行业动态

中国城市供热热源的技术发展现状及趋势

时间:2003-12-14  编辑:admin  来源:青岛热电集团有限公司  投稿邮箱:277298065@qq.com
内容摘要:1 概述 我国城市供热热源的型式有热电厂、集中锅炉房、分散锅炉房、工业余热、核能、地热、 太阳能、热泵、家庭用电暖器和小燃煤(油、气)炉等。集中供热广泛应用的热源主要是热电 厂和集中锅炉房。供热所用能源包括煤炭、燃油、天然气、电能、核能、地热、太阳能 等,集中供热所用能源仍以煤炭为主。 今后很长一段时间化石燃料仍将是人类社会的主要能源,根据国际系统应用分析研究所预测 ,...
1 概述

    我国城市供热热源的型式有热电厂、集中锅炉房、分散锅炉房、工业余热、核能、地热、 太阳能、热泵、家庭用电暖器和小燃煤(油、气)炉等。集中供热广泛应用的热源主要是热电 厂和集中锅炉房。供热所用能源包括煤炭、燃油、天然气、电能、核能、地热、太阳能 等,集中供热所用能源仍以煤炭为主。

    今后很长一段时间化石燃料仍将是人类社会的主要能源,根据国际系统应用分析研究所预测 ,到2030年,世界一次能源的构成是煤炭29-34%,石油19%-22%,天然气15%-17%,核能2 3%,水力和地热4%-7%,太阳能和其他可再生能源4%,因此,煤炭仍将成为城市供热的主要 能源。

    目前,天然气在世界能源中所占比例正在迅速增加,至少已有30个国家正在实施以天然气取 代石油的计划,我国今后应增加天然气在城市供热中的应用。

2 供热热源技术发展现状

    随着人民生活达到小康水平目标的实现,国家在能源政策上提出了节约与开发并 重的方针,在城市环境保护和节约能源上采取了一系列措施,各地方城市供热产业得到了迅 猛发展,形成了以热电联产为主,集中锅炉房为辅,其他方式为补充的供热局面。据不完全 统计 ,我国供热产业热源总热量中,热电联产占62.9%,集中锅炉占35.75%,其它占1.3 5%。其中,城市民用建筑集中供热面积增长较快,并向过渡区发展。在全国集中供热面积中 公共建筑占33.12%,民用建筑占59.76%,其它占7.11%。

2.1 我国目前热电厂发展的现状

2.1.1 热电厂建设中以区域热电厂为主,以企业自备热电厂为核心兼顾周围企业供热的联 片供热为补充。

2.1.2 热电厂的建设服从城市的总体规划和城市热力规划。上级曾明确规定没有城市热力 规划 的热电项目不予审批。因而现在的城市和县城均编有热力规划,将热电厂纳入长期发展 规划。

2.1.3 热电厂的建设已由单一的电力部门独家经营,发展为电力部门、各级地方政府和不 同所有制企业共同建设的局面。

2.1.4 随着电力事业发展和城市建设的发展,有部分老发电厂已处于城市的中心地带 ,机 组陈旧煤耗高,已不适应电力发展的需要,于是纷纷改建成热电联产的供热机组,使老电厂 恢复了生机。

2.1.5 供热机组以小于20MW的中小型机组为主,影响热电厂综合效益的提高。随着城市集 中规 模供热的发展,200和300MW抽凝供热机组已开始采用,这些大容量,高参数的机组,在非采 暖期与凝汽机组的效率基本相同,在采暖期节能效果明显,在城市供热产业发展中显示出了 巨大潜力。

2.1.6 随着供热产业的发展,各地方都已将集中供热作为招商引资的重要基础设施,积极 发展热电厂。

2.1.7 热电厂发电煤耗均在300克/千瓦时以下,有的已达到260克/千瓦时,供 热标准煤耗已达到36-37克/千焦。

2.1.8 截止1997年底,中国热电联产的情况:

供热设备容量:
 2222.20万千瓦
 
年供热量:
 95067.60万吉焦
 
平均供热厂用电率:
 7.10千瓦时/吉焦
 
供热标准煤耗:
 40.77千克/吉焦
 

    6000千瓦及以上供热机组共1229台,总容量达2197.1万千瓦,占同容量火电装机容量的12.1 2%。

2.2 我国目前集中锅炉房发展的现状

2.2.1 分散供热的小锅炉运行工况较差,一般采用人工除灰渣方式。这样,锅炉房内外通 常充满了灰尘,灰渣的飞散对锅炉房周围环境和工人工作环境带来了极大的危害。

2.2.2 供热锅炉的除尘器除尘效率较低(仅达60-70%),缺乏有效的脱硫设施,加重了城市 的冬季大气环境污染。

2.2.3 分散供热的锅炉烟囱一般较低矮,使灰尘得不到及时扩散,致使锅炉房附近的粉尘 浓度 远远超过国家环保标准。

2.2.4 集中锅炉房能量的利用率较低,热效率大多低于60%。

3 城市供热产业技术发展的问题

3.1 集中供热目前正受到其它采暖(制冷)能源和供应方式的有利竞争,以煤炭为燃料的热 电联产和集中锅炉房供热受到严峻挑战:一是如何降低初投资(包括热源、热网、热力站的 投资),减少热用户的建设集资费,二是如何完善供热系统,加强企业管理,降低供热成本 ,减少热用户的使用费。

3.2 由于缺乏完善的供热规划,造成供热工程短期行为居多,建设项目盲目上马,有些热 源建成后热负荷跟不上,出现大马拉小车的现象。因此热源厂的建设要做好前期的规划工作 ,杜绝投资和资源浪费。

3.3 集中供热负荷以采暖和工业负荷为主,生活热水负荷占的比例很小,集中供热的效能 得不到充分发挥。

3.4 集中锅炉房的自动化水平和运行操作管理水平有待提高,许多地方冬季锅炉房司炉工 是 临时招聘的农民季节工,既缺乏对锅炉的必要了解又无运行经验可言,给锅炉安全和供热稳 定造成隐患。

3.5 二氧化硫污染的问题

    我国的供热锅炉主要以中小燃煤锅炉为主,量大面广。由于中小锅炉烟气排放高度低,对城 市空气的污染相对较大。控制中小燃煤锅炉造成的低空污染是改善城市空气质量的 关键之一。因而我们应积极寻求脱硫效率高、运行费用低、一次投资省、运行稳定可靠的适 合中小燃煤锅炉的脱硫技术,推进供热产业的发展。

3.6 集中锅炉房的燃煤锅炉容量小,制约供热的发展。由于我国的供热产业的发展很不均 衡,中小容量的锅炉在大量使用,这些小容量的锅炉效率低、技术落后,阻碍了供热技术的 发展。我们应出台一系列的方针政策,逐步限制低容量、技术含量低的锅炉的应用,推广高 效循环流化床锅炉。

4 城市供热技术发展趋势

4.1 大型供热机组比重增加

    一些城市为适应工业与民用热负荷的增长,正建设单机容量10万和14万千瓦的大型供热机 组,以代替小型供热机组,目前20万千瓦以上大型抽凝供热机组 已在北京、沈阳、吉林、长春、郑州、邯郸、太原等城市安装运行,大型供热机组比重正在 增加。

4.2 城市热、电、冷联产快速发展

    随着工业的发展和人民生活水平的提高,既需供热又需供冷的城市公用建筑大量增加,一些 城市已发展了一批以热电厂为热源的集中供热与供冷系统,溴化锂制冷负荷的增加,使热电 厂的综合效益明显提高,现已出现迅速增加热、电、冷联产的势头。

4.3 多热源联网运行日益得到发展

    随着供热规模的扩大,沈阳等供热较发达的城市已开始尝试多热源联网运 行。多热源联网运行可以优化生产和运行方式,增加热力运行的灵活性、互补性,提高系统 的经济性和可靠性,系统对自动监控、微机仿真、变流量压力控制技术要求较高。

4.4 分户计量开始实施

    随着《中华人民共和国能源法》的颁布实施和人们节能意识的提高,以促进供热系统节能为 目的的采暖分户计量工作开始实施,温控阀、热量表、自力式压差控制器、自力式流量调节 阀、变频循环水泵、蓄热器等在供热系统中推广应用。

4.5 循环流化床锅炉得以推广

    循环流化床锅炉具有热效率高,煤种适应性广,炉膛低温燃烧NOX生成少,可进行炉内 加 钙脱硫等诸多优点,因此得以在热电厂和集中锅炉房推广应用。目前中国已有75吨/时循环 流化床锅炉近200台,75吨/时循环流化床锅炉也有22台在运行。

4.6 城市供热开始引进竞争

    伴随国际公用事业自由化的趋势,集中供热产业已逐渐由独占走向竞争,有关省份已出台有 关公用事业行业引进竞争的政策,鼓励不同所有制的资本参与城市供热投资,这将对提高供 热管理水平,降低供热成本,保障热用户权益起到巨大的促进作用。

4.7 开始使用洁净燃料

    随着人们现代文明和环保意识的不断加强,以油、气等相对清洁的燃料代替污染较重的煤而 做为都市使用的主要一次能源已成为必然趋势,应积极发展燃气-蒸汽联合循环发电供热机 组,以达到高效、节能、改善环境、提高电网调峰能力的目的。

    燃气-蒸汽联合循环的主要特点:

    a 热效率高。一般大型火力发电厂的热效率为30-40%,而燃气-蒸汽联合循环热电厂的热 效率可高达50%左右。

    b 污染少。与燃煤火力发电厂相比,燃气-蒸汽联合循环过程用水减少50%,排放CO2减少 58%,NOX减少81%,灰尘减少95%,SOX和炉渣排放减少10%。

    c 机组运行机动灵活,启停方便。燃气-蒸汽联合循环电厂从启动到满负荷运行,一般不到 20分钟,快速启停时,时间更短。在运行方面,它即可按联合循环联合循环运行,又可按单 循环运行。

    d 安装方便,建设周期短。单循环燃气机组从签约到并网发电大约不到一年时间,联合循 环约为2年,与大型火电机组相比,一般可以提前2-3年投产。

4.8 供热新能源开发方兴未艾

4.8.1 地热能

    地球是一座天然的巨大能源库,它内部蕴藏着大量热能。地热能为地球上存储的全部煤燃烧 时放出的热量的一亿七千万倍。地热能取自“天然的地下锅炉”,不需要燃烧任何燃料,更 省去了复杂庞大的燃料运输和燃烧系统,避免了因燃烧而产生的污染,因此是一种清洁、廉 价的能源。

    我国的华北、山东半岛、辽东半岛等地区蕴藏有地热资源,合理开发利用,将对改善供热能 源结构、减少污染起到巨大作用。

4.8.2 垃圾燃烧等新热源

    将各种工业、生活垃圾焚烧,产生热能供生产、生活使用,既有利于环境保护,还可获 得较好的经济效益。国外,日本已有成熟的垃圾焚烧技术,丹麦首都哥本哈根安装有近十座 垃圾焚烧炉,生产的热水用于集中供热。我国深圳等城市也已经有垃圾焚烧的成功经验 ,利用垃圾焚烧技术处理城市垃圾,已被 越来越多的城市所采纳。

4.8.3 核能供热技术

    核能是一种有广泛应用前景的新能源。核燃料的热值比煤高270万倍。核能过去主要用于发 电,近几年已逐步应用于供热。由于供热反应堆比发电的动力反应堆输出蒸汽或热水的压力 和温度低的多,其安全性大大提高,可靠近城市和热用户建设。另外投资费用也大大降低, 一般 仅为动力堆的1/10,其经济性也可和燃气、燃油供热站相比较。清华大学核能研究院开发的 5MW试验性供热堆已于1989年12月正式投入运行,沈阳热力公司2 ×200MW核能供热机组已完成可行性研究报告,核能供热正在走进百姓生活。

4.8.4 热泵供热技术

    热泵可以把不能直接利用的低位热源(空气、土壤、水、太阳能、工业废热)转换为可利用的 高品位热能,从而达到节约高位热能的目的,特别是将低位能源转换为采暖用能方向,热泵 有着独到的优势。热泵技术经过近一个世纪的发展,目前技术上已成熟,热泵装置目前 已进入家庭、公共建筑、厂房以达到供空调、采暖、热水供应所需的热量。

    热泵在上海、广州等南方城市已有大量应用,以青岛为代表的北方城市也开始着手热泵应用 方面的研究。

4.9 农村小热电的发展具有广阔的市场

    广大农村是我国社会经济发展中的一个重要方面,工业化、城市化、现代化是农村发展的必 然趋势。据专家预测,到二十一世纪中叶,我国大约有6亿农村人员转移到城镇,农村人 口 的转移带来商品能源的增加,中国有近5万个小城镇,集中了有相当规模的乡镇企业100多万 家,有电、热负荷需求,因而成为集中供热事业发展的大市场,近来已出现城市供热技术和 资金向生产力发展水平高的城镇转移的倾向。

5 城市供热技术与国际先进水平的比较

    丹麦、芬兰等北欧国家的集中供热发展居世界领先水平。以丹麦为例,几十年来一直不遗余 力的发展热电联产、集中供热,每个大城市都建有热电厂和垃圾焚烧炉用于集中供热。热电 联产、天然气和再生能源满足丹麦全国3/4的热负荷需求。自1970年来,丹麦经济增长了70% ,但能源消耗总量却仍保持在七十年代的水平,这归功于能源利用的高效率和建筑保温技术 的改善。世界各国几十年的供热发展证明,热电联产是最有效的生活用能供应方式。

    我国集中供热起步晚,目前仍处于数量扩张阶段。如何从政策上和体制上引导集中供热既注 重数量扩张,又注重质量和效率的提高,实现集中供热发展由数量型到效益型的转变,北欧 国家的经验值得我们借鉴。

    近几年出现的小型家庭燃气供热,对城市集中供热形成一定的冲击,使一些人对集中供热产 生了动摇,国家有必要在政策上和舆论导向上防止这种趋势的进一步蔓延。至于效率低、 供热成本居高不下问题,可以通过引进竞争机制解决。

    俄罗斯也是世界上集中供热比较发达的国家之一,自1924年开始集中供热至今已有七十多年 的历史。目前俄罗斯城市集中供热占总热量需求的86%,其中热电厂供热占36%,大型 及超大型锅炉房占46%,二次能源占4%,其余为分散小锅炉。全俄动力设计研究院是俄罗斯 最大的热电联产设计研究部门,负责全国各城市热力规划、设计及新技术、新产品研究开发 。

    在俄罗斯和北欧等集中供热发达的国家,设立国家级的热电设计研究机构是一个很重要的保 证,而我国在这方面差距比较明显,至今尚无全国性的热电科研机构,热能利用方面的科技 力量薄弱。

    韩国集中供热的历史与中国相当,基本上都是始于七十年代,八十年代中期进入快速发展阶 段,经十几年的发展,韩国供热发展速度之快、规模之大以及技术之先进均使人刮目相看。 韩国集中供热的规划、设计、施工、监理,全面引进芬兰的供热先进技术和经验,扬长避短 ,达到了技术先进、投资效率高、施工运行管理方便、安全的目 的。

    总之与国外先进供热技术相比,我国供热产业尚有很大差距,主要表现在:能源热利用率低 ,热能浪费严重,供热成本高;缺乏权威性的国家级供热系统及设备研究机构 ,先进供热技术得不到全面推广,这些都严重制约着我国集中供 热产业的发展。

6 城市供热技术产业发展原则及发展方向

6.1 城市供热的热源型式逐渐多样化,除了燃煤热电厂和集中锅炉房外,有条件的城市, 重点旅游城市或一个城市不同的地区或建筑物可以根据自己的条件选择不同的采暖、供冷能 源和供应方式,其中包括:燃油、燃气集中锅炉房,小型燃气分散供热,垃圾焚烧供热、地 热供热等。

 

6.2 小型燃气分散供热只宜做为集中供热的补充,不宜提倡大规模发展。大规模燃气供 热应采用燃气-蒸汽联合循环、热电联产方式,提高能源利用率,减少NOX污染。

6.3 市区大型公用建筑的用能方式为:热泵供暖制冷;燃油、燃气直燃机供暖制冷;集中 供暖、溴化锂制冷等。

6.4 大力推广热电联产,提高热电机组的利用率,发展热能梯级利用技术,提 倡热电冷联产技术,提高热能综合利用率。

6.5 加强城市热力规划,根据热负荷的现状及未来发展合理调整热源点的布局,有条件的 城市应尽早实现多热源联网运行。

6.6 大力推广锅炉节能技术,包括:锅炉自动控制;分层给煤燃烧;水泵、风机的变频调 速技术等。

6.7 增加循环流化床锅炉技术开发的投入,降低制造成本,提高锅炉寿命,扩大循环流化 床在供热行业的应用。

6.8 加强垃圾焚烧、地热能、核能、热泵机组等供热新能源、新技术开发,丰富供热能源 结构。

6.9 组建城市供热技术产业发展基金,对国家重大供热技术项目给予重点扶持,鼓励各供 热企业成为供热技术开发中心,促进供热技术的开发和技术成果转化。

6.10 对现有的热力设计研究院重组,形成二到三家具有一定影响力的供热规划、设 计、研究机构,推动城市供热的技术进步。

本类推荐
热电厂热力供暖公司信息推荐
火电厂热力企业出售转让投资买卖中介
中国供热信息网--热电联产集中供热、火电厂电站锅炉暖通空调建筑节能技术设备、地暖项目供热计量软件系统热量表行业协会商机厂家产品公司企业
版权说明 Copyright(c)2003-2013 AllRights Reserved | 地热地暖论坛 | 投资合作 辽ICP备05000882号