采暖供熱系統(tǒng)的應(yīng)用金善姬遼源礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)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(yán)格限制,而其他采暖形式,如燃?xì)獠膳?、電?dòng)采暖和蓄熱的應(yīng)用,開始受到關(guān)注。本文對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)忮仩t電爐、電動(dòng)熱泵以及蓄熱的應(yīng)用前景做初步的分析與探討。關(guān)鍵詞:采暖蓄熱應(yīng)用中圖分類號(hào):F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):引言近年來,我國大氣污染日益嚴(yán)重,人們要求保護(hù)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(shí),許多地區(qū)電力出現(xiàn)了相對(duì)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(fù)荷的37%,而華北電網(wǎng)已達(dá)峰負(fù)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(cè)和發(fā)電側(cè)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(yùn)行費(fèi)昂貴的燃油燃?xì)饧夥咫娬鞠嗬^建成并投入調(diào)峰運(yùn)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(jià)而參與電力調(diào)峰。同時(shí),電力系統(tǒng)也加強(qiáng)了用戶側(cè)管理。例如,采取分時(shí)電價(jià),鼓勵(lì)用戶在電力低谷時(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(yán)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?xì)忮仩t房以及分散在用戶房間內(nèi)的家用燃?xì)鉅t、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(tǒng)中設(shè)置蓄熱裝置,使得在滿足采暖要求的同時(shí),對(duì)電力負(fù)荷起到削峰填谷的作用。為此,本文將對(duì)上述采暖系統(tǒng)形式的應(yīng)用作初步的分析與探討。、各采暖系統(tǒng)應(yīng)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(jià)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(yīng)用于一個(gè)小區(qū)的獨(dú)立供熱或承擔(dān)大型區(qū)域供熱系統(tǒng)的尖峰負(fù)荷。燃煤鍋爐運(yùn)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(zhuǎn)換效率很低,對(duì)大氣的污染在所有采暖系統(tǒng)中是嚴(yán)重的,暖形式在環(huán)程更求高的城市,尤其是北京的使用,應(yīng)嚴(yán)格加以控制中國煤化工CNMHG燃油、氣鍋爐包括應(yīng)用于小區(qū)或單個(gè)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(shè)置在房間內(nèi)的家用燃?xì)鉅t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(yuǎn)小于燃煤系統(tǒng)。目前,天然氣的進(jìn)京,環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),使得燃?xì)忮仩t在北京的應(yīng)用和推廣成為可能。另外,燃油、氣鍋爐運(yùn)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(shí)做啟停和供熱量調(diào)整,從而減少了系統(tǒng)運(yùn)行的最大釆暖負(fù)荷小時(shí)數(shù),節(jié)省了燃料量和運(yùn)行費(fèi)。但是,當(dāng)考慮到天然氣管網(wǎng)的追加投資,燃?xì)忮仩t采暖系統(tǒng)的初投資會(huì)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(jī)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(zhuǎn)換效率高。如果有關(guān)參數(shù)取值如表1,對(duì)于相同的最大采暖負(fù)荷小時(shí)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(shí),在電力短缺時(shí),熱電廠在供熱的同時(shí)發(fā)電上網(wǎng),相當(dāng)于減少了電力系統(tǒng)相應(yīng)投資。從整體上看,熱電聯(lián)產(chǎn)具有很好的經(jīng)濟(jì)性。因此,在保證全年充足熱負(fù)荷的前提下,應(yīng)鼓勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)的建設(shè)和現(xiàn)有熱電廠的運(yùn)行。2.電動(dòng)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(yùn)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(yīng)嚴(yán)格限制,即使是在電力富裕的時(shí)期因?yàn)殡娏^剩往往使短期性的,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,這種過剩將會(huì)消失。何況電鍋爐能源轉(zhuǎn)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(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(qū)域供熱的熱源。對(duì)于大型熱泵,可在熱源處設(shè)置蓄熱器。家用熱泵可設(shè)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(dòng)采暖系統(tǒng)電動(dòng)采暖系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣,應(yīng)以電力相對(duì)富裕為前提。實(shí)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(yùn)行,則會(huì)削減電力負(fù)荷的峰谷差有利于電力網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。從經(jīng)濟(jì)上看可使用便宜的谷價(jià)電能,使電采暖系統(tǒng)運(yùn)行成本的大幅度降低。而要實(shí)現(xiàn)電采暖系統(tǒng)電力低谷運(yùn)行,則需要利用蓄熱裝置我國蓄熱的應(yīng)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(fù)荷之間的關(guān)系、減小設(shè)備容量和提高系統(tǒng)效率等方面。因此,在采暖熱負(fù)荷定的情況下,改變不同時(shí)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(fù)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(jié)論在所有采暖供熱形式中,傳統(tǒng)的燃煤鍋爐采暖雖然運(yùn)行成本低,但會(huì)造成大量粉塵和有害氣體的排放,對(duì)大氣的污染最為嚴(yán)重,因而應(yīng)嚴(yán)格限制在市區(qū)的使用。電爐采暖能源轉(zhuǎn)換效率低,耗電量大,經(jīng)濟(jì)性最差。所以應(yīng)嚴(yán)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(fù)荷小時(shí)數(shù),在使用區(qū)對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染,因而對(duì)于采暖需求時(shí)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(jì)性等方面都明顯不如其他采暖系統(tǒng),不宜鼓勵(lì)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(jì)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)充分保證熱電廠全年擁有足夠熱負(fù)荷的前提下,應(yīng)優(yōu)先考慮熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)的使用。燃?xì)忮仩t雖然是解決環(huán)境污染問題的一種采暖途徑,但運(yùn)行成本高,燃?xì)夤艿赖慕ㄔO(shè)會(huì)增加系統(tǒng)初投資。因此,燃?xì)忮仩t的使用應(yīng)慎重進(jìn)行。熱泵應(yīng)作為解決環(huán)境污染問題的有效途徑,鼓勵(lì)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(yīng)在試點(diǎn)工程積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后再加以推廣應(yīng)用電動(dòng)采暖裝置增加蓄熱裝置后,可對(duì)電網(wǎng)起到削峰添谷的作用,但會(huì)導(dǎo)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(dòng)采暖中的應(yīng)用應(yīng)該引起充分重視。參考文獻(xiàn)[冂]汪訓(xùn)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(shù)及其應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社中國煤化工CNMHG