供热方式 篇1
我国北方城市季节性特征明显, 采暖期较长, 一般为4到6个月, 因此该地区对采暖供热的需求也较大, 利用大型区域性热电厂进行集中供热, 能够节约能源、减少环境污染, 具有较高的热经济性, 它逐渐成为我国北方寒冷地区供热的主要方式, 目前这一地区的建筑70%以上采用集中供热方式采暖, 其中一半以上以热电厂为热源。随着我国城市化进程的加快、能源成本的上涨和对环境保护要求的提高, 对热电联产这一项节能方式提出了更高的要求。如何将总能理论和能量的梯级利用这两方面更好地运用到热电联产这一广泛领域中, 成为了一项重要的研究内容。
《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE) 2010年12月第35期刊出的《供热系统串联布置方式的应用》, 是由林振娴博士、杨勇平教授和何坚忍高工等科研成员提出的一种新型供热系统布置模式, 实现了能源的“温度对口、梯级利用”的利用原则。
论文主要针对目前国内绝大多数热电厂都是采用供热系统并联布置方式运行的现状, 即两台汽轮机并联运行, 研究分析热电联产系统的联合特性, 提出在热电联产系统中的无节流工况后采用供热系统串联布置的方式运行, 可减小节流损失, 提高机组发电功率。并相应地提出几种不同布置方式的模型, 对其进行了量化的比较和分析, 当供热系统采用串联布置方式运行时, 串联第1级机组的供热抽汽压力降低, 而串联第2级机组供热抽汽压力升高, 但整体而言比并联布置方式运行的供热抽汽压力低;为了更好地利用串联第1级机组所减小的供热抽汽压力, 可适当增加串联第2级机组热网加热器面积或使用强化传热管, 增加其传热性能, 使串联第2级机组供热抽汽压力降低, 与并联布置时的抽汽压力相同, 使机组发电功率增加的更多。也就是说, 在满足供热要求的情况下, 供热机组的发电量愈多, 能源的利用率也愈高。
供热方式 篇2
在我国的供热行业里, 计量收费将取代按面积收取供热费, 是未来发展的必然趋势, 实行计量收费是以室内供暖系统可以把户室进行划分再分别进行控制为基础, 这就必须改造传统室内上供下回的单管顺流式供热方式。利用单管顺流方式供热存有一个跨越式的系统, 跨越式系统是在顺流式系统的散热器前供水水管与回水水管间增加跨越管, 散热器上装设恒温阀, 利用热分配表计热用量。每组散热器安装恒温阀以后, 因为恒温阀技术性能与用户行为条件, 流经散热器流量会不断发生变化, 要解决该问题, 必须在每栋楼热力入口位置增加压差控制阀或流量控制阀, 控制装置的选择要结合户内系统流量变化特征来进行。
2 用户调节给热力特性带来的影响
2.1 计算机模拟及模拟数学模型
由于进入室内进行测量及调节工作相当的困难, 因此, 可以通过编写跨越式系统模拟软件, 利用模拟软件来模拟不同工况。首先, 要先确定计算模拟参数, 为让模拟结果更接近于实际供暖工程, 要合理确定计算机模拟模型参数。室内温度为18摄氏度, 供水温度为85摄氏度, 回水温度则为60摄氏度左右, 散热器进流系数为30%, 又因散热器与旁通管的闭合环路自然循环压头较小, 几乎达不到散热器支路压力降的2%, 所以, 将其忽略不计。为方便分析, 用户调节状态只有关和开两种。供热系统热力入口里含有串联管路和并联管路, 并联管路总的阻力数的二次方根倒数可以用并联管路阻力数二次方根倒数和来表示, 串联管路总阻力数可以运用各串联管路阻力数和来表示。由于用户的自调节导致系统水力特征发生变化, 就需要运用管道特性方程来进行计算。
2.2 计算机的模拟分析
单管跨越式系统可分为异程式系统和同程式两种系统, 为证实计算机模拟切实可行, 建立了同程式系统模拟实验台, 通过比较计算机模拟结果和实验结果, 就能够考虑计算机模拟可行性。实验过程中运用压力表和水银压差计测量压差, 运用浮子流量计测量立管和散热器的流量。进行测试之前先利用重量法矫正浮子流量计, 实际测试时利用调整控制阀的开度使系统阻力发生连续不断的改变, 来模拟供暖用户的自调节, 由于供暖系统总流量非常的大, 所以, 测量立管阻力元件的两端压差变化就需运用U型管式水银压差计, 分析系统总流量的真实变化情况。利用实验模拟同计算机模拟系统在相同的工况下测试结果比照。通过对比计算机系统和实验模拟系统在相同调节工况的测试结果可以得出, 计算机模拟得出的结果与实验的结果近乎相同, 证明计算机模拟是切实可行的。为分析取暖用户调节热力特性和水力特性, 制定跨越式系统软件, 并采取热力入口定压差、定流量和单根立管定流量控制方式, 再进行各种控制方式的比较。
2.3 不同控制方式比较
先比较热力入口的定流量控制和定压差控制, 实际比较结果发现, 首先, 通过取暖调节用户数量和相对立管的流量统计, 可以体现用户调节致使立管流量发生的变化;其次, 通过热力入口的定压差控制可以清晰的得出用户调节致使立管流量变化很小, 即便立管全都关闭, 立管流量变化最大也会低于原有流量五分之一;最后, 运用的是热力入口定流量控制。通过观察实际测量结果, 可以得出控制热力入口定流量情况下, 其它立管用户调节给未调节立管流量带来的变化很大, 这种模拟结果现象最大变化是五分之一。然而实际情况, 取暖用户不会全部进行调节, 散热器也不能都处于关闭状态, 因此, 流量变化应该更小, 站在工程角度方面分析, 可以将未调节立管流量视为不变。因为用户调节不会给其它立管带来较大影响, 全面考虑经济因素, 最好不在每根立管上装设流量控制阀。分析结果同时显示, 热力入口的定压差和定流量控制方式效果相同, 在系统处于定流量的前提下, 其它立管用户调节给未调节立管的流量具有较大影响。如果其它立管用户都将散热器关掉, 对最远处立管流量具有影响, 可以依次考察系统里含有8根立管、6根立管及4根立管。每根立管均有6个用户, 计算结果如表1所示。
可以明显的看出伴随系统规模增加, 用户调节给最远端立管流量产生的影响越明显, 但最大流量的改变仍不会超出原流量的23%。在实际生活当中, 用户必然不会将所有的立管都进行调节, 也不可能关掉散热器, 所以, 实际流量的变化会低于23%, 在工程的角度来分析, 用户调节给其它立管的影响是可以忽略不计。
2.4 模拟结论总结
热力入口定流量控制单管跨越式系统的最大流量变化是23%, 由于实际生活中, 所有温控阀不会一起关死, 实际系统流量变化会更小, 部分用户调节会使系统流量发生最大7%的变化, 因此, 站在工程角度看, 单管跨越式系统就是准定流量系统。也正因为此, 热力入口的流量控制阀与压差控制阀控制效果基本相同, 考虑实际情况, 要全面考虑二级官网整体情况合理确定控制方式。而将压差控制阀装在热力入口, 不仅能够吸收网路压力波动, 还会减弱被控对象支路之间的干扰, 所以, 应该在热力入口装设压差控制阀。
3 结语
由于我国供热系统主要是采用集中供热方式, 所以, 有必要在我国发展计量供热技术。计量供热技术能够实现室温可控, 热量计量能够给采暖收费提供可靠依据, 让用户清楚的制度自己用热量, 进而结合自身实际情况, 合理科学的控制室内温度, 在避免室内温度过热过程中, 还有效降低采暖费。计量供热要求供热部门可以按照用户需要, 利用调节和监控手段根据需要进行供热, 改善供热品质, 提升供热水平, 让用户更加满意, 也减少能量消耗, 有效降低燃煤量, 保护大气环境。
参考文献
[1]李田凯.浅析现有供热系统的热计量改造[J].区域供热, 2014 (02) .
多种供热供暖方式的能耗分析 篇3
关键词：供热供暖方式；能耗量；分析
城市建设发展越来越重视环保，尤其是我国北方供热供暖的城市，冬季环境会受到很大的影响，为此，需要注重能源供应结构的优化，同时对我国供暖供热的计量收费标准进行改革，以便我国的供热供暖方式能够更加的多元化。现阶段，我国选择使用的供热供暖方式，不够合理，也没有充分的考虑都其适用条件，这也是能耗量比较大的重要原因之一。
一、各供热环节能耗
我国由于气候原因，冬季必须要进行供暖供热，尤其是北方地区，供热供暖的方式有很多种，每一种的耗能情况都不同，而且每一个供热环节也有不同的能耗，如果能夠掌握这一规律，对供热供暖节能将有积极的意义。供暖供热系统主要是利用转换能力来达到供暖供热的目的，其各环节能耗情况如下：
1、建筑散热
围护结构传热以及通风唤气，是现代建筑散热重要的构成部分，尽管建筑建设的年代有差异，但是通过计算，建筑物的围护结构的散热量与通风换热的散热量几乎相同，而且这两者的散热量与建筑保温程度也相同。通过实地的测算发现，近期建设的建筑物，其建筑节能标准已经达到了25W /m?，还有很多建筑的能耗水平已经达到了20w/m?，这非常值得一提。实际测算中还发现，供热供暖的差异的确会影响建筑物实际能耗水平的高低，尽管建筑物的年代不同，会影响到建筑的保温水平，但是这种差异并不大，如果再不考虑管网热损失因素，相比计较而言，集中供热的耗能量更大。
2、不均匀热损失
如果建筑物选择的供热方式是集中供热，则其存在的最大问题就是不均匀热损失，换言之就是供热失调。即便两栋建筑物是同一个供热系统，但是两者的能耗也有很大的差别，即使建筑布局、散热器都相同，这种情况依然存在。之所以会出现这种不均匀热损失，主要是因为集中供热管网没有进行有效调节，也有可能是因为初调节工作没有做好。不均匀热损失的存在，使得建筑物中有很多的不利用户，供热系统为了使得不利用户也有足够的热量，就需要极大供热量，但是因为调节手段不佳，或者没有有效的激励机制，这使得室内过热的用户只能通过开窗将热量释放出去，这就会导致建筑物的实际散热量明显的提高，此外，管网调节没有做到均匀，也是导致不均匀热损失的重要原因，无论是室内管网，还是室外管网都会引起这种情况。通过调查显示，室外管网调节无效是产生建筑物不均匀热损失的最重要原因，其损失的程度要高于管网的直接损失。就目前的技术水平而言，难以使室外管网做到以有效调节。
3、管网热损失
室内管网，管网布置在室内，其散发的热量也用于加热建筑，因此不形成直接的热损失。楼内管网一般与室外管网直连，其由于漏水造成的热损失与室外管网一并考虑。
室外管网，，保温热损失是管网热损失的主要部分。同时，不同的管网热损失差别很大，这与管网敷设方式（直埋/管沟）、建造年代、保温水平、管网规模、供回水温度和维护水平等都有关。一般室外管网热损失为3～5W/m?。
高温热力管网，与室外管网相比，其长度并不大，但保温水平和管理水平远高于室外管网，因此热损失较小。目前北京城市热网热源供水温度与大多数热力站处测出的供水温度之差均小于2℃，回水干管温差应更小些，则总损失温差在3℃左右。目前供热高峰期供回水温差约为65℃，因此城市高温热力管网热损失不超过输送热量的5%，约为2W/m?。
泵耗，管网除保温热损失和漏水热损失外，还有循环水泵的电耗。根据调研数据，室外管网供暖期的平均耗电量为3.7kWh/m2，范围为2.3～5.0kWh/m?。
二、热源供热效率
1、燃煤锅炉
依规模不同，锅炉效率有很大差别。由于煤是固体燃料，以接触式表面燃烧为主，燃烧的完全性受炉膛温度的影响，锅炉容量越小平均炉膛温度越低，燃烧越不完全，因此锅炉效率与锅炉的吨位、燃烧方式和供热介质温度有关，同时锅炉的运行管理水平对锅炉的效率有较大的影响。一般大型锅炉房的管理水平较高，锅炉的热效率相应较高。煤在运输和储藏过程中有一定的损失，因此锅炉房实际供热效率要小于锅炉效率。根据在某地区的测试统计，燃煤锅炉房供热效率为55%～75%。
2、天然气锅炉
无论规模大小，锅炉效率一般差别不大，。由于天然气是空间燃烧，锅炉效率主要与受热面大小、供热介质的温度和换热强化等因素有关。由于天然气锅炉不产生灰分，受热面布置不考虑灰堵和清灰问题，可以采用波纹管和旋流片等强化传热方式，所以锅炉的热效率高，热水锅炉一般都在90%左右。由于炉膛燃烧温度低，排烟温度较低。
3、天然气热电联产
天然气热电联产可实现天然气梯级利用，提高天然气利用的经济性，平衡电力供应的峰谷差。对于天然气联合循环热电联产方式，在设计工况下，当发电效率为40%，供热效率为42%时，与目前发电效率55%的联合循环电厂相比，每发出1kW电力，多消耗燃料0.7kW，但多产生热量约1.05kW，从这个意义上讲，相应的折算供热效率约为150%。
天然气热电联产相对于热电分产，一般情况下是节能的，但节能效果不如燃煤热电联产显著。对天然气热电联产效率的评价是与天然气锅炉和天然气发电厂效率相比而言的。而天然气锅炉的效率一般都在90%左右，天然气纯发电的效率也很容易超过50%（燃气蒸汽联合循环），这两种系统的效率都非常高。虽然天然气热电联供实现了能量的梯级利用，但是，对燃气轮机而言，由于过剩空气系数较大，在相同的排烟温度下，其总效率要明显低于天然气锅炉。对于内燃机，虽然过剩空气系数对效率的影响不如天然气轮机那么明显，但是如果低温冷却水不能得到利用，总效率也会明显低于锅炉。一般地，天然气热电联产的总效率在80%左右，而在部分负荷情况下，特别是当热电负荷不匹配时，其总效率会更低。鉴于以上原因，天然气热电联产的节能效果应慎重看待。
三、结语
综上所述，可知对多种供热供暖方式的能耗进行分析是十分必要，因为在能源资源短缺的情况下，如果能选择出一种比较合适的供热供暖方式，能够大大节约能源资源，因为有些建筑物的建设的时间比较久远，因此选择的供热方式比较传统，针对这种情况，有关部门应该组织相关人员，对其供暖方式进行改造，以便能够最大程度的减少能源损失，同时也能够满足人们的供热供暖需求。
参考文献：
[1] 张刚，强永胜. 住宅供暖方式比较分析[J]. 包钢科技. 2008（05）
[2] 朱栋华，郑宝华. 关于改革供暖方式的策略分析[J]. 建筑节能. 2008（06）
[3] 李炎锋，杨英霞，高辉，朱滨，邹高万. 国内几种供暖方式的经济技术比较与分析[J]. 建筑热能通风空调. 2004（04）
[4] 葛振玉. 住宅小区供暖方式探讨[J]. 煤炭工程. 2006（07）
供热方式 篇4
本着“绿色、低碳、洁净、健康”的发展理念, “十二五”期间将大力推进集中供热工程, 完成瑞光电厂、一电、二电、太钢电厂等热源、热网建设, 对集中供热锅炉进行烟气脱硫和除尘改造;大力推推广广使使用用天天然然气气、、煤煤层层气气、、电电、、太太阳阳能能、、废废水水热热源源泵泵等等清清洁洁能能源源, , 逐逐步淘汰市区范围内20 t及以下落后燃煤设施, 彻底解决市区分散采暖锅炉和城中村土小锅炉的燃煤污染问题, 实现集中供热全覆盖。到2015年实现集中供热普及率达到95%以上, 达到“清洁、节约、高效、循环”, 为彻底解决省城空气质量问题, 让市民重新感受“蓝天白云、繁星闪烁”的宜人景象做出贡献。
1 太原市集中供热基本规划
太原市集中供热主要是以热电联产为主, 大型热源厂及工业余热为辅, 充分利用燃油、燃气、地热等清洁能源, 因地制宜地建立一个科学合理、安全可靠、可持续发展的供热体系。
1) 适度发展集中供热热源, 充分发挥已有集中供热系统的效能;2) 主城区内常年用热的单位和近期内难以实施集中供热的区域, 其锅炉必须采用清洁燃料;3) 热电厂的建设必须按以热定电的原则确定热电联产的方式;4) 大力开发地热、太阳能等清洁能源源, , 并并积积极极培培养养清清洁洁能能源源供供热热市市场场, , 进进一一步步加加大大清清洁洁能能源源替替代代煤煤供热的力度, 改善大气环境质量;5) 加大建筑节能力度, 新建建筑必须满足有关建筑节能标准的要求, 已有建筑应逐步实现节能改造, 推广分户控制、分户计量, 达到节能降耗的目标;6) 结合城中村改造建设, 加大城市集中供热的建设速度, 减少包括城中村等在内的集中供热未覆盖区域。
本项目瑞光热电集中供热工程属于太原市集中供热总体规划的重要组成部分。瑞光热电厂建设规模为2×300 MW+2×600 MW空冷式抽凝式供热发电机组, 其中一期工程为2×300 MW供热发电机组, 配套供热面积为1 060万m2, 供热负荷为698 MW。热电厂于2007年年底开工建设, 一期工程即将建成投运。本项目的范围为热电厂配套的热力管网及换热站部分, 将解决太原市近1 060万m2的采暖供热 (见表1) , 可以基本满足现状建筑及规划建筑的供暖需求。
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以热电联产作为集中供热的一种方式是城市现代化建设的必然趋势和发展方向, 其优越性主要体现在以下几方面:
1) 节约大量燃料。实现集中供热后, 由于热电厂锅炉容量大, 热效率高, 燃料燃烧比较充分, 减少了大量的无效热损失, 使用大容量锅炉可使其燃烧效率提高20%左右。2) 减轻大气污染。实现集中供热后, 可以大量减少城市煤炭和灰渣运输, 同时也避免了二次扬尘。3) 节省城市土地。由集中供热热源代替分散的中、小型锅炉房, 可以减少大量的城市土地, 有利于扩大城市发展空间。
2 太原市集中供热 (瑞光热电) 工程能源消耗量、能源效率水平及能源管理情况
1) 能源消耗量。本项目能源消耗种类主要有热能、电、水。热能用于供给采暖供热, 水、电的消耗主要是本工程工艺消耗, 也包括了生活用水和照明用电。本项目主要能源消耗量见表2。
年耗热量的计算是以热负荷为依据, 计算过程如下:
年用电量是以计算负荷为依据, 年耗水量按照额定补水量的一半进行计算, 生活用水量按照最大日用水量的一半进行计算。
2) 能源效率水平。本工程与国内集中供热比较发达的大型城市如北京的集中供热水平比较见表3。
从表3可以看出, 本项目热能与电能的消耗水平与北京市的数据基本接近, 但考虑到本项目的热用户大部分属于现有建筑, 建筑节能水平较低, 并且太原市冬季采暖室外计算温度也比北京市低, 因此热能消耗量较高, 同时本项目输送距离非常远, 隔压换热站与供热区域的外沿距离已达7 km, 热水输送耗能很大, 本项目的电能消耗水平能接近常规项目的水平就非常不容易, 因此, 本项目的能耗水平达到了国内的先进水平。
3) 能源管理情况。本工程建成后自首站出口后电厂围墙外1 m至各用户热力站归太原市热力公司管理, 太原市热力公司将根据本工程建设及运行管理和节能工作的需要, 设置相应的机构, 以满足生产运行的需求。按照政府的部署, 太原市将加大分户控制和分户计量的推广力度, 到2010年年底全面完成太原市既有建筑分户控制、分户计量的改造目标。同时, 新建热力站全部按照“节能法”的要求, 设置热计量设备和相应调节阀门, 以优化热力站运行状况。整个供热系统采用计算机控制, 最大限度减少热网水力失调, 并根据室外气温和用户需求调节整个供热量, 有效节约能源。
3 太原市集中供热 (瑞光热电) 工程节能措施分析评价
1) 太原市集中供热 (瑞光热电) 工程建成投运后, 将取代254台分散的中、小型锅炉。按照采用中小锅炉的平均热效率为65%计算, 每年需耗标准煤约33.29万t。而热电厂的平均供热标准煤耗率仅为39.7 kg/GJ, 每年仅耗标准煤约25.18万t, 每年可节约标煤8.11万t。
2) 首站、隔压换热站和各个热力站内的水泵等转动设备均采用变频控制技术, 经测算, 此一项技术就可节约20%~31%的用电量。按照节约25%计算, 折合标准煤约1 186 t。
3) 由于本项目二级管网的输送距离非常远, 为节约电能, 同时考虑到管网将来与其他市政供热管网并网的可能性, 本项目二级管网输送部分地采用了二级泵的形式, 即隔压换热站内循环水泵的扬程并不是按照满足最不利点的压差来选择的, 而是进行了降低, 部分不能满足资用压头的换热站单独采取加压措施, 这样就减少了电能的消耗, 隔压换热站循环水泵的扬程减少了25 m, 使用功率减少约868 k W, 热力站所需增压使用功率仅为510 k W, 此项措施可节约电力90.37×104k W·h, 折合标准煤111 t。
另外, 随着城市发展, 节能法规的完善, 分户控制和分户计量正在逐步应用于新建的工程项目中。按照山西省人民政府办公厅转发省建设厅《关于加快城镇供热体制改革的意见的通知》 (晋政办发[2004]83号) 文件精神, 太原市要求于2010年完成供热分户控制、分户计量的改造目标。近年内, 各科研单位对分户计量和分户控制方面进行了大量的试验和应用, 其技术应用于住宅后, 可节能20%~25%, 节能效果很明显。
根据《太原市既有建筑供热分户控制、分户计量改造规划〈修改及完善〉》, 采用了分户控制、分户计量后, 在建筑的单位面积的供热量得到明显控制的前提下, 分户计量带来的经济效益能有助于供热企业搞好生产。计量收益是与住宅采暖能耗、热价、节能效果相关的, 并且与建筑面积成线性关系, 见图1。
综上所述, 太原市集中供热 (瑞光热电) 工程符合城市发展的方向和节能环保的城市供热规划要求, 是太原市“碧水蓝天工程”的重要组成部分。
摘要：以太原市集中供热 (瑞光热电) 工程为例, 分析了当前太原市供热需求与环境保护之间的关系, 探讨了以热电联产为主的集中供热方式在城市供热全覆盖及改善城市大气环境质量的作用, 以供参考。