的既有建筑,宜制定节能改造措施,并按节能改造后的设计热负荷进行设计。
[条文说明] 对不符合节能标准的既有建筑,应进行建筑和采暖系统节能改造。
3.1.2 采暖热负荷应采用热水作供热介质。以采暖用热为主的既有蒸汽管网应改为热水热媒。
3.1.3 热水供热系统以热电厂或大型区域锅炉房为热源时,热力网设计供水温度宜取130℃,回水温度不应高于70℃。用户小型锅炉房和热力站的街区供热管网,设计供回水温度可采用室内采暖系统的设计温度。利用余热或天然热源时,热媒参数可根据具体情况确定。
[条文说明] 热水作为供热介质具有热能利用率高、运行工况稳定、输送距离长、供热运行调节方便、热损失小、热网建设投资少等优点,采暖热负荷一般均采用热水作供热介质。当热网以蒸汽热负荷为主时,应在采暖热负荷集中的区域设置区域汽水换热站或在用户热力站设汽水换热器供应采暖热负荷。大型供热系统为降低管网投资,宜扩大供回水温差,采用高温热水供热,在热力站通过换热或混水转换为室内采暖系统温度。以小型锅炉房为热源时,热源与用户距离较近,采用直接供热系统可减少用户入口设备投资。
3.1.4 热水供热系统供热建筑面积大于100×104 m2时,宜采用间接连接系统。
[条文说明] 自动化水平较高的供热系统,采用直接连接可以保证运行调节质量,同时可减少换热设施,利用热力网压差,减少热力站能耗。根据我国供热系统管理现状,当供热范围较大时管网运行调节难度大、热源补水能耗高,建议采用间接连接。
3.1.5 供热管网的供热距离应经过技术经济比较确定,热水管网供热半径不应大于20公里,蒸汽管网供热半径不应大于6公里。较远的蒸汽供热系统,宜采用过热蒸汽作供热介质。
[条文说明] 当供热系统以蒸汽热负荷为主要负荷时,可采用蒸汽作供热介质。为减少饱和蒸汽管网沿线凝结水热损失,建议采用过热蒸汽。
3.1.6 供热系统所有设备应采用高效率低能耗的产品,不得采用国家公布的淘汰产品。
3.1.7 介质温度大于或等于50℃的管道、管路附件、设备应保温,保温层外应有保护层。
3.1.8 供热系统附属建筑设计应符合国家现行的《公共建筑节能设计标准》的要求,照明节能设计应选用高效节能照明产品,并应符合以下要求:
1. 对于高强度气体放电灯,开敞式灯具效率≥75%,格栅或透光罩灯具效率≥60%。
2. 对于荧光灯,开敞式灯具效率≥75%,透明保护罩灯具效率≥65%,格栅灯具效率≥60%。
3. 照明系统的功率因数PF≥0.9,镇流器流明系数μ≥0.95,波峰系数CF≤1.7。
3.2 热源
3.2.1 热源可行性研究和初步设计设计文件应标明下列设计参数:
1 热源设计热负荷、供热面积、热指标;
2 锅炉额定运行效率、平均运行效率;
3 热水出口设计温度、循环流量、供回水压差;
4 蒸汽出口设计温度、压力、流量、凝结水回收率;
5 供热参数调节控制方式;
6 单位供热量的平均燃料耗量、电耗量、水耗量。
7 主要能耗设备的额定工况能耗和采暖季平均能耗清单。
3.2.2 热源施工图设计文件应标明下列设计参数:
1 热源设计热负荷;
2 热水出口设计温度、循环流量、供回水压差;
3 蒸汽出口设计温度、压力、流量、凝结水回收量;
4 主要能耗设备的额定工况能耗和采暖季平均能耗清单;
5 当量满负荷运行时间、负荷率;
6 部分负荷性能系数
[条文说明] 在供热项目可行性研究、初步设计、施工图各阶段设计文件中,应制定实现节能目标的技术措施,并明示有关能耗指标,以便在下一阶段工程实施中落实和检验。
3.2.3 供热热源形式应根据当地能源结构、环保政策和用户特性进行技术经济比较后确定,宜遵循下列原则:
[条文说明] 热源型式的选择会受到资源、环境等多种因素影响和制约,《中华人民共和国节约能源法》规定,国家鼓励、支持开发和利用新能源、可再生能源。为此必须客观全面地对热源方案进行分析比较后确定合理的热源型式,利用可再生能源应对长期使用后的环境影响进行评估。
1 在有热电厂的地区,应以热电厂为基本热源,确定合理的热化系数,在热电厂供热区域设调峰锅炉房,调峰锅炉房宜与热电厂联网运行。
[条文说明] 热电联产能源利用率高,是大型集中供热的主要热源形式。配置调峰热源可以最大限度地发挥热电联产的节能、环保效益。调峰峰热源设在供热区域内,可以减少热网投资和运行费用。调峰热源宜设在热用户附近,可采用分散式燃气锅炉房的二次网调峰,提高能源的综合利用效率及满足环保要求。
2 有工业余热可利用时,应充分利用余热供热。
[条文说明] 工业余热为周围建筑供热,不仅利用了余热热能,而且减少了处理余热的能耗。当余热温度较低时,可利用热泵提高温度。夏季采用电厂冷却水的热能供冷,可使热电厂的冬夏负荷平衡,高效经济运行。
3 在深层地热资源丰富的地区,当经过地质勘察和环境评估确认后,可利用地热能供热。
[条文说明] 地热能供热应根据水文地质勘察资料进行设计,必须采取可靠的回灌措施,确保换热后的地下水回灌到同一含水层,并不得对地下水造成污染。
4 在有稳定的地表水资源的地区,可采用水源热泵机组,但应符合当地有关保护水资源的规定。
[条文说明] 建设地表水源热泵系统,需要建造取水和排水设施。确定方案时应对地表水源的水文状况进行勘查,对热泵机组运行引起的环境影响进行评估。
5 经过工程勘察适合地源热泵的地区,可采用地埋管地源热泵供热系统。
[条文说明] 地埋管换热系统的设计需要进行地质勘察,了解岩土层结构、岩土体热物性、温度、地下水水位、水温、径流方向、流速等数据,并计算全年热平衡。
6 在有充足天然气供应的地区,对夏季有制冷负荷的建筑,可采用燃气冷热电联供系统或直燃型溴化锂吸收式机组。
[条文说明] 燃气冷热电联供系统以燃气为一次能源用于发电,利用发电余热制冷、供热,与单纯供热相比提高了燃气的综合利用率,适用于有全年冷热负荷的公共建筑。
7 太阳能供热采暖系统的选择应根据所在地区气候、太阳能资源条件、建筑物类型、建筑物使用功能、投资规模、安装条件等因素综合确定。同时应设置其他能源辅助加热/换热设备,做到因地制宜、经济使用。
[条文说明] 太阳能是一种不稳定热源,是间歇性能源,在系统中设置其他能源辅助加热/换热设备,其目的是既要保证太阳能供热采暖系统稳定可靠运行,又要降低系统的规模和投资。辅助热源应根据当地条件,选择城市热网、电、燃气、燃油、工业余热或生物质燃料等。
3.2.4 供热热源内所有工艺和电气设备均应选用节能型产品,设备的能效指标应不低于现行国家标准规定的节能评价值。
[条文说明] 集中供热热源涉及多种设备,设计时应选用符合国家节能标准的产品。相关的标准有《工业锅炉能效限定值及能效等级》GB24500、《通风机能效限定值及能效等级》GB19761、《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762、《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577、《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613、《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB20052等。
3.2.5 锅炉房设计时应根据当地环境保护要求和燃料供应情况确定锅炉燃料的种类。在城市内,锅炉燃料宜采用洁净煤或天然气。有条件的地区可选用型煤、生物质燃料等。燃煤锅炉房的锅炉单台容量不宜小于7.0MW。
[条文说明] 根据燃煤锅炉单台容量越大效率越高的特点,为了提高热源效率,应尽量采用较大容量的锅炉。燃气锅炉的效率与容量的关系不大,对锅炉容量不作限制。选用型煤或生物质燃料时,需调查所在地区是否有充足的燃料供应条件。
3.2.6 设计选用的燃煤锅炉额定热效率不应低于表3.2.4的规定。
表3.2.4 锅炉最低额定热效率(%)
锅炉容量D
(MW)
燃料品种及燃烧方式
层状燃烧
流化床燃烧
烟煤
烟煤
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
D≤14
82
84
82
85
87
D>14
83
85
83
86
87
[条文说明] 本条数据摘自《工业锅炉能效限定值及能效等级》GB 24500-2009规定的工业锅炉节能评价值。表中锅炉容量D≤14MW的额定热效率数值,层燃锅炉取5.6MW<D≤14MW数据,流化床锅炉取4.2MW≤D≤14MW数据。其中,Ⅰ类烟煤收到基低位发热量为14400kJ/kg≤Qnet,v,ar<17700kJ/kg;Ⅱ类烟煤收到基低位发热量为17700kJ/kg≤Qnet,v,ar≤21000kJ/kg;Ⅲ类烟煤收到基低位发热量为Qnet,v,ar>21000kJ/kg。
北京市地标《居住建筑节能设计标准》DBJ11-602-2006,建设部标准《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95只有29MW以下数据。
燃煤(Ⅲ类烟煤)锅炉最低额定热效率
锅炉容量(MW)
4.2
7
14
29
46
58
64
额定效率(%)
76
78
80
82
82
83
84
《工业锅炉经济运行》GB/T17954—2007第6.1条规定,锅炉在额定负荷下运行时的热效率:
锅炉额定热功率(MW)
层燃(Ⅲ类烟煤)
流化床燃烧(Ⅲ类烟煤)
流化床燃烧(低质煤)
5.7~14
>14
5.7~14
>14
5.7~14
>14
一等运行热效率(%)
81
83
83
84
76
78
二等运行热效率(%)
79
80
81
82
74
75
3.2.7 设计选用的燃油、燃气锅炉额定热效率,当锅炉容量D≤1.4MW时额定热效率不应低于90%;当锅炉容量D>1.4MW时额定热效率不应低于92%。
[条文说明] 本条燃油、燃气锅炉热效率数据摘自《工业锅炉能效限定值及能效等级》GB 24500-2009规定的工业锅炉节能评价值。其中,燃油为轻柴油;燃气收到基低位发热量为Qnet,v,ar≥18800kJ/Nm3。
燃气锅炉最低额定热效率
锅炉容量(MW)
0.7
1.4
2.8
4.2
7.0
14.0
≥29.0
额定效率(%)
86
87
87
88
89
90
90
《工业锅炉经济运行》GB/T17954—2007第6.1条规定,锅炉在额定负荷下运行时的热效率:
锅炉额定热功率(MW)
轻柴油、气
0.7~1.4
1.5~5.6
5.7~14
>14
一等运行热效率(%)
89
90
91
92
二等运行热效率(%)
88
89
90
91
3.2.8 以采暖为主的锅炉房应选用热水锅炉,热水锅炉应按连续运行确定锅炉容量。
[条文说明] 采用热水锅炉可减少蒸汽锅炉凝结水热损失。锅炉连续运行可降低热源装机容量,提高热源效率,减少能源的浪费。
3.2.9 锅炉房的锅炉台数、容量应根据年热负荷曲线计算年耗热量确定,燃煤锅炉运行负荷率不应低于50%,燃油、燃气锅炉运行负荷率不应低于30%。
[条文说明] 根据民用建筑采暖热负荷的特点,采暖锅炉运行负荷经常低于额定负荷。锅炉房设计时应考虑热负荷变化规律,确保在供热系统低负荷运行工况下锅炉机组高效率运行。通过运行台数和容量的组合,提高单台锅炉负荷率,可保证锅炉较高的热效率。
3.2.10 燃油、燃气锅炉应自动调节。当单台锅炉容量大于或等于1.4MW时,燃烧器应采用自动比例调节方式,并具有同时调节燃气量和燃烧空气量的功能。
[条文说明] 燃油、燃气锅炉自动化程度较高,能够根据设定的出水温度自动调节燃烧方式,较大容量的锅炉采用比例调节方式比分段调节方式更节能。
3.2.11 燃煤锅炉房运煤系统应符合下列要求:
1 运煤系统的布置应利用地形,使提升高差小、运输距离短。
2 运煤系统应设均匀给料设备和均匀布煤装置。
3 运煤系统和锅炉给煤系统应采用变频控制调速装置。
4 运煤系统应设进厂计量、皮带秤、每台锅炉炉前三级计量装置。
5 通过筛选、破碎充分发挥煤质优点,保证燃煤特性与锅炉设计参数相匹配、提高设备热效率、节约煤炭
[条文说明] 燃煤锅炉房运煤系统的节能措施应考虑运输系统布置、设备选择、调节控制、燃料计量等环节。从受煤斗向带式输送机、斗式提升机等设备给料,应装设均匀给料设备,链条锅炉宜采用分层给煤燃烧装置,循环流化床锅炉的给料设备应能控制给料量。在满足燃煤设备对煤质要求的前提下,采用动力配煤技术可最大限度地利用低质煤、或更充分地利用当地现有的煤炭资源。
3.2.12 燃煤锅炉房除灰渣系统应符合下列要求:
1 除灰渣系统动力驱动装置宜采用变频控制。
2 炉前漏煤应回收利用。
3 除灰渣用水应循环使用。
[条文说明] 锅炉除灰渣系统设计时应考虑运行调节和节能节水措施。
3.2.13 燃煤锅炉房烟风系统应符合下列要求:
1 烟、风道布置应尽量简短,并使每台锅炉所受到的引力均衡。
2 锅炉鼓风机、引风机宜单炉配置,应进行通风阻力计算。
3 锅炉鼓风机、引风机应配调速装置。
4 鼓、引风机的运行效率应满足GB19761的规定。
[条文说明] 锅炉烟风系统应优化配置,设备能效指标应符合相关标准规定。
3.2.14 热水热网循环泵应符合下列要求:
[条文说明] 热网循环泵是供热系统主要耗能设备之一,合理选型是节能的基础。
1 循环泵应采用调速泵,并应绘制水泵和热网水力特性曲线,水泵的特性应能满足不同工况下的调节要求。并联运行的循环水泵均应设置变频器。
[条文说明] 水泵调速的特性应满足热网调节的功能要求,同时应保证水泵在调速时高效运行。
2 循环泵参数应按设计工况水力计算结果确定。当热用户分期建设,建设周期长且负荷差别较大时,应分期进行水力计算并根据计算结果设置循环泵参数。既有系统改造时,应按实测水力工况结果校核循环泵参数。
[条文说明] 新建系统设计和既有系统改造设计时均应进行水力计算,循环泵流量和扬程应与系统设计流量和计算阻力接近,避免水泵选型过大。分期建设和既有系统循环泵偏大时,应考虑调整水泵运行参数的可行性,运行能耗大的系统应更换水泵。
3 循环泵的台数和单台流量应根据热网运行调节特性和水泵特性确定,应减少并联运行循环泵的台数,不同规格的水泵不宜并联运行,并联运行水泵的特性曲线应相近,供热期内水泵均应在高效点附近运行。
[条文说明] 循环泵选型时应分析热源与热网调节方式,热网流量与阻力变化规律,水泵流量、扬程、转速与效率的关系,保证水泵在整个供热期内高效运行。
4 当采用分阶段改变流量质调节时,循环泵宜根据不同阶段的运行参数选用流量和扬程不同的泵组,分阶段分别运行。
[条文说明] 分阶段改变流量质调节的系统,如采用多台泵并联改变运行台数的方法,系统流量减少时水泵扬程过高能耗较大,应选用不同型号水泵使扬程与运行流量匹配。
5 热电厂首站的热网循环泵宜采用汽动水泵。
[条文说明] 热电厂首站汽源条件适合时,可利用首站入口较高压力的蒸汽驱动热网循环泵,再用较低压力的蒸汽加热热网循环水,蒸汽能量得到梯级利用,可明显节约循环泵电耗。
3.2.15 热水供热系统的定压补水系统应符合下列规定:
1 规模较小及失水量较小的热水供热系统,补水泵宜间断运行。间断运行的定压补水系统应设高位膨胀水箱或隔膜式气压水罐。
[条文说明] 小型系统失水量较少,采用变频泵定压时经常需要开启安全阀泄压,因此热水系统应设膨胀容积,减少阀门泄压次数和补水泵运行时间。
2 规模较大或失水量较大的热水供热系统,补水泵可连续运行。连续运行的定压补水泵应采用调速泵。
[条文说明] 采用水泵定压时应采用调速泵,不应采用定速泵连续补水、阀门泄压的定压方式。
3 经常运行的补水泵单台流量宜按系统最小失水量确定。
[条文说明] 补水泵总流量需满足事故补水要求,事故补水量一般为经常补水量的4~5倍,如按最大流量选择水泵,正常运行时水泵偏离高效区,耗电量较大。建议设置1台较小流量的补水泵用于正常运行时补水定压。
4 热水供热系统可采用蒸汽锅炉的排污水作热水热网的补充水。
[条文说明] 热电厂等有蒸汽锅炉的热源,用蒸汽锅炉排污水补充热水热网,不但利用了排污水的热能和水资源,同时还节约了水处理的能耗和费用。
3.2.16 锅炉产生的各种余热应充分利用,锅炉房应设下列余热利用设施:
1 燃气锅炉可选用冷凝式锅炉或设烟气冷凝装置。
[条文说明] 燃气锅炉排烟中水蒸汽含量较大,有效利用水的潜热可提高锅炉运行效率。
2 燃煤锅炉应配置内置式或外置式省煤器,寒冷地区宜配置空气预热器。
[条文说明] 燃煤锅炉设省煤器和空气预热器利用烟气余热。
3 锅炉间、凝结水箱间、水泵间等房间应采用有组织的通风。
[条文说明] 有组织通风可减少设备间排风量,同时利用设备散热量。在夏季应利用锅炉鼓风机吸取锅炉间上部的热空气;在冬季锅炉鼓风机的室内吸风量应根据热平衡计算确定。
4 蒸汽锅炉的排污水应综合利用。
[条文说明] 蒸汽系统应防止泄漏,并应充分利用凝结水、连续排污水的热量和二次蒸汽。蒸汽锅炉的排污水还可作热水热网的补充水。
3.2.17 燃煤锅炉房冷却水的循环使用率应大于80%。
[条文说明] 燃煤锅炉房应设冷却塔或冷却水池,煤闸门、炉排轴、引风机轴承、防焦箱、水泵、化验及循环泵等设备的冷却水应循环使用。
3.2.18 锅炉燃烧过程应自动控制。单台容量大于7MW的锅炉房,应设计算机集中控制系统。燃气锅炉应采用全自动锅炉。
[条文说明] 自动控制是提高运行效率的重要措施。
3.2.19 在热源处应设置调节热网供热参数的装置,应按照热网供热调节曲线进行调节。
[条文说明] 热源出口的供热参数应按热网供热调节曲线进行调节。当热网的调节要求与锅炉的调节要求不一致时,可在锅炉房设混水调节装置,或采用两级循环泵,分别调节锅炉和热网参数。
3.2.20 热网总管应设温度、压力、流量(热量)监测点。每台锅炉或加热器应设温度、压力监测点。容量大于7MW的锅炉,每台锅炉应设流量监测点。
[条文说明] 应根据系统调节控制要求设置参数监测仪表,为节能运行提供实时运行数据。
3.2.21 热源的计量应符合下列要求:
1 锅炉、直燃机等应每台设备单独设置燃料计量装置。
2 燃煤锅炉房应在燃料进厂和运煤皮带处设燃料计量装置。
3 热水热网出口应设供热量计量装置。
4 热水供热系统应设补水量计量装置。
5 蒸汽热网出口应设蒸汽流量和凝结水流量计量装置。
6 给水系统应在热源进水总管、各生产车间、办公楼、生活间进水管和重点用水设备处设置计量表。
7 动力用电、照明用电、热网循环泵用电宜分别计量。应装设电流表、有功和无功电度表。
[条文说明] 单独计量设备的耗燃料量、耗水量、耗电量有利于进行运行能耗分析,选择和采取适当的节能措施。
3.2.22 电气系统应对无功功率进行补偿,使最大电负荷时的功率因数在0.9以上。变频器应选用节能产品,符合《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613的规定。
[条文说明] 无功补偿应按《供配电系统设计规范》GB50052计算。
3.3 供热管网
3.3.1 供热管网的可行性研究和初步设计设计文件应标明下列设计参数:
1 供热范围、设计热负荷、年耗热量;
2 各热源年供热量;
3 热水供热管网设计温度、循环流量和调节曲线;
4 蒸汽供热管网设计温度、压力、流量;
5 中继泵站、热力站、室内采暖系统的调节控制方式;
6 中继泵站年电耗量;
7 管网平均单位长度热损失;
8 管网流量变化范围;
9 在热网施工图设计文件中应标明:保温层的导热系数、管道单位表面积热损失。
[条文说明] 在项目可行性研究、初步设计阶段的设计文件中,应明示有关能耗指标,以便在下一阶段工程实施中落实和检验。热水热网的温度、流量调节曲线是以室外温度为横坐标,以热网供回水温度或总循环流量为纵坐标的曲线图,根据调节曲线可实现热源、热力站、中继泵站的优化运行,并确定在非设计工况下初调节的运行参数及能耗指标。
3.3.2 供热建筑面积大于1000×104 m2的热水供热系统应采用多热源供热。多热源供热系统各热源宜联网运行。
[条文说明] 与《城镇供热管网设计规范》一致。大型供热系统采用多热源供热,不仅提高了供热可靠性,热源间还可进行经济调度。大型热电联产供热系统将热电厂作为基本热源,在供热区域建设尖峰热源,采用多热源联网运行,在热负荷较低时由热电厂供应全部热负荷,在热负荷较高时热电厂维持满负荷,尖峰热源投入与热电厂共同供热,多热源联网运行能够最大限度地发挥热电联产效率高、排放低的节能优势。
3.3.3 热水供热系统设计时,应对供热调节方式进行优化,应绘制供热系统供热调节曲线。
[条文说明] 供热调节曲线是热源或热力站集中调节的依据,确定与室外温度相对应的供回水温度和循环流量的调节规律,其中不包括用户自主调节因素。采用质调节方式时,调节曲线中供水温度仅随室外气象参数变化调节,系统循环流量变化较小;采用量调节方式时,调节曲线中供水温度恒定不随室外气象参数变化调节,系统循环流量变化较大;采用质—量调节方式时,调节曲线中供水温度在质调节曲线和量调节曲线之间,供水温度均随室外气象参数和循环流量变化调节;采用分阶段改变流量的质调节方式时,循环流量根据热负荷大小分为几个阶段,在调节曲线中每个阶段内循环流量不进行调节,供水温度随室外气象参数变化调节。
3.3.4 热水热网循环泵应符合下列要求:
[条文说明] 热网循环泵是供热系统主要耗能设备之一,合理选型是节能的基础。
1 循环泵应采用调速泵,并应绘制水泵和热网水力特性曲线,水泵的特性应能满足不同工况下的调节要求。并联运行的循环水泵均应设置变频器。
[条文说明] 水泵调速的特性应满足热网调节的功能要求,同时应保证水泵在调速时高效运行。
2 循环泵参数应按设计工况水力计算结果确定。当热用户分期建设,建设周期长且负荷差别较大时,应分期进行水力计算并根据计算结果设置循环泵参数。既有系统改造时,应按实测水力工况结果校核循环泵参数。
[条文说明] 新建系统设计和既有系统改造设计时均应进行水力计算,循环泵流量和扬程应与系统设计流量和计算阻力接近,避免水泵选型过大。分期建设和既有系统循环泵偏大时,应考虑调整水泵运行参数的可行性,运行能耗大的系统应更换水泵。
3 循环泵的台数和单台流量应根据热网运行调节特性和水泵特性确定,应减少并联运行循环泵的台数,不同规格的水泵不宜并联运行,并联运行水泵的特性曲线应相近,供热期内水泵均应在高效点附近运行。
[条文说明] 循环泵选型时应分析热源与热网调节方式,热网流量与阻力变化规律,水泵流量、扬程、转速与效率的关系,保证水泵在整个供热期内高效运行。
4 当采用分阶段改变流量质调节时,循环泵宜根据不同阶段的运行参数选用流量和扬程不同的泵组,分阶段分别运行。
[条文说明] 分阶段改变流量质调节的系统,如采用多台泵并联改变运行台数的方法,系统流量减少时水泵扬程过高能耗较大,应选用不同型号水泵使扬程与运行流量匹配。
3.3.5 蒸汽供热管网应根据允许压力降、热力计算选择管道直径。
[条文说明] 蒸汽管网设计必须控制管道散热损失,因此应充分利用管线起点压力,尽量减小管径。应按设计流量进行设计计算,再按最小流量进行校核计算,保证在任何可能的工况下满足最不利用户的压力和温度要求。
3.3.6 蒸汽供热系统宜设置凝结水管道,间接换热系统的凝结水应全部回收。凝结水回收率应>80%。疏水器后的冷凝水应设置回收系统进行余热利用。
[条文说明]《城镇供热管网设计规范》规定,蒸汽供热系统应采用间接换热系统。当被加热介质泄漏不会产生危害时,其凝结水应全部回收并设置凝结水管道。当蒸汽供热系统的凝结水回收率较低时,是否设置凝结水管道,应根据用户凝结水量、凝结水管网投资等因素进行技术经济比较后确定。对不能回收的凝结水,应充分利用其热能和水资源。
3.3.7 当热力网设有中继泵站时,中继泵应采用调速泵。中继泵站的位置应使热网水循环所需总水泵轴功率最小。
[条文说明] 为适应热网水量调节,节约水泵电耗,热网循环泵和中继泵均应采用调速泵。在满足水力工况要求的前提下,计算中继泵扬程的临界值,进而计算出中继泵站设置位置距热源厂的距离X(管道沟槽长度)的大致范围,即计算出Xmax、Xmin。中继泵站设置位置沿管道敷设中心线至热源厂的距离X应同时满足下列要求:Xmin≤X≤X max。中继泵宜设在回水干管,循环流量等于或接近管网总循环流量与末端热力站流量之和一半的回水干管处。
3.3.8 当在供热管网主干管上设置中继泵站有困难时,符合下列条件的可在热用户设置分散式变频一次泵:
1 既有供热系统的增容改造;
2 一次建成或建设周期短水力工况差异不大的新建供热系统。
3 热力网干线阻力较高,热力网压差变化较小;
4 热力站分布较分散,热力网各环路阻力相差悬殊;
5 热力站应具有可靠的自动控制系统,并具有供热参数监测、报警及保护装置。
[条文说明] 既有供热系统改造时的水力工况是一定,各用户的分布泵扬程选择可以比较准确,水泵的运行在高效区。建设周期长的供热系统,逐期发展的负荷会有很大差异,按终期负荷选泵,近期水泵则在低转速下低效运行;按近期负荷选泵,随着负荷发展水泵的参数不能满足水力工况要求,需更换水泵增加投资。采用分布式热网加压泵时应注意适用条件,热力网干线阻力较高或各环路阻力相差悬殊时,分布式加压泵节能效果较明显;热力网压差不变时加压泵工作点可长期在高效点;为保证整个供热系统安全运行,采用分布式加压泵的系统自动化水平要求较高。
3.3.9 高温热水和蒸汽管道、设备、阀门等应采用焊接连接。低温热水管道、设备、阀门等宜采用焊接连接。阀门的密封等级应符合《工业阀门 压力试验》(GB/T13927)A级的要求。
[条文说明] 蒸汽和高温热水管道运行温度高、受力大,法兰连接处容易泄漏,系统对水处理要求高,从节能、节水和安全方面考虑,阀门应采用焊接连接。热力站后的街区热水管网温度较低,阀门一般安装在热力入口且管径较小,也可采用法兰或螺纹连接。A级的允许泄漏为在试验压力持续时间内无可见泄漏,
3.3.10 供热管道宜采用直埋敷设。直埋敷设热水管道应采用工作钢管、保温层、外护层为一体的预制保温管,宜采用无补偿冷安装敷设方式。
[条文说明] 供热管道直埋敷设取消了管沟结构,节省材料、占地和施工能耗。热水直埋保温管的保温层采用聚氨酯硬质泡沫塑料,钢管、保温层、外护层为整体保温结构,可以利用土壤与保温管间的摩擦力约束管道的热伸长,从而实现无补偿敷设,减少补偿器热损失和故障率,与管沟敷设相比可大量节约能源。蒸汽直埋保温管的工作管与外护管沿轴向能相对自由移动,工作钢管的弯头、三通、补偿器、输水装置、固定支座等可布置在外护管内。直埋敷设供热管道的设计可执行《城镇供热直埋热水管道技术规程》和《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》。
3.3.11 阀门、补偿器等管路附件应保温,其外表面温度不得大于60℃,并应做好防水和防腐处理。
3.3.12 管道支架处应采取隔热措施,避免热桥的产生。
3.3.13 热水供热管网的计算总散热损失不应大于设计热负荷的2%。
3.3.14 设备和管道的保温材料应按下列要求选择:
1 保温材料的主要技术性能应按国家现行标准《设备及管道保温设计导则》(GB8175);
2 优先采用导热系数小、湿阻因子大、吸水率低、密度小、综合经济效益高的材料;
3 保温材料的平均温度低于350℃时,其导热系数不得大于0.1W/(m·℃)。
[条文说明] 第3条规定摘自《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·动力(2009年版)》
3.3.15 管网主干线应尽量短直,走在负荷中心区,合理布置管路附件减少阻力。
3.4 热力站
3.4.1 热力站施工图设计文件应标明下列设计参数:
1 各系统供热面积、设计热负荷;
2 热力网入口设计温度、流量;
3 热水出口设计温度、循环流量;
4 蒸汽入口设计温度、压力、流量、凝结水回收率;
5 供热参数调节控制方式;
6 单位供热面积的年耗电量。
[条文说明] 在供热项目各阶段设计文件中,应制定实现节能目标的技术措施,并明示有关能耗指标,以便在下一阶段工程实施中落实和检验。
3.4.2 用户热力站的供热面积不宜大于10×104 m2,宜设楼栋式热力站。
[条文说明] 热力站的位置应尽量靠近用户,有利于二次管网水力平衡,并减少循环泵电耗。
3.4.3 应根据建筑物的用途、使用特点、热负荷变化规律、室内采暖系统形式、管道与设备材质、供热介质温度及压力、调节控制方式等划分供热系统或环路。公共建筑和住宅宜分别设置系统,非连续使用的场所宜分别设置环路。
[条文说明] 公共建筑和住宅供热时间及使用规律不同,宜分别设置采暖系统,有利于调节和热计量。学校的教室、商场的营业厅、剧场的观众厅、体育馆的比赛厅等非连续使用的场所,分别设置环路可以实现分时供热。
3.4.4 当街区供热管网各环路阻力损失相差较大、系统形式不同或供热时间不一致时,可在各环路分别设置循环泵。
[条文说明] 当供热时间及使用规律不同的用户在热力站为同一个系统时,按各用户需求分别设置循环泵,按不同的使用规律启停循环泵。
3.4.5 采暖循环泵和混水泵应符合下列要求:
1 循环泵应采用调速泵,并应绘制水泵和热网水力特性曲线,水泵的特性应能满足不同工况下的调节要求。并联运行的循环水泵均应设置变频器。
2 循环泵参数应按设计工况水力计算结果确定。当热用户分期建设,建设周期长且负荷差别较大时,应分期进行水力计算并根据计算结果设置循环泵参数。既有系统改造时,应按实测水力工况结果校核循环泵参数。
3 循环泵的台数和单台流量应根据热网运行调节特性和水泵特性确定,应减少并联运行循环泵的台数,不同规格的水泵不宜并联运行,并联运行水泵的特性曲线应相近,供热期内水泵均应在高效点附近运行。
4 当一个系统只设一台循环泵时,循环泵出口可不设止回阀。
5 两管制风机盘管空调系统应单独设置热水循环泵。
3.4.6 蒸汽热力站应设闭式凝结水箱和凝结水泵,凝结水泵应设自动启、停装置。凝结水泵参数应按凝结水管网水力工况确定。对不能回收的凝结水,应充分利用其热能和水资源。凝结水管道应采取内防腐措施。
3.4.7 间接连接热力站定压补水系统应符合下列要求:
1 补水泵总流量应满足事故补水要求,经常运行的补水泵单台流量应按系统经常失水量确
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