清潔能源供熱與傳統(tǒng)能源供熱的研究

姚晴

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要。當(dāng)前，我國(guó)環(huán)境持續(xù)惡化，因此各地區(qū)加大節(jié)能減排整治力度，這使得供暖能源使用模式亟待調(diào)整。本文就清潔能源供熱與傳統(tǒng)能源供熱展開探討。

關(guān)鍵詞：清潔能源；傳統(tǒng)能源；供熱

引言

現(xiàn)階段，我國(guó)城鎮(zhèn)化采暖制度已經(jīng)發(fā)生了非常大的改變，現(xiàn)代人對(duì)于居住環(huán)境的舒適程度以及建筑節(jié)能都有了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了很多種住宅采暖方式，供熱行業(yè)當(dāng)中的熱源已經(jīng)從傳統(tǒng)的能源供熱轉(zhuǎn)向清潔能源供熱，形式也由單一化向多元化轉(zhuǎn)變。目前，我國(guó)供熱領(lǐng)域正在積極開發(fā)和利用各種新型熱源，旨在追求環(huán)保與節(jié)能，實(shí)現(xiàn)新型供暖系統(tǒng)目標(biāo)。此外，在可持續(xù)發(fā)展理念的引導(dǎo)下，我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度越來越高，傳統(tǒng)能源供熱，諸如煤炭供熱的方式便受到了非常嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，因此以清潔能源代替煤炭是一種必然發(fā)展趨勢(shì)。

1以煤炭為燃料的供熱方式

1.1熱電聯(lián)產(chǎn)

熱電聯(lián)產(chǎn)是一種建立在能量梯級(jí)利用概念基礎(chǔ)上，將制熱（包括供暖和供熱水）及發(fā)電過程一體化的總能系統(tǒng)。其最大的特點(diǎn)就是對(duì)不同品質(zhì)的能量進(jìn)行梯級(jí)利用，溫度比較高的、具有較大可用能的熱能用來被發(fā)電，而溫度比較低的低品位熱能則被用來供熱。其原理是由于煤燃燒形成的高溫?zé)煔獠荒苤苯幼龉?，需要?jīng)鍋爐將熱量傳給蒸汽，由高溫高壓蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，做功后的低品位的汽輪機(jī)抽汽或背壓排汽用于供熱。集中供熱熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐運(yùn)行效率較高，可達(dá)85%以上。

1.2區(qū)域鍋爐房集中供熱

城市集中供熱主要包括三大組成部分，分別是熱源、熱網(wǎng)以及熱用戶。在區(qū)域鍋爐房集中供熱的方式當(dāng)中，熱源是區(qū)域鍋爐房或者集中供熱鍋爐房。區(qū)域鍋爐房集中供熱，居民區(qū)域鍋爐房通常選用的是熱水鍋爐，工業(yè)區(qū)域鍋爐房則采用的是蒸汽鍋爐。區(qū)域鍋爐房集中供熱，是將煤炭作為主要原料，其由配熱干線、輸熱干線以及支線共同組成，熱網(wǎng)主要包括蒸汽管網(wǎng)和熱水管網(wǎng)兩個(gè)部分。在供熱管網(wǎng)當(dāng)中，一般會(huì)有直接連接和間接連接兩種連接方式。城市集中供熱作為一種重要的城市基礎(chǔ)設(shè)置，在提高能源利用率方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。此外，區(qū)域鍋爐房集中供熱的鍋爐熱效率可以達(dá)到百分之七十五，真正起到減少污染與節(jié)約能源的作用，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益以及生態(tài)效益的完美結(jié)合。

1.3分散小鍋爐供熱

分散小鍋爐的額定蒸發(fā)量小，運(yùn)行效率低，僅為55%左右，且多數(shù)除塵器設(shè)備陳舊，不能脫硫，煙囪高度不夠，導(dǎo)致煙氣不能達(dá)標(biāo)排放，是當(dāng)前被逐步淘汰掉的供熱方式之一。

2清潔能源供熱的優(yōu)勢(shì)

清潔能源，顧名思義環(huán)境友好型，可再生，大自然蘊(yùn)藏的清潔能源可以說是用之不盡的，其間接使用價(jià)值也是巨大的，它不僅可以節(jié)約現(xiàn)有的寶貴的不可再生資源，還可以杜絕廢氣污染物的產(chǎn)生，在使用上所消耗的資源較少，即投入成本較低需要人力少，相應(yīng)的對(duì)于環(huán)境保護(hù)來說是劃時(shí)代意義的進(jìn)步。目前主要清潔能源主要有：太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能、潮汐能、地?zé)崮艿鹊?。?dāng)前，地?zé)崮苜Y源正在被廣泛應(yīng)用，其不僅可以利用起來進(jìn)行發(fā)電，也可以直接被利用于供熱，其儲(chǔ)量所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于五千億噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所產(chǎn)生的能量。當(dāng)前勘探開采技術(shù)已經(jīng)可達(dá)幾千米深處的地下，清潔能源的使用不僅不需要大型的轉(zhuǎn)換設(shè)備，也不需要大量消耗現(xiàn)有的燃料。利用地?zé)崮芄幔粌H經(jīng)濟(jì)有效，而且環(huán)保價(jià)值可觀。

3以熱泵為熱源的供熱方式

熱泵是指利用高位使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置。其實(shí)，熱泵就和泵一樣，能夠?qū)⒁徊糠植荒鼙恢苯永玫牡臀粺崮苻D(zhuǎn)化成為具備高利用價(jià)值的高位熱能，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)約部分高位能的目的。熱泵運(yùn)行的工作原理是逆卡諾循環(huán)原理，其組成部分包括壓縮機(jī)、節(jié)流裝置、冷凝器以及蒸發(fā)器。以低位熱源來進(jìn)行分類，熱泵可以分為多種形式，其主要包括水源熱泵、空氣熱泵、太陽(yáng)能熱泵、土壤源熱泵、污水源熱泵等等。

4以天然氣為熱源的供熱方式

4.1燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)

關(guān)于燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)，我國(guó)目前使用頻率最高的一種形式叫做鍋爐加供熱汽輪機(jī)。其實(shí)際工作原理是，天然氣在鍋爐中燃燒產(chǎn)生熱量—傳遞給蒸汽—蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。但是，縱觀我國(guó)近幾年的供熱形勢(shì)的變化，這種燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的主要應(yīng)用范圍是煤改氣的熱電聯(lián)產(chǎn)。在城市當(dāng)中新建立起來的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)并沒有使用這種方式。

4.2燃?xì)忮仩t

對(duì)于燃?xì)忮仩t，天然氣燃燒產(chǎn)生的熱量直接用于供暖，是最簡(jiǎn)單的一種供熱方式。這種供暖方式包括家用燃?xì)鉅t、中小型燃?xì)忮仩t和區(qū)域大型燃?xì)忮仩t。后兩者皆是集中供熱系統(tǒng)，尤其是區(qū)域燃?xì)忮仩t，需要通過熱網(wǎng)向大面積的用戶供熱。由于熱源更為集中，供熱系統(tǒng)運(yùn)行工況更加穩(wěn)定，鍋爐運(yùn)行效率更高，同時(shí)大型鍋爐更有條件采用先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)，環(huán)境污染更小，在一些已有的"煤改氣"區(qū)域供熱系統(tǒng)中可根據(jù)具體情況慎重應(yīng)用。

4.3燃?xì)忮仩t

對(duì)于燃?xì)忮仩t，天然氣燃燒產(chǎn)生的熱量直接用于供暖，是最簡(jiǎn)單的一種供熱方式。這種供暖方式包括家用燃?xì)鉅t、中小型燃?xì)忮仩t和區(qū)域大型燃?xì)忮仩t。后兩者皆是集中供熱系統(tǒng)，尤其是區(qū)域燃?xì)忮仩t，需要通過熱網(wǎng)向大面積的用戶供熱。由于熱源更為集中，供熱系統(tǒng)運(yùn)行工況更加穩(wěn)定，鍋爐運(yùn)行效率更高，同時(shí)大型鍋爐更有條件采用先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)，環(huán)境污染更小，在一些已有的"煤改氣"區(qū)域供熱系統(tǒng)中可根據(jù)具體情況慎重應(yīng)用。

5清潔能源供熱與傳統(tǒng)能源供熱的經(jīng)濟(jì)性比較

大自然賦予的能量對(duì)于人類日常生產(chǎn)來說是無(wú)窮無(wú)盡的，其綠色清潔的特點(diǎn)是當(dāng)下趨之若鶩的優(yōu)點(diǎn)，利用潮汐能、地?zé)崮堋⑻?yáng)能等每節(jié)約一噸標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒，約可節(jié)省29306焦耳能量，并可節(jié)約不可再生資源開采與勘探所花費(fèi)的總計(jì)120噸的原生資源；另外，清潔能源生產(chǎn)過程中將不會(huì)產(chǎn)生廢污水和污染物，相當(dāng)于節(jié)省了上千元經(jīng)費(fèi)，利潤(rùn)也會(huì)在一千元左右?？偠灾?，可再生資源不僅節(jié)約了現(xiàn)有資源，減少了浪費(fèi)，另一方面又杜絕了污染物的產(chǎn)生，保護(hù)了原本就很脆弱的環(huán)境，而且在使用過程中，還遏制了不可再生資源的消耗。如果清潔能源能快速發(fā)展起來，還會(huì)為城市提供大量工作崗位，推動(dòng)各行各業(yè)的健康發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，社會(huì)在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步，各行業(yè)各領(lǐng)域都在緊追時(shí)代發(fā)展的腳步，適用最符合時(shí)代發(fā)展需求的發(fā)展方式。城市供熱系統(tǒng)亦是如此，傳統(tǒng)能源供熱引起存在著諸多的問題和弊端，其必然會(huì)被各種新型清潔能源所代替，新型清潔能源供熱的適用也會(huì)進(jìn)一步提高供熱系統(tǒng)的效率。

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（作者單位：黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院）