我国常用供热热源的分类、特点和选用原则

在我国的一次能源中,煤炭占94%,这是我国资源禀赋的主要特点,国情决定在很长历史阶段,我国大多数城市仍然不得不依靠燃煤供暖。然而,在集中供暖区域的京津冀晋鲁豫地区, 人口密度大,每当采暖季节,供暖用燃料的排放物与其他污染源叠加,使京津冀的雾霾状况雪上加霜。因此,清洁供暖是目前我国社会各界关注的热点问题。

根据供暖燃料的不同,我国常用的供热热源主要可以分为以下几类:

1、燃煤热电厂

大中型燃煤热电厂的单机容量135MW以上,由电力行业运营。目前,300MW 级的是我国集中供暖的主流机组, 燃用环渤海动力煤(发热量5300kCal/kg)时的纯燃料成本约为34 元/GJ。燃煤热电厂采用高烟囱排放,环保设施齐备,当地环保部检测严格,通过超净排放改造,一般可以达标排放。

供热热源 燃煤热电厂

目前,燃煤热电厂是供暖的主力热源,由于运行成本低,可达标排放,凡大热网可覆盖的地方,应首先使用。存在的问题是厂址宜建在离城市敏感区稍远的地点,但远距离输送会带来热量损失的问题,需要妥善解决。

2、燃煤锅炉房

在中小城镇有较多的应用, 建在城乡结合部,由市政部门的供热企业管理,燃料成本略低于燃煤热电厂。目前使用的锅炉炉型包括链条、往复、层燃、循环流化床等。目前使用的燃料包括原煤、煤粉、型煤、水煤浆等。

供热热源 燃煤锅炉

燃煤锅炉房需采取环保措施方可达到排放标准。目前,这种供暖热源的主要问题是需满足当地环保排放标准,否则,就面临被淘汰的境遇,这就需要对锅炉房进行清洁燃烧改造。

3、燃气热电厂

燃气热电厂一般采用蒸汽-燃气联合循环方式,原动机的单机容量大于60MW,多采用E级以上机组。

供热热源 燃气热电厂

目前,我国进口天然气项目多采用20 年照付不议的供气合同,这就需要下游有若干大宗稳定的用户,其纯燃料成本68 元/GJ(按2.5 元/m3 计)。由于燃气热电厂采用高烟囱排放,环保措施齐全(含脱氮),燃气热电厂可达标排放。

这类热源的燃气供给需要与燃气供应企业签定合同确定,需考虑冬夏季用气量平衡问题,一般只在省会级以上城市建设。

4、燃气锅炉房

燃气锅炉房容量可调,越分散布置越好,一般用于大中城市的环境敏感区,例如:禁煤区的北京市五环内,其纯燃料成本约为88 元/GJ(气价3.5 元/m3),在采用脱硝措施后,可以达标排放。

供热热源 燃气锅炉

存在的问题是,在气温超低的年份,可能导致供暖气源供不应求。燃气是优质能源,应阶梯利用,只用于供暖,属于优质低用;燃气宜用于作为调峰热源的燃料,可以起到五倍的能效价值。

5、燃气分布式冷热电供能站

燃气分布式冷热电供能站分为区域型(原动机单机容量50MW 以下)和楼宇型(单机容量10MW 以下)两类。由于经济承受力问题, 燃气分布式冷热电供能站大多在我国东部发达地区(珠三角、长三角、京津冀)建设。此类项目是我国目前政策支持的供能项目,是目前能源行业发展的重点。

燃气分布式冷热电供能站

燃气分布式冷热电供能站现存以下问题:
1)电力并网问题,是否可自供电,对外售电;
2)冷热电负荷区配问题,需具有较稳定的冷热负荷,季节负荷基本平衡;
3)经济性问题,应有合理的气价、合理的上网电价。

这种供暖热源以分散布置为好, 适宜建在冷热负荷附近(供冷水半径2km 以内、供热水半径6km 以内、供汽半径6km 以内),燃气分布式冷热电供能站的排放标准与燃气热电厂相同。

6、其他供暖热源

其它供暖热源形式包括电供暖、空气源热泵、水源热泵、地源热泵等清洁供热热源。这类热源无燃料燃烧问题,不会在使用当地产生污染物。但在应用中需综合考虑许多因素,例如:与电网部门的电价合同、水源资源状况、初投资成本、运行成本、政府补贴等。这类供暖热源,宜作为其他主流供暖热源的辅助,适用于农村、平房等供暖负荷低密度区。

以上六种供暖热源形式共存,互为补充、互不排斥,但应注意限制性条件。在供暖方式选择时,应按照“集中为主,分散为辅”、“宜气则气,宜电则电”的基本原则,并注意以下六个具体原则:
1)凡是在热电联产供热管网覆盖的地区, 优先使用热电联产供暖热源;
2) 不在热电厂供暖范围,具有一定供暖建筑规模,且环境不敏感区域,以使用清洁燃烧的燃煤锅炉为佳;
3)在冷热电负荷集中区域, 适宜建设燃气分布式冷热电供能站;
4) 在环境敏感地区(例北京五环内),在来源可靠、有政府补贴条件下,可采用燃气作供暖燃料;
5)农村、平房等供暖负荷低密度区,适于用电供暖、空气源热泵、水源热泵、地源热泵等辅助性供暖方式;
6)以燃气作燃料的供暖热源适宜于用作调峰热源。

参考资料:
[1] 康慧,孙宝玉,李瑞国. 供暖燃料问题探讨[J]. 区域供热,2017,(05):46-51.

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