李 艷
城市集中供熱的優越性及未來的發展方向
李 艷
介紹了城市集中供熱的發展現狀、優越性及目前集中供熱方式,展望了未來的發展方向。
城市供熱;集中供熱;熱源;熱網;熱用戶
供熱行業作為對國民經濟有著全局性、先導性影響的基礎產業,與人們的生活息息相關。近年來,隨著改革開放的深入,國民經濟的發展和人們生活水平的提高,人們的居住環境不斷改善,我國的集中供熱事業得到了迅猛的發展。
城市集中供熱是由集中熱源所產生的蒸汽、熱水通過管網供給一個城市或部分地區生產和生活使用的供熱方式,它由熱源、熱網、熱用戶3個部分組成。
我國的工業鍋爐大部分為燃煤鍋爐,熱效率較低,一般在50%~60%左右,容量較大的工業鍋爐效率在70%~80%之間;熱電聯產的電站鍋爐熱效率在80%~90%之間,熱效率可增大20%~30%,可見發展區域集中供熱,對提高燃料利用率有很大作用。
我國絕大部分大氣污染是由煤炭燃燒引起的。煤炭燃燒生成的SO2、CO2、NOX和粉塵是大氣污染的主要成分。與分散采暖的小鍋爐房相比,實行集中供熱后,鍋爐容量增大,采用效率較高的除塵設備,大氣污染狀況可得到很大程度的改善,同時,分散小鍋爐房燃料、灰渣的堆放也可徹底消除,避免環境的污染。
集中熱源代替分散的小鍋爐房,可騰出堆放燃料和灰渣的場地,有利于改善市容與環境。
分散小鍋爐房設備多,自動化程度低,設備故障頻頻發生;集中供熱交換站內設備少,運行安全可靠,故障率低。
集中供熱采用DCS系統實行自動監控,主要監控一次、二次網的供回水溫度、壓力、流量和循環泵、補水泵的狀態,啟停控制、轉速、故障以及電量等參數,能夠隨室外溫度變化自動調節供熱參數,以滿足用戶的需求,減少了熱能的不必要的浪費,同時也可以減輕工人的勞動強度。實行遠程控制,有些交換站可實現無人值守。
分散小鍋爐房由于設備條件限制和煤質變化,壓力與溫度的波動,因而不易保證供熱質量。居民采暖的小鍋爐,一般為間斷性供熱,供熱時間短,溫度低;熱電廠集中供熱為連續運行,穩定可靠,供熱質量高。分散供熱鍋爐房靠近居民區,噪音污染直接影響居民;集中供熱熱源點遠離居民區,有效地防止了噪音對居民的影響。
熱電聯產是一種熱能與電能聯合生產的高效生產方式。普通發電廠燃燒煤炭后,只提供產生的電能,而熱電廠不僅可以提供電能,還能提供熱能。以熱電聯產方式運行的發電廠稱為熱電廠。由于熱電聯產的蒸汽減少了冷源損失,所以能源利用率可提高到85%,比大型凝汽式機組(熱效率40%)還要高。熱電聯產不僅大量節能,而且煙囪都在195 m以上且有除塵設備,較大的廠還有靜電除塵和脫硫、脫氮裝置,污染物排放總量低,極大地改善了環境條件。
區域鍋爐房供熱是集中供熱的另一種普通形式,鍋爐房集中供熱在節約燃料、能量利用率方面不如熱電聯產,但熱電聯產并不能全部代替區域鍋爐房。熱電聯產初期投資大,管網鋪設規模大,用熱量要求穩定,而集中供熱則是熱電聯產供熱的必要補充。
很多工業生產過程中會產生大量工業的余熱,如高溫氣余熱、冷卻水余熱、廢氣廢水余熱、高溫產品余熱、化學反應余熱、可燃廢氣的載熱性余熱等。利用從工業設備回收的余熱作為熱源也是城市集中供熱的方式,能節約一次能源,提高經濟效益,減少污染。
熱電聯產具有節約能源、改善環境等優點,只要我們在建設中注意合理確定規模,落實負荷,選好機組,優化管網,降低建設費用,又在運行中不斷改善系統和設備,注意節約能源和費用,提高供熱的經濟性和可靠性,那么不論是以煤或氣為燃料,都可以獲得很好的經濟效益和社會效益。發展熱電聯產集中供熱都有很好的競爭能力和發展前景。
我國是個擁有13億人口的大國,也是能源消耗大國,煤、油、氣等資源儲存數量有限,人均擁有量大大低于世界平均水平,而供熱用能在北方城市能源消耗中占有較大比重,解決這一問題的出路在于加快開發新型清潔能源。根據調查研究,當前主要應加快開發利用以下6種清潔能源。
3.2.1 發展低溫核供熱是現實選擇也是長遠之計
核能是一種有廣泛應用前景的新能源。核燃料的熱值比煤高270萬倍。核能過去主要用于發電,近幾年已逐步應用于供熱。由于供熱反應堆比發電的動力反應堆輸出蒸汽或熱水的壓力和溫度低得多,其安全性大大提高,可靠近城市和熱用戶建設。另外,投資費用也大大降低,一般僅為動力堆的1/10,其經濟性也可和燃氣、燃油供熱站相比。
3.2.2 地熱開發較有潛力
地球是一座天然的巨大能源庫,內部蘊藏著大量熱能。地熱是太陽能輻射地表與地球內部的動力作用所產生的能量向地表輻射,而兩者在地殼表層疊加在一起的一種熱能資源,是一項可充分利用的自然資源。地熱能是地球上存儲的全部煤燃燒時放出的熱量的1.7億萬倍。地熱能取自“天然的地下鍋爐”,不需要燃燒任何燃料,更省去了復雜龐大的燃料運輸和燃燒系統,避免了因燃燒而產生的污染,因此是一種清潔、廉價的能源。地熱能資源的有效利用,將緩解能源緊張,改善人類生存環境,是一項可持續發展的新能源。
3.2.3 電采暖的應用應予重視
當前電采暖在我國還處于起步階段,大體上有電熱鍋爐、低溫輻射電熱膜供暖、蓄熱電鍋爐采暖等方式。它們的共同優點是無噪音、無污染、無介質、使用壽命長、投資省、安裝維修方便、易實現智能化控制。電采暖雖比燃煤采暖晚了一些,但與建筑節能同步推進,有明顯優勢。當前電采暖已開始進入中國部分城市的供暖領域,并逐漸形成了除集中供熱之外,又一新的供暖方式。
3.2.4 天然氣供熱勢在必行
為進一步改善城市生態環境,提高市民居住生活質量,加快天然氣的引進、開發和利用,是調整供熱能源結構的關鍵措施。
3.2.5 太陽能采暖技術是較有前途和潛力的供熱能源
太陽能是一種重要的可再生能源。太陽能采暖技術的發展,也受到人們的廣泛關注,認為是較有前途和潛力的供熱能源。我國的太陽能熱利用技術發展很快,家用太陽能熱水器已得到了廣泛的應用。太陽能集中供熱系統是我國未來供熱的發展方向,可以為建筑提供生活熱水與冬季供暖。
3.2.6 垃圾燃燒等新熱源
將各種工業、生活垃圾焚燒,產生熱能供生產、生活使用,既有利于環境保護,還可獲得較好的經濟效益。國外,日本已有成熟的垃圾焚燒技術,丹麥首都哥本哈根安裝有近10座垃圾焚燒爐,生產的熱水用于集中供熱。我國深圳等城市也已經有垃圾焚燒的成功經驗。利用垃圾焚燒技術處理城市垃圾,已被越來越多的城市所采納。
加快大型區域鍋爐房建設,采用節能技術措施;條件合適的供熱系統采用多熱源聯網技術也是較好的方式。
Superiority and Future Developmental Direction of the Urban Central Heating
Li Yan
The paper introduces the development status,superiority and district heating manner of urban district heating,looks to the future developmental direction.
urban heating;district heating;heat source;heat network;heat users
TU995
A
1000-4866(2011)03-0018-03
李艷,女,1972年10月出生,2009年1月太原理工大學(電氣工程及自動化專業)畢業,現在大同煤礦集團平旺物業管理公司工作。
2011-05-26
2011-06-17