采暖供熱系統的應用

采暖供熱系統的應用金善姬遼源礦業(yè)集團有限責任公司吉林省遼源市,135017摘要:隨著(zhù)環(huán)保要求的提髙和電力峰谷差的拉大,燃煤鍋爐采暖受到嚴格限制,而其他采暖形式,如燃氣采暖、電動(dòng)采暖和蓄熱的應用,開(kāi)始受到關(guān)注。本文對熱電聯(lián)產(chǎn)、燃氣鍋爐電爐、電動(dòng)熱泵以及蓄熱的應用前景做初步的分析與探討。關(guān)鍵詞:采暖蓄熱應用中圖分類(lèi)號:F407.61文獻標識碼:A文章編號:引言近年來(lái),我國大氣污染日益嚴重,人們要求保護環(huán)境、凈化天空的呼聲日益增高,而北方冬季城市空氣污染的重要來(lái)源是采曖燃煤鍋爐所排放的粉塵和有害氣體。與此同時(shí),許多地區電力出現了相對過(guò)剩、電力峰谷差不斷拉大的現象。例如,東北電網(wǎng)系統的最大峰谷差已是最大負荷的37%,而華北電網(wǎng)已達峰負荷的40%1。為解決電力系統的這種供需矛盾,電力系統用戶(hù)側和發(fā)電側均采取了一定措施。在發(fā)電方面,一大批初投資巨大的抽水蓄能電站、運行費昂貴的燃油燃氣尖峰電站相繼建成并投入調峰運行,甚至一些高參數的大型火電廠(chǎng)也以被迫降低發(fā)電效率為代價(jià)而參與電力調峰。同時(shí),電力系統也加強了用戶(hù)側管理。例如,采取分時(shí)電價(jià),鼓勵用戶(hù)在電力低谷時(shí)多用電,在電力高峰時(shí)少用電。因此,在環(huán)保要求高的城市采暖倛熱中,燃煤鍋炆房或燃煤爐灶將嚴格限制使用,取而代之的幾種可能的采暖形式主要有集中供熱的電鍋爐、大型電動(dòng)熱泵和燃氣鍋爐房以及分散在用戶(hù)房間內的家用燃氣爐、電暖器。同時(shí),為減小電力網(wǎng)發(fā)電的峰谷差,也可考慮在供熱系統中設置蓄熱裝置,使得在滿(mǎn)足采暖要求的同時(shí),對電力負荷起到削峰填谷的作用。為此,本文將對上述采暖系統形式的應用作初步的分析與探討。、各采暖系統應用分析1.傳統采暖供熱系統傳統的采暖供熱系統主要有鍋爐采暖系統和熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統。1)鍋爐采暖包括以鍋爐房為熱源的集中供熱系統和分散在各用戶(hù)房間的家用爐灶。按燃料分又有燃煤鍋爐和燃油、氣鍋爐(燃油、氣鍋爐房和家用壁掛氣爐)等。燃煤鍋爐包括燃煤鍋爐房和家用小煤爐。家用小煤爐由于投資小、燃料價(jià)低而在小城鎮的分散住宅使用較多,燃煤鍋爐房則主要應用于一個(gè)小區的獨立供熱或承擔大型區域供熱系統的尖峰負荷。燃煤鍋爐運行成本低,在我國城鎮采暖中使用最為普遍。但是,由于能源轉換效率很低,對大氣的污染在所有采暖系統中是嚴重的,暖形式在環(huán)程更求高的城市,尤其是北京的使用,應嚴格加以控制中國煤化工CNMHG燃油、氣鍋爐包括應用于小區或單個(gè)樓宇采暖的集中式燃油、氣鍋爐供熱系統和以壁掛氣爐等形式設置在房間內的家用燃氣爐等。由于天然氣等是清潔燃料,這種采暖系統的環(huán)境污染遠小于燃煤系統。目前,天然氣的進(jìn)京,環(huán)保意識的加強,使得燃氣鍋爐在北京的應用和推廣成為可能。另外,燃油、氣鍋爐運行調節靈活,尤其家用以壁掛氣爐,可根據人們的作息情況隨時(shí)做啟停和供熱量調整,從而減少了系統運行的最大釆暖負荷小時(shí)數,節省了燃料量和運行費。但是,當考慮到天然氣管網(wǎng)的追加投資,燃氣鍋爐采暖系統的初投資會(huì )明顯增高。2)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統以熱電廠(chǎng)為熱源的區域供熱系統,常見(jiàn)形式是熱電廠(chǎng)中汽輪機的抽汽或背壓排汽通過(guò)熱交換器將熱量傳遞給熱水,并通過(guò)熱網(wǎng)輸送到各采暖用戶(hù)。熱電廠(chǎng)將高品位的熱能用于發(fā)電,低品位的熱能用于供熱,因而能源轉換效率高。如果有關(guān)參數取值如表1,對于相同的最大采暖負荷小時(shí)數,在所有采暖形式中,熱電聯(lián)產(chǎn)一次能耗是最低的。這使得熱電聯(lián)產(chǎn)系統的環(huán)境污染也很小。同時(shí),在電力短缺時(shí),熱電廠(chǎng)在供熱的同時(shí)發(fā)電上網(wǎng),相當于減少了電力系統相應投資。從整體上看,熱電聯(lián)產(chǎn)具有很好的經(jīng)濟性。因此,在保證全年充足熱負荷的前提下,應鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)的建設和現有熱電廠(chǎng)的運行。2.電動(dòng)采暖系統1)電爐采暖電鍋爐屬于集中式的電采暖系統,多用于一幢樓宇或建筑密集的商業(yè)小區供熱。與傳統集中供熱方式一樣,在該系統中,熱水被電鍋爐加熱后由熱力管道輸送至各用戶(hù)房間。電鍋爐系統的運行成本明顯高于其他采暖系統。而且電鍋爐采暖系統單位供熱量的一次能耗在所有采暖形式中是最高的。因此電鍋爐采暖的使用應嚴格限制,即使是在電力富裕的時(shí)期因為電力過(guò)剩往往使短期性的,隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,這種過(guò)剩將會(huì )消失。何況電鍋爐能源轉換效率極低,大量使用是不符合我國可持續發(fā)展的能源政策的2)電動(dòng)熱泵包括大型電動(dòng)熱泵和家用電動(dòng)熱泵。大型熱泵可使用于一幢樓宇的采暖或作為區域供熱的熱源。對于大型熱泵,可在熱源處設置蓄熱器。家用熱泵可設置在各房間內,夏季作為空調冷源,冬季作為采暖熱源,啟停調節靈活方便。3)利用蓄熱(TES)的電動(dòng)采暖系統電動(dòng)采暖系統的應用和推廣,應以電力相對富裕為前提。實(shí)際上,電力方面最突出的問(wèn)題是峰谷差的不斷拉大。如果電采暖系統僅在電力低谷期運行,則會(huì )削減電力負荷的峰谷差有利于電力網(wǎng)的安全穩定運行。從經(jīng)濟上看可使用便宜的谷價(jià)電能,使電采暖系統運行成本的大幅度降低。而要實(shí)現電采暖系統電力低谷運行,則需要利用蓄熱裝置我國蓄熱的應用較少,主要集中在余熱或廢熱利用等方面。蓄熱裝置的作用表現為平衡供熱量和熱負荷之間的關(guān)系、減小設備容量和提高系統效率等方面。因此,在采暖熱負荷定的情況下,改變不同時(shí)間電采暖系統供熱量的大小,在電力低谷期多用電供熱,電力高峰期少用電或不用電供熱,供熱量與熱負荷之間的平衡可通過(guò)蓄從而訣到減小電力峰谷差的目的中國煤化工CNMHG三、結論在所有采暖供熱形式中,傳統的燃煤鍋爐采暖雖然運行成本低,但會(huì )造成大量粉塵和有害氣體的排放,對大氣的污染最為嚴重,因而應嚴格限制在市區的使用。電爐采暖能源轉換效率低,耗電量大,經(jīng)濟性最差。所以應嚴格控制使用。但是電暖器啟停調節靈活,可減少最大采暖負荷小時(shí)數,在使用區對環(huán)境不產(chǎn)生污染,因而對于采暖需求時(shí)間短的用戶(hù),可以考慮選擇采用電暖器。電鍋爐系統能耗和經(jīng)濟性等方面都明顯不如其他采暖系統,不宜鼓勵使用。以熱電廠(chǎng)為熱源的區域供熱系統有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。當充分保證熱電廠(chǎng)全年擁有足夠熱負荷的前提下,應優(yōu)先考慮熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統的使用。燃氣鍋爐雖然是解決環(huán)境污染問(wèn)題的一種采暖途徑,但運行成本高,燃氣管道的建設會(huì )增加系統初投資。因此,燃氣鍋爐的使用應慎重進(jìn)行。熱泵應作為解決環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑,鼓勵在氣候條件或水源條件允許的地區加以使用。熱泵的使用在多數地區剛剛起步,應在試點(diǎn)工程積累運行經(jīng)驗后再加以推廣應用電動(dòng)采暖裝置增加蓄熱裝置后,可對電網(wǎng)起到削峰添谷的作用,但會(huì )導致采暖系統的初投資、能耗和占地面積增加等問(wèn)題。在電力峰谷差不斷拉大的今天,蓄熱在電動(dòng)采暖中的應用應該引起充分重視。參考文獻[冂]汪訓昌蓄冷空調移峰填谷及節電中國能源1996.11[2]Mao-Song Yen Time-of-day electricity Pricing Using Optimal Mix ofGeneration system CIRED93, Bermingham, May, 1993[3]G培克曼等著(zhù)蓄熱技術(shù)及其應用機械工業(yè)出版社中國煤化工CNMHG