李慶偉
(大慶油田有限責任公司熱源服務(wù)公司熱力技術(shù)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(wǎng)設(shè)計基本上是借鑒前蘇聯(lián)模式,前蘇聯(lián)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(fā)達的國家之一。隨著科技的發(fā)展,時代的進步,為了滿足不同時期供熱的需求,區(qū)域供熱熱源配置方式也隨著供熱行業(yè)的發(fā)展發(fā)生了重大變革。
集中供熱系統(tǒng)區(qū)域供熱熱源配置方式發(fā)展至今大致分為四個階段。國內(nèi)大部分集中供熱系統(tǒng)處在第二階段,甚至落后、邊遠地區(qū)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(fā)展極不均衡[1]。
(1)第一階段,熱源單一,只有燃煤。供熱行業(yè)發(fā)展初期供熱以蒸汽為介質(zhì)的蒸汽供熱系統(tǒng)。熱力公司規(guī)模小,只有地區(qū)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(qū)有熱電聯(lián)產(chǎn),調(diào)峰采用燃油供熱。供熱以熱水為介質(zhì)的加壓熱水系統(tǒng),熱水經(jīng)鍋爐房、一級網(wǎng)、熱力站、二級網(wǎng)進行區(qū)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(zhì)燃料,工業(yè)余熱和垃圾焚燒技術(shù)。供熱規(guī)模繼續(xù)擴大,出現(xiàn)跨地區(qū)大型熱力企業(yè)。采用工業(yè)化緊湊型的換熱站,同時引入計量系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng);
(4)第四階段,完全摒棄化石燃料,充分利用太陽能,地熱,風(fēng)能、生物能等可再生能源進行熱源配置供熱。采用低溫區(qū)域供熱系統(tǒng),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(fā)展趨勢。
我國冬季采暖地區(qū)主要包括黑龍江、吉林、遼寧、新疆、青海、甘肅、寧夏、內(nèi)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(qū)。根據(jù)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(fā)熱量而且價格便宜,運輸方便等,運行成本低,大熱網(wǎng)可覆蓋的地方,應(yīng)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(zhèn)有較多的應(yīng)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(fù)、層燃、循環(huán)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(huán)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?shù)丨h(huán)保排放標準,近年來全國各地對10噸以下的燃煤鍋爐房關(guān)掉取締或進行了節(jié)能減排改造。
燃氣熱電廠一般采用蒸汽-燃氣聯(lián)合循環(huán)方式,燃氣熱電廠采用高煙囪排放,環(huán)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(yīng)企業(yè)協(xié)調(diào)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(qū)建設(shè)。
燃氣鍋爐房,因其節(jié)能環(huán)保,一般用于大中城市的環(huán)境敏感區(qū)。存在的問題是,在氣溫超低的時期,氣源供氣容易發(fā)生氣荒,供不應(yīng)求。燃氣是優(yōu)質(zhì)能源,對于燃氣資源貧乏地區(qū)宜用于作為調(diào)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(chǎn)生污染物。但在應(yīng)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(qū)。
結(jié)合國家近年來出臺的供熱行業(yè)相關(guān)政策以及人們對資源與環(huán)保認識的加深,熱源配置方式選擇將更加重視節(jié)能、環(huán)保、安全方面技術(shù)指標,在區(qū)域供熱熱源配置方式選擇上應(yīng)因地制宜,發(fā)揮能源優(yōu)勢、地區(qū)優(yōu)勢。在供熱熱源配置方式選擇上,建議應(yīng)按照“集中為主,分散為輔”,“宜氣則氣,宜電則電”的原則。優(yōu)先使用熱電聯(lián)產(chǎn)供暖,不在熱電廠供暖范圍,且環(huán)境不敏感區(qū)域,使用燃煤鍋爐為主。在環(huán)境敏感地區(qū),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(qū),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(fēng)能、生物能等可再生能源也已經(jīng)用于供熱項目中。選擇可靠優(yōu)質(zhì)的熱源配置,不僅能為城市提供穩(wěn)定的供熱,對于節(jié)約能源減少城市污染等方面也發(fā)揮著積極作用。