常用采暖系統性能分析

　　近年來，我國大氣污染日益嚴重，人們要求保護環境、凈化天空的呼聲日益增高，而北方冬季城市空氣污染的重要來源是采暖燃煤鍋爐所排放的粉塵和有害氣體。因此，在環保要求高的城市采暖供熱中，燃煤鍋爐房或燃煤爐灶將嚴格限制使用，取而代之的幾種可能的采暖形式主要有集中供熱的電鍋爐、大型電動熱泵和燃氣鍋爐房以及分散在用戶房間內的家用燃氣爐、電暖器等。為此，本文將對上述采暖系統形式的應用作初步的分析與探討。
　　
　　一、采暖供熱系統能耗和經濟性
　　
　　（一）能耗
　　傳統采暖系統消耗的能量是燃料，而電動采暖系統所消耗的能量是電能。因此，為更全面分析各采暖系統效率，采用一次能耗率作為所耗能評價指標。一次能耗率即單位供熱量所消耗的一次能源量。
　　
　　（二）經濟性
　　采暖供熱系統的經濟性可從單位供熱容量年運行成本加以評價，年運行成本C由初投資的折舊和運行費組成。為使問題更加簡明，在運行費中僅考慮能耗費。
　　在經濟分析中，采暖系統消費和產生單位電量的價值在不同時刻是不同的。電爐采暖的年運行費遠高于其它系統，而熱電聯產的經濟性則是所有采暖系統中最好的。
　　
　　二、各采暖系統應用分析
　　
　　（一）傳統采暖供熱系統
　　傳統的采暖供熱系統主要有鍋爐采暖系統和熱電聯產集中供熱系統。
　　1、鍋爐采暖。包括以鍋爐房為熱源的集中供熱系統和分散在各用戶房間的家用爐灶。按燃料分又有燃煤鍋爐和燃油、氣鍋爐（燃油、氣鍋爐房和家用壁掛氣爐）等。燃煤鍋爐包括燃煤鍋爐房和家用小煤爐。家用小煤爐由于投資小、燃料價低而在小城鎮的分散住宅使用較多，燃煤鍋爐房則主要應用于一個小區的獨立供熱或承擔大型區域供熱系統的尖峰負荷。燃煤鍋爐運行成本低，在我國城鎮采暖中使用最為普遍。但是，由于能源轉換效率很低，對大氣的污染在所有采暖系統中是嚴重的，因此這種采暖形式在環保要求高的城市，尤其是北京的使用，應嚴格加以控制。燃油、氣鍋爐包括應用于小區或單個樓宇采暖的集中式燃油、氣鍋爐供熱系統和以壁掛氣爐等形式設置在房間內的家用燃氣爐等。由于天然氣等是清潔燃料，這種采暖系統的環境污染遠小于燃煤系統。目前，天然氣的進京，環保意識的加強，使得燃氣鍋爐在北京的應用和推廣成為可能。另外，燃油、氣鍋爐運行調節靈活，尤其家用壁掛氣爐，可根據人們的作息情況隨時做啟停和供熱量調整，從而減少了系統運行的最大采暖負荷小時數，節省了燃料量和運行費。但是，當考慮到天然氣管網的追加投資，燃氣鍋爐采暖系統的初投資會明顯增高。在運行費方面，由于油、氣等燃料價格昂貴，系統的一次能耗也較高，使得燃油、氣鍋爐的運行費昂貴。因此，燃油、氣鍋爐采暖系統，尤其是集中式燃油、氣鍋爐供熱的推廣和應用，應在深入的技術經濟分析基礎上慎重進行。
　　2、熱電聯產供熱系統。以熱電廠為熱源的區域供熱系統，常見形式是熱電廠中汽輪機的抽汽或背壓排汽通過熱交換器將熱量傳遞給熱水，并通過熱網輸送到各采暖用戶。熱電廠將高品位的熱能用于發電，低品位的熱能用于供熱，因而能源轉換效率高。對于相同的最大采暖負荷小時數，在所有采暖形式中，熱電聯產一次能耗是最低的。這使得熱電聯產系統的環境污染也很小。同時，在電力短缺時，熱電廠在供熱的同時發電上網，相當于減少了電力系統相應投資。從整體上看，熱電聯產具有很好的經濟性。因此，在保證全年充足熱負荷的前提下，應鼓勵熱電聯產的建設和現有熱電廠的運行。
　　
　　（二）建議
　　對于環境保護要求高的城市，不同采暖形式的選擇，應根據具體的用戶特點，以實現最優的社會效益和經濟效益。對于城市中建筑密度高的大面積采暖地區，應首先考慮熱電聯產區域供熱系統的采暖方式。熱電聯產系統能耗低，經濟性好。同時，由于能源轉換效率高，煙塵集中處理，對大氣污染也很小。但是，熱電廠的建設應當充分考過度季和夏季的熱負荷情況。
　　商業建筑、高檔住宅等全年需要冷熱負荷的用戶，若無運行限制條件，應首先考慮使用熱泵系統。在城市燃氣供應管道較為完善而又不建設熱電聯產供熱管道的地方，可以考慮采用燃氣鍋爐可以作為一種采暖途徑以解決環境污染問題。如果是在已有燃煤鍋爐房基礎上的改造，則可考慮采用燃氣鍋爐房采暖，否則可考慮家用燃氣爐的采暖方式。
　　電力峰谷差問題突出的地區，應推出相應政策，鼓勵采暖系統增設蓄熱裝置，例如相變蓄能電暖器，以達到電力削峰添谷的目的。
　　
　　三、結論
　　
　　在所有采暖供熱形式中，傳統的燃煤鍋爐采暖雖然運行成本低，但會造成大量粉塵和有害氣體的排放，對大氣的污染最為嚴重，因而應嚴格限制在市區的使用。
　　電爐采暖能源轉換效率低，耗電量大，經濟性最差。所以應嚴格控制使用。但是電暖器啟停調節靈活，可減少最大采暖負荷小時數，在使用區對環境不產生污染，因而對于采暖需求時間短的用戶，可以考慮選擇采用電暖器。電鍋爐系統能耗和經濟性等方面都明顯不如其他采暖系統，不宜鼓勵使用。
　　以熱電廠為熱源的區域供熱系統有明顯的經濟優勢。當充分保證熱電廠全年擁有足夠熱負荷的前提下，應優先考慮熱電聯產供熱系統的使用。
　　燃氣鍋爐雖然是解決環境污染問題的一種采暖途徑，但運行成本高，燃氣管道的建設會增加系統初投資。因此，燃氣鍋爐的使用應慎重進行。
　　熱泵應作為解決環境污染問題的有效途徑，鼓勵在氣候條件或水源條件允許的地區加以使用。熱泵的使用在多數地區剛剛起步，應在試點工程積累運行經驗后再加以推廣應用。
　　電動采暖裝置增加蓄熱裝置后，可對電網起到削峰添谷的作用，但會導致采暖系統的初投資、能耗和占地面積增加等問題。在電力峰谷差不斷拉大的今天，蓄熱在電動采暖中的應用應該引起充分重視。
　　
　　（作者單位：大慶建筑安裝集團有限責任公司）