先进供热技术评价.pdfVIP

第四章 先进供热技术评价 先进供热技术和传统的供热技术相比具有高能效 低排放的巨大优势 将来供热技 术的发展 使得小型燃机 微型燃机 内燃机 外燃机 燃料电池 太阳能 地热和水 源热泵 直燃机以及核能等装置组成热 电 冷联合生产系统 这种系统除生产高品位 的电能外 还能够同时提供制冷 采暖和生活热水 燃料清洁化 设备小型 微型化 热电冷联产化和高环保要求则代表着能源技术发展的几个重要方向 可再生能源的开发 利用 分布式供电技术的兴起与热电冷三联产系统的发展 先进供热技术的总集成技术是热电冷联产技术 它能提高热电冷机组的综合能源利 用效率 符合能源 高质高用 梯级利用 的利用原则 通过吸收式制冷循环和供热循 环的有机结合 使系统内的中 低温热能得以合理利用 是热能梯级利用技术的综合发 展 在这其中 热电联产技术是先进供热技术的基本核心 一方面 传统的基于蒸汽轮 机的热电联产技术正不断得到改善 新型的基于燃气轮机 内燃机和外燃机的热电联产 技术也将得到较快的发展 燃料电池是把燃料的化学能直接转化为电能 在发电时不经过热机过程 不受卡诺 循环的限制 因而能量转化效率高 是继火力 水力和核能发电之后的第四种连续发电 方式 易于实现热电联产 具有高效 清洁 低噪声等特点 低温核供热技术 不排放烟尘 CO2 SO2 等有害物质 可以解决其他化石燃料集 中供热中燃烧带来的环境污染和运输问题 目前也在进一步的开发之中 生态住宅是未来住宅建设的重要发展趋势 是可持续发展理论在能源利用和建筑业 上的体现 是人类解决能源危机 土地危机 环境污染等一系列严重社会问题的重要措 施之一 单一的空调方式已越来越不能满足人们和社会对能源 环境 经济性的需要 欧美 日本及东南亚的许多国家都在对太阳能 地热能 风能和地下水 生物资源在生 态住宅中的应用进行广泛的研究 出现了自然采暖 自然采光 自然降温的生态建筑 太阳能 地热能 风能和地下水资源可充分利用 大量的数据和现场研究证明 太 阳能集热器的热量可占小型家庭日用热量的61 ﹪ 80 ﹪ 保守值约占 70 ﹪ 可利用的 水体 包括地下水 河流 湖泊以及海洋 不仅收集了47 ﹪的太阳辐射能量 而且是一 119 个巨大的动态能量平衡系统 近乎无限的太阳能或地热能存储于其中 第一节 热电联产供热技术 热电联产是指在单一过程中同时生产电力和有用的热 而电和热的用户同时又是能 的生产者 它是电能和以低压蒸汽和热水形式出现的热能这两种能量的联合生产 热电联产已被公认为一种成熟的节能技术 它是将火力发电厂汽轮机中已作完一部 分功的蒸汽从汽轮机汽缸中部抽出丽供给热用户 使本应排至凝汽器中放弃的蒸汽凝结 热转供给用热户而不舍弃至大气中 这样就使火力发电厂的全厂热效率提高很多 可以 由凝汽式发电状态25 ﹪ 40 ﹪提高至70 ﹪ 85 ﹪ 热电联产几十年来在世界各国已普 遍采用 我国自第一个 五年计划 开始 在一些城市的工业区就建设了一批热电厂向 附近需要热能的工厂用户供热 取得了一定的环保和节能效益 因此在条件合适的情况 下应尽量采用热电联产的方式来发热 供热 以取得理想的经济 环保 社会效益 在热电联产中所用的燃料以天然气为主 但也可以烧煤 油 木材以及利用城市垃 圾和地热等 所以热电联产所用的发动机往往是双燃料系统的 燃气轮机则涉及流化床 和联合循环或蒸汽回注等 总之 CHP 在燃料的多种性 容量的广阔范围 最低功率约 为 30kW 方面是很灵活的 需要指出 活塞发动机 燃气轮机 蒸汽轮机等都可以作 为 CHP 的发动机 根据用户热和电需求量比值的不同以及电功率的大小 它们各有其 适用范围 在不同国家的发展形式也不尽相同 美国以燃气轮机热电联产为主 而前苏 联多用蒸汽轮机热电联产 表9 4 l 表示活塞发动机 燃气轮机 蒸汽轮机的典型特 性数据 表9 4 1 各型发动机的典型特性数据 120 热电联产系统最重要的参数是热电比 由于电价格是热价格的3 4 倍 其经济性 直接由热电比决定 由于要实现独立产能 因此一般发动机都较小 这就给各种小功率