|
不同集中供暖方式的綜合評價
自2006年以來，中國采暖燃煤所排放的CO2量高達1.9×108t/a，排放的SO2量高達0.3×108t/a，排放的煙塵量高達0.35×108t/a。在中國經濟增長和城市化進程發(fā)展迅速的情況下，人均供熱能耗呈現(xiàn)大幅增加的趨勢，污染物及碳排放量的控制也迫在眉睫。沈陽地區(qū)建筑總能耗已占到遼寧省建筑總能耗的70%以上，其中用于采暖、生產和生活用熱水的能耗高達約4.59×104t標準煤。造成能耗居高不下的主要原因是鍋爐的容量小，運行效率低，供熱質量低，產生的廢氣及煙塵濃度大，設備需要更新?lián)Q代，維護成本較高，資源浪費嚴重等。
為了研究現(xiàn)階段氣候變化給人們生活帶來的巨大影響，其首要前提是對可持續(xù)發(fā)展環(huán)境篇章中影響節(jié)能、減排的復雜因素加以分析討論。目前，較多的學者對環(huán)境方面的探討已采用了多領域交叉的綜合分析方法來解決既有建筑采暖系統(tǒng)所存在的問題。研究如何在優(yōu)化建筑采暖系統(tǒng)的基礎上提高能源利用效率、節(jié)省能源消耗及運行維護費用，以實現(xiàn)節(jié)能減排的最終目標。
以沈陽地區(qū)為調研對象，根據(jù)實測數(shù)據(jù)對比分析沈陽地區(qū)不同公共建筑使用燃煤、燃氣集中供暖方式的用能情況，并分析了不同供熱供暖方式的供熱系統(tǒng)構成。根據(jù)建筑的功能類型分析其建筑能耗的利用情況。說明在目前的控制及使用情況下，熱效率低、碳排放量大等問題不容忽視，應高度重視各個環(huán)節(jié)的節(jié)能減排效率。
1集中供暖方式的能效分析
按照熱源形式將集中供熱方式劃分為區(qū)域集中供暖系統(tǒng)和熱電聯(lián)產集中供暖系統(tǒng)。焓效率，是目前廣泛采用的評價供熱方式能效的方法，即有效利用的能量與消耗能量的比值。在大型的區(qū)域集中供暖系統(tǒng)中，燃氣鍋爐房的系統(tǒng)供熱焓效率能夠達到90%，焓效率位于其后的分別是大型燃煤鍋爐房、燃油鍋爐房和熱電聯(lián)產供熱。新型供熱系統(tǒng)的研究主要集中在熱泵及太陽能熱水系統(tǒng)的供熱能效上，熱泵系統(tǒng)的焓效率可達到45%左右。綜合研究供暖系統(tǒng)的能源利用程度，大型燃煤、燃油、燃氣鍋爐房的能量利用率是較高的。主要原因是優(yōu)化后的鍋爐具有容量大，熱能有效利用率高，熱量傳輸過程的熱損失小，節(jié)約能耗的程度明顯等優(yōu)點。
利用綜合比較分析的方法對不同的集中供暖方式所提供的總熱量、能否滿足供熱面積、能源轉換效率等方面進行對比分析，得到大型燃油、燃氣、燃煤鍋爐較熱電聯(lián)產、熱泵系統(tǒng)具有較高的熱能轉換效率。而且隨著規(guī)模的增大，能量轉換的利用率越高。從設計、建造、運行、能源消耗、污染物排放的濃度對大氣環(huán)境的影響等角度進行對比分析，得到雖然燃煤鍋爐集中供暖方式的運行管理費用和能源消耗費用較低，但其對大氣環(huán)境的影響較為嚴重;雖然現(xiàn)階段的建設范圍較廣泛，但并不被視為一種理想的集中供暖方式。而在太陽能或地源熱泵等新興采暖技術領域，雖然其初投資費用較高，運行管理費用亦較高，但這些新型系統(tǒng)對環(huán)境的影響最小，可視為較理性的供暖方式，并適合大面積推廣應用。但是，結合目前城鎮(zhèn)采暖系統(tǒng)的基本情況分析，熱電聯(lián)產在建造初投資、熱傳輸效率、運行維護管理和環(huán)境影響方面仍然是目前比較值得考慮發(fā)展的集中供暖方式。
2公共建筑供暖能耗的對比分析
2007年至2008年間，對遼寧省沈陽市的幾棟公共建筑進行了實測調查，不同公共建筑所使用的采暖降溫方式是不同的。通過圖1的比較可以看出，遼寧省農業(yè)科學院、省水利廳機關服務中心、遼寧省殘疾人康復中心均應用大型燃煤鍋爐進行集中供熱，耗煤量均在15000KJ/m2以上;而省體育彩票發(fā)行中心由于其建筑面積較小，耗煤量僅為5000KJ/m2。而通過圖2應用天然氣供暖建筑的對比分析可以看出，能源消耗量較耗煤量減少了1/3，國家檢察官培訓學院遼寧分院耗天然氣量最多，達到12000KJ/m2;遼寧省環(huán)境監(jiān)測中心站耗天然氣量最少，僅為4000KJ/m2。
雖然使用燃氣鍋爐的經濟效益比燃煤鍋爐高，但是應用燃煤鍋爐供暖時，其消耗能源的評估指標過大，維護管理的人員較多，操作繁瑣，不靈活。特別是在嚴寒的冬季采暖期內，燃煤鍋爐產生大量的廢氣，成為市區(qū)大氣環(huán)境污染的主要來源之一。而采用燃氣鍋爐的熱效率能夠提高30%，排放到大氣中的CO濃度較燃煤鍋爐降低100倍，CO2濃度較燃煤鍋爐降低22%，氮氧化物的濃度有效降低50%，能夠較好的解決環(huán)境污染問題。
3節(jié)能減排優(yōu)化策略
對集中供暖系統(tǒng)進行環(huán)境評價的目的是要在其投資建設過程中和運行采暖過程中對大氣環(huán)境和人們的生活健康造成的影響程度進行的綜合分析和評價，并給出對環(huán)境保護有益的可行對策，進一步完善集中供熱項目的環(huán)境及社會效益。對大型集中供熱項目對環(huán)境的影響評價分析內容主要包括：供熱鍋爐系統(tǒng)、供熱管網(wǎng)熱損耗、熱力輸配站和泵站等方面。由于該建設項目具有建設范圍廣、供熱面積分布廣、管線長等特點，應分別討論上述各方面對城鎮(zhèn)敏感區(qū)域的環(huán)境影響進行特殊性分析。對大型鍋爐房進行分散擴建，既會帶來大量的資源浪費，又會造成較多的污染排放問題。因此，應用容量大、熱效率高的集中供熱系統(tǒng)代替容量小、熱效率低的分散式供熱鍋爐房，既能有效緩解能源利用效率低的實際應用問題，又能有效降低燃煤產生污染物對大氣環(huán)境造成的危害程度。
根據(jù)綜合評價指標分析看，燃氣鍋爐在綜合效益上有著不可替代的優(yōu)勢。燃氣鍋爐使用不合理燃料供暖時，可適當調整燃料形式及結構，直接改善燃燒氣體的潔凈程度，提高熱能轉換效率，對節(jié)能減排起到巨大的推動作用，在很大程度上減少了有害氣體對大氣的污染，有效改善人們的生活、工作環(huán)境。從初投資的角度進行對比分析，可以看出，燃煤鍋爐的初投資最高，燃氣鍋爐的初投資費用最高。
將太陽能等可再生能源熱利用技術與日常大型供熱鍋爐系統(tǒng)聯(lián)合供暖，能夠有效提高供熱效率。當太陽能集熱器提供熱量供給熱水時，鍋爐不必啟動，可節(jié)省不必要的能量損失，間接減少了碳排放量。這種聯(lián)合供暖技術在未來的采暖工程中將會獲得廣泛應用。利用無污染的可再生能源，如太陽能、地熱能、生物質能等作為熱源，可以大大緩解化石燃料燃燒后產生的污染物對大氣環(huán)境產生的嚴重損害。
室外供熱管網(wǎng)也是對供暖系統(tǒng)進行綜合評價影響較大的組成部分，其投資費用高，施工量繁重。保證其安全運行、維修檢查方便，對提高環(huán)境效益、節(jié)省勞動力開支具有重要的現(xiàn)實意義。管網(wǎng)的走向及設計布置的合理性嚴重影響建筑室內舒適性、城市整體規(guī)劃、水文地質條件等多個方面。應當經過專業(yè)技術設計、審查、經濟和環(huán)境綜合評價確定。
4結語
通過對上述不同集中供暖方式的能耗分析及綜合評價，得到如下結論：a)利用焓效率高、污染物排放量小的集中供熱系統(tǒng)有利于提高供熱效率，將成為供熱系統(tǒng)設計的最終發(fā)展目標;b)熱電聯(lián)產技術將以其建設投資費用低，運行能效高的優(yōu)點成為建筑及住宅供暖的發(fā)展方向;c)集中供熱系統(tǒng)對環(huán)境的影響不僅取決于所使用供熱方式及熱源形式密切相關，而且與熱網(wǎng)的設計布置形式、建筑使用功能及建筑本體結構密切相關。
|
