基于多种不同热源的采暖方案可行性分析

摘 要 本文围绕集中供热系统中主要的热源形式、联合多热源供热系统运行面临的问题以及多种热源供热设计中的可行性分析三方面进行了分析和阐述。

关键词 不同热源；采暖；可行性分析

中图分类号TK1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）86-0109-02

在热能供应范畴中，凡是将天然或人造的含能形态转化为符合供热系统要求参数的热能设备与装置，通称为热源。当前，在集中供热系统中，采用的热源有：热电厂、区域锅炉房、核能、地热、工业余热以及太阳能等，应用中的热源形式又以热电厂和区域锅炉房最为常见 。

1 常见集中供热系统的主要热源形式

在集中供热系统中，除了最主要的热源型式：热电厂和区域锅炉房外，还可以利用工业余热、地热、热泵、太阳能等。

1.1工业余热

工业余热是指工业生产过程中的产品和排放物料所含的热或设备的散热。工业余热的利用，根据余热的载能体不同，可分为气态余热利用、液态余热利用和固态余热利用几种类型。如：可燃气体、高温烟汽、乏汽、工业产品的物理热等，都属于高温和非洁净的载能体。

1.2地热水供热

地热通常是指陆地地表以下5000m深度内的热能。目前开采和利用最多的是地热水。作为供热的热源，地热水具有如下一些特点：在不同条件下，地热水的参数如：温度、压力等，以及成份会有很大的差别。地热水的参数与热负荷无关。对于一个具体的水井，地热水的温度几乎是全年不变的，地热水的参数不能适应热负荷变化的特性，使得利用地热能的系统变得复杂。地热水热能被利用后通常就要被废弃。为了最大限度的利用其能位，就要采用分级利用地热水热能的利用方式，使系统复杂和费用增大。

1.3核能供热

核能供热是以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式。它是解决城市能源供应，减轻运输压力和消除烧煤造成的环境污染的一种新途径。：核供热堆是一种以输出显热为主的核能系统。可用于城镇居民供暖和综合利用。作为核电的补充，它的推广应用有助于改善能源结构，减排温室气体和改善城镇环境。核供热堆具有良好的固有安全性，系统简单，运行可靠，可以建在靠近居民稠密区，节省显热远距离输送的昂贵费用。

1.4热泵

热泵是当前我国利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。可以把不能直接利用的低位热源（如空气、土壤、水中所含的热能，太阳能，工业废热等）转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能的目的。

1.5太阳能供热

由于太阳光普照大地，太阳能资源不会受地域的限制，处处皆有，也无须开采和运输，在环境污染越来越严重的今天，太阳能作为最清洁的能源之一是非常难得的。据相关文献报道：地球表面上的太阳辐射能大约相当于130万亿吨标准煤热值，其能量总量属于当今世界上可开发的最大能源。太阳能供暖系统是利平板集热设备采集太阳光的热量，用太阳能转化为热能，再通过热导循环系统将热量导入至换热中心，最后分散将热水导入室内采暖系统的过程，最终实现供热。

2 联合多热源供热系统运行面临的问题

考虑到联合供热系统的运行工况，整个采暖期会有明显的变化，因此外置区域热源个数不宜过多，容量不宜过小。热网参数即供、回水温度是关系到整个系统经济与否的关键问题，选用要适当。对小型热电厂，外置热源可放在热网始端便于热网的工况控制与调节。对直接连接热网，考虑到热网工况的稳定性与热力失调控制，在调峰期，易采用截断式运行方式。对间接连接热网，易采用并联运行，且主循环泵可采用变速水泵，采暖期内一级网可质、量混合调节。对联合供热系统水力计算时，应分析各热源的投入顺序和工况。计算不同状况的水力计算后选择最不利工况为设计依据。提高供热系统自控水平是保证联合供热系统正常而又经济运行的最重要措施。

2.1各种锅炉供热

2.1.1蒸汽锅炉

常见的应用方式有向集中供热系统的所有用户供应蒸汽的型式；在蒸汽锅炉房内同时制备蒸汽和热水热媒的型式，即生产工艺用蒸汽，民用热水。优点：系统的热能利用率高，节约能源；凝结水回收率高，水质易于保证，因而能较大地减少水处理设施的投资和运行费用。换热站设在锅炉房附近，管理方便，运行也安全可靠。缺点：建筑和设备的投资较大。与利用热水锅炉直接制备热水的型式相比蒸汽锅炉需要定期和连续排污，热损失较大。

2.1.2燃油、燃气锅炉及其锅炉房

一方面，燃油燃气锅炉房不像燃煤锅炉房那样需要较大的煤厂、灰场；另一方面，燃烧产物比较清洁，无需除灰、除渣。设备少，操作简单。燃油燃气锅炉的燃料供应与燃烧设备简单，辅助设备少，操作管理简单，自动化控制程度高。与同等供热规模的燃煤锅炉房相比较，燃油燃气锅炉房的设计、安装、运行与维修都比较简单，基建投资、管理费用及施工周期都短。但是，燃油燃气锅炉房的火灾与爆炸的危险比燃煤锅炉房大，燃料的储存、供应系统和燃料的燃烧系统等提出了新的要求，因此锅炉房在设计与运行管理上均有更严格的要求。

2.2集中供热系统的其它热源

1）水源热泵技术是利用地球表面浅层水，如地下水、地热水、地表水中热能作为低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能的转移的一种技术。

2）生物质燃料供热技术使用可再生能源如木屑、草类、垃圾处理残留物和农作物肥料处理残留物。我国是一个农业大国，农林生产中所产生的物质种类多，产量巨大，较常见的有：植物秸秆、玉米芯、稻壳、锯末等，利用生物质燃料供热具有很大的发展潜力。

3 多种热源供热设计中的可行性分析

供热系统由于采用不同的热源形式，其所消耗的能源形式也不尽不同，如：煤、电、燃气等。进行联合供热系统可行性研究或设计时，必须首先确定它的设计原则和运行方式。通过相关文献报道：当前各种热源供热采暖方式中：均以耗能为主要指标，通过应用情况分析，从能源消耗的角度，把水源热泵与燃煤、燃气锅炉、热电厂供热、区域锅炉房等多种供热方案比较， 水源热泵的全年能耗均低于其它热源形式，其次，水源热泵的节能效益也最为突出。燃油、燃气锅炉供热形式尽管使用方便、供热效果良好存在一定优势。但是，从我国创造节能型社会、开发绿色能源的长远目标来看，节约能源已经成为现有我国提倡的最主要国策之一。加之我国燃油、燃气储量并不丰富，因此，基于能源消耗、环保绿色的综合布局而言，应提倡加大对水源热泵技术的发展和应用力度，今后在加大以低耗能形式为主热源方案的集中供热系统将在经济、节能及环保方面占有更大的优势。

参考文献

[1]于薇.某污水源热泵供热空调系统技术研究及经济分析[D].天津大学，2009.

[2]程清果，李锦蓉，李东雄，等.对某高校的热源分析及系统改造[J].电力学报，2008，23（3）：188-190.

[3]穆振英，由世俊.太阳能热泵热水系统辅助热源热经济分析[J].天津大学学报，2010，43（11）：995-1002.

推荐访问:热源 采暖 可行性分析 多种 方案