燃气红外辐射采暖系统的应用

所属栏目:城市规划论文 发布日期:2017-09-04 13:42 热度:

   供暖系统是城市最基础的市政工程之一,随着技术的不断发展,红外辐射供暖系统开始应用起来,相比传统的供热系统有很多优势,本文主要研究燃气红外辐射采暖系统的应用。

上海城市管理职业技术学院学报

  《上海城市管理职业技术学院学报》是由上海城市管理职业技术学院主办的期刊。本刊属城市建设与管理领域内的综合性理论刊物,重点反映上海及国内外其它城市建设与管理的先进经验、方法和理念,为广大从事城市建设与管理的人士提供理论与实践阵地。

  本文简介了全自动温控红外辐射采暖系统的技术特点,应用现状,研究分析大庆油田在注水变电站、三次采油配置站、注入站等设计采用全自动温控红外辐射采暖系统的效果,红外辐射采暖设备的合理配制,安全保证问题,经济性分析,节能效果。并提出了燃气红外辐射系统适用的场合,扩大应用范围的一些看法。

  油田厂站常规采暖方式以锅炉、电为热源,经管道或电路将热量至房间散热器(电暖器)中,主要通过房间空气对流的形式传递热量,根据热力学原则,采暖空间的温度为按梯度分布,即上暖下凉,而辐射采暖则是利用红外线辐射物体,人或物接收热量并储存起来,然后再通过辐射或对流把热量传到空气中,使环境温度上升。热能辐射波长2~12微米,相当于太阳辐射地球的波长,对人体无损害,这种技术(加热辐射管高效辐射远红外线短波)热效率可达85%~95%,经哈尔滨科学技术情报研究所查新咨询,属国内首创,从早到晚 ,据笔者对红外辐射采暖国际资料的了解,CRV红外辐射采暖系统,是由美国罗伯特·高顿公司率先于1963年推出,应用于大空间建筑的采暖,到目前为止,已在美国、加拿大、澳大利亚、欧共体成员国、日本、韩国等广泛应用。

  一、红外辐射供暖系统应用现状及特点

  1.国内应用现状

  近几年来,国外一些"红外辐射采暖系统"制造公司的厂商开始向中国市场推出。如意大利Eukoima公司制造,AET先科(亚洲)有限公司向中国市场推出红外辐射供暖系统:(1)节能:45%;(2)环保:CO<100mg/kWh、NO<150mg/kWh,经欧洲检测中心检测低于欧洲标准:(3)安全:燃烧室及天然气管道安装在室外墙上,室内辐射管(发热元件)外表无明火,燃烧加热在管内负压进行,低于大气压力,无有害气体泄露;(4)投资少:与常规集中供暖相比节省20%以上投资;(5)年运行成本低,无维修费

  用。又如加拿大川和·施万克公司制造,由广东田氏三和实业有限公司代理的"Schwank"红外加热器系统,近40年在北美、欧洲使用。安全问题也已通过中国有关部分的评审及认可。与传统的供暖系统相比,一次投资节省约1/3,运行费用节省约35%~60%。我国1997年开始使用,北京西郊机场飞机库就是红外辐射采暖成功的范例(建筑面积5200㎡,层高18m,室内3600m3)。大庆油田有西五注水泵房等工程实例(建筑面积336㎡,层高6m,室内2016m3)。

  从98年12月开始在,至2001年末,大庆油田在采油一~七厂已有36座站采用了燃气红外辐射采暖技术。大庆石油管理局钢骨架兼复合管厂(3座各10000㎡厨房,室内高9.5m),哈尔滨铁路局整车库(558m×16m,高7.5m)等高大空间厂房也已采用了这项技术。

  2. 和传统对注供暖系统相比,红外辐射供暖系统主要优缺点:

  (1)由于有辐射强度的双重作用,造成了真正符合人体热要求的热状态,因此,具有最佳舒适感。

  (2)不需要在室内布置散热器,也不必安装连接散热器的管道,所以不但不占建筑面积,也便于布置工艺设备管道。

  (3)室内沿高方向的温度分布比较多,温度梯度 上, 无效热损失大大减少。

  (4)由于提高了室内外墙表面温度,减少了围护结构表面对人体的冷辐射,提高了舒适感。

  (5)不会导致室内空气的急剧流动,从而减少了尘埃飞扬的可能,有利于改善卫生条件。

  (6)房间的分隔可以任意变化,不用设实体墙,就可实现工作区对温度的不同需求。

  (7)在建立同样舒适条件的前提下,辐射供暖时房间的设计温度可以比对流供暖时降低2-3℃(高温辐射可降低5-10℃)从而,可以节省供暖能耗。

  (8)主要缺点:由于主要设备部件都为进口,初投资较高,特别对于小面积、小空间的建筑不太适用。

  二.高效节能,超强环保

  根据西五注水泵房采用的红外辐射采暖系统。从1998年11月6日 运行至采暖结束录取的数据,中国石油天然气总公司节能监测中心,1998年11月27日 对本系统运行检测的结果分析,热效率90%左右,天然耗气量比锅炉采暖系统省,比传统方式节能多达38%。天然气燃烧尾气的排放对大气环境几乎无任何污染,经检测,烟气中CO含量0.019%,CO2含量5.4%,保护蓝天、保护大地绿色植物有利无害。

  三.安全性问题

  1.红外辐射采暖系统设计,在安全保证方面采用了多项技术措施,整个系统采用负压运行方式 ,对采暖空间无泄露。

  2.发生器装有自动式点火装置。无爆燃点火现象。

  3.低压天然气供气,发生器装有零压调节阀。室内天然气配气管道压力为0.003Mpa(3Kpa)不会超压,设二级高压器。如调压器后压力超压,"安全水封"装置会将超压气排放掉。#p#分页标题#e#

  4.无明火燃烧,燃烧在辐射管内负压燃烧,尾气由真空风机排出室外。

  5.室内安装可燃气体报警器,泵房内万一有天然气泄露报警,并立即自动或手动关闭气源闸阀。

  6.红外辐射采暖系统,符合我国现行标准《城镇燃气设计规范》GB50028-93和新修订的《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87中有关工业厂房内采用燃气采暖系统设计的规定。2000年10月经大庆油田公司质量安全环保部的有关安全性能的测试和评审,安全环保通过,可以在油田应用推广。

  四.经济性分析

  1.采暖方式经济对比

  以大庆油田北II-4注水站注水泵为例,对三种采暖方式(锅炉热水采暖、电暖器采暖、红外辐射采暖)进行经济,见表1。

  (1)运行费用分析

  辐射采暖比锅炉热水采暖每年省运行费用2.61万元/年,每平方为在一个采暖期节省57元/㎡年。比电采暖每年省运行费用3.36万元/年,每一方米在一个采暖期节省99.6元/㎡年。运行费用辐射采暖经济效益明显。

  注水泵房三种采暖方式经济对比  表1

  注:① 以上水、电、气费用以大庆油田1998年价格计算,天然气(湿气)按0.90元/㎡,电费按0.37元/kWh,

  水费掃0.44元/t;

  ② 0.5t/h锅炉所用水、电、气、人式费等,按北II-4注水站采暖面积分摊计算。

  (2)从投资费用分析

  实际投资辐射采暖比锅炉热水采暖增加(2.14万元)5.6%,比电增加(16.1万元)42.4%。合理投资,辐射采暖比锅炉热水采暖降低(1.43万元)7.9%,合理投资热源是指锅炉最少供热能力,如北II-4注水变电站,实际供暖面积957㎡,合理锅炉最少供暖1773㎡,有46%供热余量。辐射采暖是指发生器(燃烧器)设备6台,可供暖面积1008㎡,合理2台发生器可供暖350㎡,实装设备过剩,增加投资22万元,如合理的辐射采暖投资同实际的北II-4注锅炉热水采暖对比,可降低投资55.4%(19.86)万元。

  在投资问题上,锅炉配制的选型、辐射发生器的配制、布置,直接影响到投资的多少,应在保证使用功能的前提下,经济合理的选择设备显得非常重要。

  五、结论

  红外辐射采暖系统尤其适用于传统采暖方式难以解决的场合,如开敞空间的场合,高大空间及热损失大的场合,快速或间断时间采暖的场合,大量换气场合等。

  红外辐射采暖系统,对大空间建筑,工艺设备运行产生余热利用的场合、内无爆炸气体、粉尘、介质的场所使用,经济效益较好。对边远无热源,但有天然气的厂站,与新建锅炉房供暖系统相比,红外辐射采暖系统应是技术经济较好的选择。

  关于这种在我国近几年开始应用的高科技采暖技术,人们对此技术的了解、掌握、应用有一不定期差别。特别是经济方

  法,可比条件众说纷纭,就目前大庆油田注水变电站、三次采油配置站、注入站功能、规模对采暖技术要求,经对北II-4注水变电站锅炉水暖的经济对比,辐射采暖系统设备装配经济合理,投资下降时,技术经济是可行的。笔者认为应该首选在注水站、污水站、聚合物配制站、大型车库、机修厂房、大的超级市场等项目上应用,取得经验后可大规模的推广应用。

  参考文献

  1.大庆油田西五注水变电站红外辐射采暖运行总结报告。

  2.中国石油天然气总公司油田节能测试千,测定第98036号。

  3.陆耀庆主编。供暖通风设计手册。北京,中国建筑工业出版实社1987。

  4.中国有色冶金建筑设计院主编。采暖通风空调设计规范,GBJ19-87(2001修订版)。

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