摘要 在我国北方地区大多数工厂都是采用蒸汽作为热媒来进行采暖的，凝结水回收和利用率都非常低，造成极大地浪费。工厂采暖系统由蒸汽系统改为热水系统后，不但节煤、节电、节水、节约人工，而且还减少了大气污染。
关键词 蒸汽采暖系统；热水采暖系统；节煤；节电；节水
中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0114-02
在我国北方地区铁路系统各生产单位，大多数工厂都是采用蒸汽作为热媒来进行采暖的。原因是生产中需要用到蒸汽，如：机务段、车辆段用蒸汽来清洗机车车辆的轮对，客运段用蒸汽来清洗卧具备品等，但它们的用汽量并不大，一般约为1吨/小时～2吨/小时。为了同时满足生产和采暖的需求，而又不增加锅炉房内设备，所以80年代前设计的此类单位各建筑物采暖系统均为蒸汽采暖系统。然而对于厂区锅炉房来说，冬季最大的热负荷还是采暖热负荷。由于蒸汽采暖系统设计、运行管理等原因，凝结水回收和利用率都非常低，只有20%～70%左右，甚至有的系统直接将凝结水排放到下水道中，造成极大地浪费。
为了改变这种现象，我们可以结合既有锅炉大修或报废更新的机会，将厂区采暖系统由蒸汽系统改为热水采暖系统。一种是将蒸汽锅炉直接更换为热水锅炉，作为热水采暖系统的热源，生产用蒸汽另外设置小容量的蒸汽锅炉供应。另一种是不更换锅炉，在锅炉房内设置汽—水换热器作为采暖热源，只是室外采暖管网及各室内采暖系统改造为热水采暖系统。无论采用以上哪种形式进行系统改造，都会大大降低锅炉房的能耗。
下面就包头机务段采暖系统汽改水为例来说明他的好处。
包头西机务段有层高超过9m的厂房14 913m2，层高5m～8m的厂房7 760m2，层高；4.5m以下的厂房及辅助用平房1 735m2，办公用楼房9 986m2，经计算其采暖热负荷为5 171.3kW。生产用蒸汽最大时为1.5t，蒸汽压力为0.4MPa。
改造前，机务段内设有南、北两座锅炉房。北锅炉房主要为厂区采暖服务，兼有作为备用提供生产用汽，安装有4台蒸发量为6t/h的蒸汽锅炉。由于包头西地区地下水位较高（自然地坪下0.8m左右），不能采用地沟敷设蒸汽及凝结水管道，故蒸汽管道采用架空敷设，凝结水不回收就地排入下水管道。因此，虽然他的装机容量远远大于采暖热负荷，但是整个厂区的采暖效果还是很不理想。南锅炉房主要为厂区提供生产用汽，安装有1台蒸发量为2t/h的蒸汽锅炉。由于北锅炉房内蒸汽锅炉已到报废期，所以我们采用了第一种改造方案。将北锅炉房更换为两台4.2MW热水锅炉，用来作为采暖热源。南锅炉房增加一台蒸发量为2t/h的蒸汽锅炉作为生产用汽备用锅炉。下面是北锅炉房改造前后设备对照表：
设备名称 改造前 改造后 备注
设备功率 数量 设备功率 数量
锅炉 6t/h 4 4.2MW 2
炉排变速箱 1.1 4 1.1 2
鼓风机 7.5 4 7.5 2
引风机 45 4 22 2
垂直上煤机 7.5 1 7.5 1
水平上煤机 5.5 1 4 1
除渣机 5.5 1 4 1
给水泵 22 2 2.2 2 一用一备
循环水泵 -- --- 22 3 两用一备
装机容量合计 254.9kW 122.9kW
1）年耗煤量计算
采暖年热负荷QY=24×3600×n×Qpj
采暖期n=166天
采暖平均热负荷Qpj=ΨQ
采暖系数Ψ=（tn-tpj）/ （tn-tw）
包头地区室外采暖计算温度tw=-20℃
室外采暖期平均温度tw=-6.2℃
室内采暖温度tn=18℃
Ψ=（tn-tpj）/ （tn-tw）=［18-（-6.2）］/［18-（-20）］=0.637
Qpj=ΨQ=0.637×5171.3=3294kW
QY=24×3600×n×Qpj=24×3600×166×3294=4.724×1010KJ
（1）改造后年耗煤量
B1=1.15QY/QDW.η=1.15×4.724×1010/（18800×0.8×1000）=3612T
Ⅱ烟煤低位发热量QDW=18800KJ
锅炉热效率η=80%
（2）改造前年耗煤量
由于采用蒸汽采暖时，只有蒸汽的汽化潜热被用来采暖散热，凝结水被排放，故其蒸汽的热能利用率为： ηr=（h8〃-h1＇）/（ h8〃-h5℃＇）=（2769-417）/（2769-21）=0.855
式中：h8〃为绝对压力800Kpa时饱和蒸汽的焓值；
h1＇为绝对压力100Kpa时饱和水的焓值
h5℃＇为绝对压力100Kpa时5℃水的焓值
B0=1.15QY/QDW.η.ηr=1.15×4.724×1010/（18800×0.8×0.855×1000）=4224 T
（3）年节煤量B0- B1=4224-3612=612 T
2）年耗水量计算
（1）改造后年耗水量
系统水容量VC=Q×（VCS+ VCng+ + VCgg）=5171.3×（4+6.9+5.2+13.8）=240982 L=241T
式中：Qw为采暖热负荷5171.3kW；
VCS为每1kW热负荷散热器的水容量取4L/kW；
VCng为每1kW热负荷室内管路的水容量取6.9L/kW； VCwg为每1kW热负荷室外管路的水容量取5.2L/kW；
VCgg为每1kW热负荷锅炉的水容量取13.8L/kW；
每天系统补水量按系统水容量的5%计算
年耗水量W1=VC（1+n×5%）=241×（1+166×0.05）=2241T
（2）改造前年耗水量
每秒耗水量W=（ 1.15×Qpj）/（h8〃-h1＇）=（1.15×3294）/（2769-417）=1.61kg/s
年耗水量W0=（24×3600×n×W）/1000=（24×3600×166×1.61）/1000=23091T
（3）年节水量W0-W1=23091-2241=20850 T
3）年耗电量计算
（1）改造后年耗电量
Pjs1=ΨPe1=0.637×122.9=78.3kW
式中：Pjs1为改造后锅炉房用电设备计算总功率；
Ψ为采暖系数；
Pe1为改造后锅炉房用电设备总功率。
改造后采暖期耗电量
M1=24×n×Pjs1=24×166×78.3=311947kW·h
（2）改造前年耗电量
Pjs0=ΨPe0=0.637×254.9=162.4kW
式中：Pjs0为改造前锅炉房用电设备计算总功率；
Ψ为采暖系数；
Pe0为改造前锅炉房用电设备总功率。
改造前采暖期耗电量M0=24×n×Pjs0=24×166×162.4=647001kW·h
（3）年节电量M0- M1=647001-311947=335054kW·h
4）其他
改造前锅炉房运行人员需要30人左右，改造后减少到20人，且劳动强度及设备维修量也大大降低。实际年运行费用比改造前节约90～110万元。另外，热水采暖系统同蒸汽系统比有使用寿命长，系统热损失少，室内环境舒适等优点。
总之，工厂采暖系统由蒸汽系统改为热水系统后，不但节煤、节电、节水、节约人工，而且还减少了大气污染。
参考文献
[1]供热工程.中国建筑工业出社.
[2]供暖通风设计手册.中国建筑工业出社.