采暖供熱系統(tǒng)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、電動采暖和蓄熱的應用,開始受到關注。本文對熱電聯(lián)產(chǎn)、燃氣鍋爐電爐、電動熱泵以及蓄熱的應用前景做初步的分析與探討。關鍵詞:采暖蓄熱應用中圖分類號:F407.61文獻標識碼:A文章編號:引言近年來,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源是采曖燃煤鍋爐所排放的粉塵和有害氣體。與此同時,許多地區(qū)電力出現(xiàn)了相對過剩、電力峰谷差不斷拉大的現(xiàn)象。例如,東北電網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)的這種供需矛盾,電力系統(tǒng)用戶側和發(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(diào)峰運行,甚至一些高參數(shù)的大型火電廠也以被迫降低發(fā)電效率為代價而參與電力調(diào)峰。同時,電力系統(tǒng)也加強了用戶側管理。例如,采取分時電價,鼓勵用戶在電力低谷時多用電,在電力高峰時少用電。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、大型電動熱泵和燃氣鍋爐房以及分散在用戶房間內(nèi)的家用燃氣爐、電暖器。同時,為減小電力網(wǎng)發(fā)電的峰谷差,也可考慮在供熱系統(tǒng)中設置蓄熱裝置,使得在滿足采暖要求的同時,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(tǒng)形式的應用作初步的分析與探討。、各采暖系統(tǒng)應用分析1.傳統(tǒng)采暖供熱系統(tǒng)傳統(tǒng)的采暖供熱系統(tǒng)主要有鍋爐采暖系統(tǒng)和熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)。1)鍋爐采暖包括以鍋爐房為熱源的集中供熱系統(tǒng)和分散在各用戶房間的家用爐灶。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、燃料價低而在小城鎮(zhèn)的分散住宅使用較多,燃煤鍋爐房則主要應用于一個小區(qū)的獨立供熱或承擔大型區(qū)域供熱系統(tǒng)的尖峰負荷。燃煤鍋爐運行成本低,在我國城鎮(zhèn)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(tǒng)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(qū)或單個樓宇采暖的集中式燃油、氣鍋爐供熱系統(tǒng)和以壁掛氣爐等形式設置在房間內(nèi)的家用燃氣爐等。由于天然氣等是清潔燃料,這種采暖系統(tǒng)的環(huán)境污染遠小于燃煤系統(tǒng)。目前,天然氣的進京,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(diào)節(jié)靈活,尤其家用以壁掛氣爐,可根據(jù)人們的作息情況隨時做啟停和供熱量調(diào)整,從而減少了系統(tǒng)運行的最大釆暖負荷小時數(shù),節(jié)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(tǒng)的初投資會明顯增高。2)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)以熱電廠為熱源的區(qū)域供熱系統(tǒng),常見形式是熱電廠中汽輪機的抽汽或背壓排汽通過熱交換器將熱量傳遞給熱水,并通過熱網(wǎng)輸送到各采暖用戶。熱電廠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。如果有關參數(shù)取值如表1,對于相同的最大采暖負荷小時數(shù),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(tǒng)的環(huán)境污染也很小。同時,在電力短缺時,熱電廠在供熱的同時發(fā)電上網(wǎng),相當于減少了電力系統(tǒng)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(xiàn)有熱電廠的運行。2.電動采暖系統(tǒng)1)電爐采暖電鍋爐屬于集中式的電采暖系統(tǒng),多用于一幢樓宇或建筑密集的商業(yè)小區(qū)供熱。與傳統(tǒng)集中供熱方式一樣,在該系統(tǒng)中,熱水被電鍋爐加熱后由熱力管道輸送至各用戶房間。電鍋爐系統(tǒng)的運行成本明顯高于其他采暖系統(tǒng)。而且電鍋爐采暖系統(tǒng)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期因為電力過剩往往使短期性的,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,這種過剩將會消失。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(xù)發(fā)展的能源政策的2)電動熱泵包括大型電動熱泵和家用電動熱泵。大型熱泵可使用于一幢樓宇的采暖或作為區(qū)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(nèi),夏季作為空調(diào)冷源,冬季作為采暖熱源,啟停調(diào)節(jié)靈活方便。3)利用蓄熱(TES)的電動采暖系統(tǒng)電動采暖系統(tǒng)的應用和推廣,應以電力相對富裕為前提。實際上,電力方面最突出的問題是峰谷差的不斷拉大。如果電采暖系統(tǒng)僅在電力低谷期運行,則會削減電力負荷的峰谷差有利于電力網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。從經(jīng)濟上看可使用便宜的谷價電能,使電采暖系統(tǒng)運行成本的大幅度降低。而要實現(xiàn)電采暖系統(tǒng)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(xiàn)為平衡供熱量和熱負荷之間的關系、減小設備容量和提高系統(tǒng)效率等方面。因此,在采暖熱負荷定的情況下,改變不同時間電采暖系統(tǒng)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(tǒng)的燃煤鍋爐采暖雖然運行成本低,但會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(qū)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(diào)節(jié)靈活,可減少最大采暖負荷小時數(shù),在使用區(qū)對環(huán)境不產(chǎn)生污染,因而對于采暖需求時間短的用戶,可以考慮選擇采用電暖器。電鍋爐系統(tǒng)能耗和經(jīng)濟性等方面都明顯不如其他采暖系統(tǒng),不宜鼓勵使用。以熱電廠為熱源的區(qū)域供熱系統(tǒng)有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。當充分保證熱電廠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(tǒng)的使用。燃氣鍋爐雖然是解決環(huán)境污染問題的一種采暖途徑,但運行成本高,燃氣管道的建設會增加系統(tǒng)初投資。因此,燃氣鍋爐的使用應慎重進行。熱泵應作為解決環(huán)境污染問題的有效途徑,鼓勵在氣候條件或水源條件允許的地區(qū)加以使用。熱泵的使用在多數(shù)地區(qū)剛剛起步,應在試點工程積累運行經(jīng)驗后再加以推廣應用電動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,但會導致采暖系統(tǒng)的初投資、能耗和占地面積增加等問題。在電力峰谷差不斷拉大的今天,蓄熱在電動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(diào)移峰填谷及節(jié)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培克曼等著蓄熱技術及其應用機械工業(yè)出版社中國煤化工CNMHG