新型能源在集中供暖中的應用

1、-作者xxxx-日期xxxx新型能源在集中供暖中的應用【精品文檔】新型能源引領采暖新格局第一篇 能源格局變化對采暖熱源的影響隨著中國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，中國的能源規(guī)模正以每年10%的規(guī)模發(fā)展，能源發(fā)展正有條不紊地走向新的格局，重點表現(xiàn)出以下幾個趨勢：1、大型火力發(fā)電壟斷式的擴張。國家能源局近日發(fā)布最新數(shù)據(jù)顯示，截至2015年11月底，我國6000千瓦及以上火電機組總容量達到億千瓦，比“十一五”末增加近億千瓦?；痣娧b機占比從“十一五”末的73.2%降至68.4%，拉低了我國化石能源消費比重?；痣姍C組仍保持較大在建規(guī)模，僅2015年上半年，火電在建工程萬千瓦，占全部在建電源項目總規(guī)模的62.64%

2、。大型超高臨界的運行溫度可以達到650，這種溫度下的煤炭燃燒是非常充分的，加上先進的除塵脫硫技術，達到超低排放是完全可能的，這樣不僅能夠提高煤炭的利用率，而且能夠有效制止污染物的排放。2、核電站在全國布局，發(fā)展規(guī)模達到了全球的一半。進入新世紀，中國核電邁入批量化、規(guī)?；目焖侔l(fā)展階段。截至2014年年底，我國大陸在運行核電機組共22臺，總裝機容量2010萬千瓦，約占全國發(fā)電總量的2.2%；在建機組26臺，規(guī)模2800萬千瓦，約占世界在建規(guī)模的40%。中國已成為世界上在建核電機組規(guī)模最大的國家。核電的特點是調峰能力較差，用電低估的階段一樣會有較大的電力輸出，核電集團在發(fā)展電站的同時，也在進行著用

3、電終端的布局，這些用電終端就是盡可能地消化用電低谷期的電能，完成核電的平穩(wěn)輸出。3、太陽能光伏在國家政策引導下蓬勃發(fā)展。（截至2015年9月，國內累計光伏發(fā)電裝機已達，其中，光伏電站，分布式光伏。從光伏應用市場情況看，現(xiàn)階段國內新增光伏裝機容量和累計裝機容量主要集中在大型地面電站，而分布式電站占比較小，截止2015年9月，國內地面電站裝機占83.5%，分布式光伏裝機僅占16.5%，這與國外發(fā)達國家形成明顯的反差。2016年國內光伏裝機仍有望表現(xiàn)強勁，預計2016年國內光伏裝機將突破19GW（1900萬千瓦），將再度成為最大的太陽能光伏市場。光伏發(fā)電雖然成本較高，但是豐富了我們的能源結構，突出的

4、作用是起到了給電網(wǎng)削峰的作用，在用電高峰期發(fā)出的電能緩解了電網(wǎng)不平衡的效應。隨著我國西北部地區(qū)地面電站的逐漸飽和，以及光伏平價上網(wǎng)的條件達成，未來國內分布式光伏將迎來發(fā)展高潮階段，東部及南部地區(qū)將興起分布式光伏電站的熱潮。4、以天然氣為清潔能源的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電將得到長足的發(fā)展。天然氣分布式能源，主要分布在用熱用電比較集中的大型企業(yè)和城市CBD區(qū)域，通過局部區(qū)域的冷熱電聯(lián)供，使系統(tǒng)效率達到或接近鍋爐的熱效率，有可能把熱利用率提高到80%以上，這種高效率抵消了天然氣的高額成本，同時也減少了污染物排放量。據(jù)分布式能源專委會不完全統(tǒng)計，截止到2014年底，我國已建和在建天然氣分布式能源項目（項目單

5、機規(guī)模小于100兆瓦，且能源利用率高于70%）裝機容量380萬千瓦；2015年天然氣分布式發(fā)電裝機便達到了1000萬千瓦。全國發(fā)電裝機容量136019萬千瓦，其中天然氣占比為0.73%。以天然氣為熱源的分布式能源相對于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是有相似之處的，都是可以同時提供冷、熱、電的聯(lián)供，天然氣系統(tǒng)可以更加小型化、服務的區(qū)域更加有針對性，因此也更加容易實現(xiàn)智能調峰控制，這包括發(fā)電量的控制和熱、電比例的控制，基于這些特點在一些發(fā)達地區(qū)和專業(yè)化較強的工廠，更容易取代熱電聯(lián)產(chǎn)的燃煤鍋爐。發(fā)電方式裝機容量（萬千瓦）運行效率供熱能力超高臨界火電9600042%-48%低污染1、 以電價核算供熱成本，價格較高；2、

6、 冷凝熱偏少，輸送距離較遠。核發(fā)電4800低污染1、機組調峰能力差，本身不具備供熱能力2、鼓勵使用低谷電方式進行蓄熱。水利發(fā)電24000低污染只發(fā)電不供熱，機組具備一定的調峰能力光伏發(fā)電1900低污染只發(fā)電不供熱分布式能源100060%80%低污染1、 供熱發(fā)電雙向收益；2、 便于搶占熱、電比例均衡的區(qū)域小型熱電840030%60%高污染1、 供熱發(fā)電雙向收益；2、 冬夏兩季熱、電比例失衡，對經(jīng)濟效益影響很大。上述的四個能源發(fā)展方向，保證了中國未來十年經(jīng)濟發(fā)展的動力來源，將會極大緩解發(fā)電過程中的高霧霾問題，使得用熱、用電的發(fā)展走向了一個合理有序的軌道，作為集中供暖的熱源，必須迎合并服從這種趨勢

7、，多能互補、綜合利用才能走出霧霾影響，建立合理的采暖熱源供應模式，具體的表現(xiàn)形式有以下兩點：（1）未來電價會持續(xù)下調，目前大型火電的發(fā)電能耗已經(jīng)從350g/kwh,降到了280g/kwh，同時發(fā)電用煤的價格也在低位徘徊，未來的上網(wǎng)電價有可能會低于元/kwh，加上更多低谷電價、階梯電價等靈活的用電政策，會極大地刺激各種以電取熱的用能方式，如低谷電蓄能、各種熱泵采暖等都會獲得極大的發(fā)展。（2）以天然氣為主的分布式能源會搶占更多的熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域，隨著國家治理霧霾力度的加大，各種高污染的小型燃煤鍋爐將逐漸取締。取而代之的將是超低排放鍋爐和天然氣鍋爐，由于大量天熱氣鍋爐參與到采暖系統(tǒng)中來，使得行業(yè)的整體成

8、本上升，反而有可能成為穩(wěn)定或提高供暖價格的一個因素，而這種穩(wěn)定提高的因素會刺激更多的新能源參與到集中供暖的行業(yè)中。第二篇 各種新型采暖熱源的比較根據(jù)上篇的敘述，一方面電價的持續(xù)下降和各種靈活的用電政策刺激了新型采暖熱源的發(fā)展；另一方面是國家治理霧霾的決心，希望用5-10年的時間徹底清除各類高污染的燃煤鍋爐，還國民一個藍天白云的家園。各類新能源采暖熱源應運而生，在近幾年得到了長足的發(fā)展，已經(jīng)形成了各自的產(chǎn)品特點和使用群體，下面對應用規(guī)模比較大的幾種形式做一個簡單的分析：1、地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵是將PE材料的U型立管埋于地下100米以上的土壤中，從土壤中吸收低品位的熱量，再通過螺桿式壓縮機轉化成高

9、品位的熱能，通過換熱器輸送出去，提供采暖和衛(wèi)生熱水；其反向工作時也可以進行制冷。由于地埋管可以下到地下100米的深度，其換熱溫度可以達到14-18，這個溫度能夠保證熱泵在左右的能效比下工作。地埋管在吸收土壤熱量過程是連續(xù)高強度的，而地溫的恢復是比較緩慢的，在整個采暖季地溫都是持續(xù)下降的過程，機組的運行能效也會在整個季節(jié)緩慢下降，直到采暖季結束，地溫才會慢慢恢復。一般江蘇、安徽和山東的地溫恢復都能達到上一年的水平，而在河北、內蒙和東北等區(qū)域，地溫往往會出現(xiàn)逐年下降的趨勢，必須人工干預實施熱能的回灌，否則會極大降低地源熱泵系統(tǒng)的使用壽命。地源熱泵熱量的回灌目前采用的方式有兩種：一種是在夏季主動進行

10、逆向換熱，對末端實施制冷模式，如果末端采用的是風機盤管送風，這種方式是非常理想的；而如果末端使用的是暖氣片或者地暖管，冷水進入換熱器會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，必須同時對新風進行除濕。另一種熱量回灌的方式，是在不需要制冷或制冷負荷很小的項目上，通過太陽能進行熱量回灌，由于太陽能在全年都可以進行熱能回灌，其集熱面積不需要做的過大，可以考慮與采暖面積30:1的比例進行實施。2、污水源熱泵污水源熱泵屬于水源熱泵的一種，水源熱泵由于要提取大量的地下水，吸收完熱量的地下水回灌困難，使得很多項目放棄了地下水的回灌，產(chǎn)生了對自然環(huán)境的極大破壞，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛禁止使用了，而污水源熱泵利用污水處理廠排放的中水，水溫一般在1

11、0-14之間，這種溫度可以使熱泵在較高的能效比之下工作，經(jīng)濟效益非常好。地源熱泵由于需要實施龐大的地埋管工程，施工周期較長，工程造價也相對較高，其初裝費用要遠遠高于熱力管網(wǎng)的開口費。由于污水源熱泵只能在有污水源的區(qū)域實施，供熱的方式也屬于一次水直供，無法實現(xiàn)大溫差遠距離輸送，其功能半徑受到了一定局限。根據(jù)污水處理廠的大小，一般可以供應周圍30300萬平米的小區(qū)。污水源熱泵其蒸發(fā)端直接與中水進行換熱，設備投資相對于地源熱泵要小的多，中水可以采用自流方式，極大地節(jié)省了機械投入，綜合效率比地源熱泵還要高，所以只要有可靠污水源的區(qū)域，應該優(yōu)先考慮使用污水源熱泵。3、空氣源熱泵空氣源熱泵也是利用了卡諾循

12、環(huán)的原理，利用翅片換熱器提取空氣中的熱量，由渦旋式壓縮機將熱能提高到45以上的高品位，來供應采暖和衛(wèi)生熱水的需求。一般空氣源熱泵的最低工作溫度可以達到-25，這基本涵蓋了華北以南大部分的采暖區(qū)域，可以進行大面積的推廣。由于渦旋式壓縮機的壓縮比大于離心機和螺桿機，其適用的溫度范圍也極其廣泛，但正常工作環(huán)境下能效比受溫度的影響，一般在之間，在采暖季開始和結束階段（氣溫7以上）其能效高于上述兩種熱泵，而在最冷的階段則要低很多，因此運行費用要比上述兩種熱泵略高。經(jīng)過近幾年實際測算，一個采暖季的運行成本可以維持在20元/平米上下，低于正常集中供暖的成本。如果能夠有很好的電價支持，其運行成本還會更低。空氣

13、源熱泵的特點是安裝簡單，對外部環(huán)境要求低，只要是有足夠電容量都可以安裝。而且設備在生命周期內運行穩(wěn)定，既不用像地源熱泵那樣考慮土壤溫度的衰減，也不用像污水源熱泵那樣考慮中水微生物在換熱器上的滋生，目前熱力公司在解決供暖孤島的問題上首選空氣源熱泵機組。4、天然氣供暖在某些經(jīng)濟發(fā)達的一、二線城市，集中解決霧霾問題是壓倒性的任務，天然氣鍋爐作為快速解決問題的手段，具有設備投資低、安裝簡單快速、運行效果穩(wěn)定可靠的特點，但其運行費用即使保證在70%以上，也相當于空氣源熱泵的兩倍以上，短期內看不到價格下調的可能性。某些采用了地源熱泵系統(tǒng)或空氣源熱泵系統(tǒng)的項目，也會使用部分天然氣鍋爐，作為供暖高峰期的補充手段，用以保證供暖效果。以下是以10萬平米的住宅小區(qū)為例，各種能源進行的效益分析：熱源方式地源熱泵污水源熱泵空氣源熱泵天然氣供暖設備投資（萬元）900500600100增容投資（萬元）80(變壓器+線路）8