李慶偉
(大慶油田有限責任公司熱源服務公司熱力技術分公司,黑龍江 大慶 163000)
中國由于歷史、政治原因,早期的供熱管網設計基本上是借鑒前蘇聯模式,前蘇聯自1924年開始集中供熱至今已有近百年歷史。是世界上集中供熱比較發達的國家之一。隨著科技的發展,時代的進步,為了滿足不同時期供熱的需求,區域供熱熱源配置方式也隨著供熱行業的發展發生了重大變革。
集中供熱系統區域供熱熱源配置方式發展至今大致分為四個階段。國內大部分集中供熱系統處在第二階段,甚至落后、邊遠地區還停留在第一階段,只有少部分能達到第三階段水平,供熱發展極不均衡[1]。
(1)第一階段,熱源單一,只有燃煤。供熱行業發展初期供熱以蒸汽為介質的蒸汽供熱系統。熱力公司規模小,只有地區性熱力公司;
(2)第二階段,熱源形式開始有燃煤、燃氣,部分地區有熱電聯產,調峰采用燃油供熱。供熱以熱水為介質的加壓熱水系統,熱水經鍋爐房、一級網、熱力站、二級網進行區域供熱;
(3)第三階段,熱源除了燃煤和天然氣以外,開始利用生物質燃料,工業余熱和垃圾焚燒技術。供熱規模繼續擴大,出現跨地區大型熱力企業。采用工業化緊湊型的換熱站,同時引入計量系統和監控系統;
(4)第四階段,完全摒棄化石燃料,充分利用太陽能,地熱,風能、生物能等可再生能源進行熱源配置供熱。采用低溫區域供熱系統,這種供熱熱源配置方式正逐漸被推廣運用,是未來供熱的發展趨勢。
我國冬季采暖地區主要包括黑龍江、吉林、遼寧、新疆、青海、甘肅、寧夏、內蒙古、河北、山西、北京、天津和陜西北部、山東北部、河南北部等地區。根據供暖燃料的不同,常用的供熱熱源配置方式主要有以下幾類。
燃煤熱電廠是供暖的主要熱源,煤炭具有高發熱量而且價格便宜,運輸方便等,運行成本低,大熱網可覆蓋的地方,應首先使用。存在的問題是受廠址選取的敏感而帶來的遠距離輸送會使熱量損失,需要妥善解決。
在中小城鎮有較多的應用,燃料成本略低于燃煤熱電廠。目前使用的鍋爐爐型包括鏈條、往復、層燃、循環流化床等。使用的燃料包括原煤、煤粉、型煤、水煤漿等。燃煤鍋爐房需采取脫硫、除塵等環保措施方可達到排放標準。目前,這種供暖熱源的主要問題不滿足當地環保排放標準,近年來全國各地對10噸以下的燃煤鍋爐房關掉取締或進行了節能減排改造。
燃氣熱電廠一般采用蒸汽-燃氣聯合循環方式,燃氣熱電廠采用高煙囪排放,環保措施齊全(含脫氮),燃氣熱電廠可達標排放。但由于燃氣耗量大,這類熱源的燃氣供給需要與燃氣供應企業協調好用氣量,還需考慮冬夏季用氣量平衡問題,一般只在省會級以上城市或氣源充足的地區建設。
燃氣鍋爐房,因其節能環保,一般用于大中城市的環境敏感區。存在的問題是,在氣溫超低的時期,氣源供氣容易發生氣荒,供不應求。燃氣是優質能源,對于燃氣資源貧乏地區宜用于作為調峰熱源的燃料。
其它供暖熱源配置形式包括電供暖、空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵等清潔供熱熱源。這類熱源無燃料燃燒問題,不產生污染物。但在應用中需綜合考慮水、電等價格、初投資、運行成本、政府補貼等。這類供暖熱源,宜作為主流供暖熱源的輔助,適用無集中供熱熱源及偏遠地區。
結合國家近年來出臺的供熱行業相關政策以及人們對資源與環保認識的加深,熱源配置方式選擇將更加重視節能、環保、安全方面技術指標,在區域供熱熱源配置方式選擇上應因地制宜,發揮能源優勢、地區優勢。在供熱熱源配置方式選擇上,建議應按照“集中為主,分散為輔”,“宜氣則氣,宜電則電”的原則。優先使用熱電聯產供暖,不在熱電廠供暖范圍,且環境不敏感區域,使用燃煤鍋爐為主。在環境敏感地區,在氣源可靠條件下采用燃氣作供暖燃料。對于供暖分散及供熱需求特殊地區,使用電供暖、空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵等輔助性供暖方式供暖。另外太陽能,地熱,風能、生物能等可再生能源也已經用于供熱項目中。選擇可靠優質的熱源配置,不僅能為城市提供穩定的供熱,對于節約能源減少城市污染等方面也發揮著積極作用。