小区集中供暖电采暖系统节能改造项目案例

清河林区集中供热节能减排技术集成示范工程——创建碧水蓝天美丽城镇

我国是产煤大国,燃煤供热成本是燃气供热成本的1/3.但是,日益严重的空气污染问题困扰着国人,解决雾霾,灰霾成为事关国计民生的大问题.继北京拆除燃煤供热锅炉,"煤改气"后,2012年煤都乌鲁木齐市也宣布"煤改气",全国很多大城市都计划采用燃气供热.对"煤改气",中华环保联合会能源环境专业委员会副会长兼专家组组长王雅珍教授有着几点疑虑,她深知"煤改气"有很多不利因素,一是气源不足,二是运行费用太高(乌鲁木齐市煤改气后,政府每年补贴150多亿元),三是带来新的更难解决的环保难题.由于燃气热值高,燃烧时炉温大于1300℃,空气中大于78%的氮气和21%的氧气在炉温大于950℃时自然产生氮氧化合物(燃煤锅炉的炉温一般在800℃～900℃),也就是硝.脱硝比脱硫要难,设备和运行费用都极高,硝是致癌物之一,对人类健康有着一定的危害.王教授1995～1998年与上海交通大学合作研究半干法脱硫除尘(采用纯自来水,不加脱硫降硝剂,可以脱硫70%,降硝50%以上),设备虽好,但不适用于供热采暖锅炉.随着灰霾日益严重,煤改气的呼声越来越强,王教授从2005年开始研究适用于北方供热采暖系统的燃煤锅炉脱硫除尘降硝装置.设计的理念是"燃煤锅炉比燃气锅炉更环保"!至2008年YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝塔的构思和设计基本完成.但是,找不到实验单位.因为YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝塔脱硫除尘效率高,在室外温度≥-4℃时基本看不到锅炉冒烟冒气,在寒冷天气冒少量白水汽,不需要建高烟囱.但是,不建高烟囱一般环保局不批准投建,过不了环评.经过几次碰壁.一次偶然的机会,王教授决定自筹资金在供热烟尘肆虐的黑龙江省清河林业局建立集中供热,实践保护碧水蓝天的环保理想.2013年3月上海昱真水处理科技有限公司董事长,中华环保联合会能源环境专业委员会副会长兼专家组组长,北京联合大学教授王雅珍应邀来到黑龙江省哈尔滨市通河县清河镇,对清河林业局供热采暖设备和运行情况进行考察.经林业局领导,有关部门介绍和实地调查,分析,王雅珍教授对该地情况有了比较明确的认识和判断:清河镇供热由两家私人公司负责,共有6个小型燃煤锅炉房.在仅3.7平方公里的林业局办公区和居民区内,有6只烟囱向空中散发着浓重的黑烟和灰尘,刺鼻的煤焦油味让路人难以忍受;王雅珍教授在室外考察了一个多小时,银白色的头发上落了一层黑灰渣,鼻孔里也是黑的.当地居民阳台外面落满了灰尘,供暖期间不敢开窗,不敢在室外晾晒衣物.空中的煤灰烟尘经常落入路人的眼睛里.百姓戏称:"医院最拿手的医术是翻眼皮!"(清洗就医者眼中的灰渣).清河镇自来水铁含量较高(自来水含铁量原松花江水1.305mg/L,现深井水9.405mg/L),供热设备和管网内结满了锈垢,供热效能低下,采暖温度严重不达标,影响居民正常生活.清河镇有12000多户居民,平均气温比哈尔滨低2—3度,供热采暖期183天.鉴于供热情况和环境现状对当地民生影响较大,在清河投建集中供热工程对全国中小城镇来说,具有较强的典型性和代表性.因此,年已7旬的王雅珍教授决定,在清河投建集中供热工程,废除了六座小锅炉房,拔掉了六座烟囱.把她本人30年来自主研发的多项技术,设备和积攒的科研成果收入全部投到清河,打造全国供热采暖领域节能减排技术集成的示范工程,创建碧水蓝天美丽城镇.

村镇电热直接转换供暖适宜性评价指标及体系研究

对地理位置偏僻,集中供热难以普及的农村地区实行分散式电热直接转换供暖,是实现农村清洁采暖,减缓煤炭资源消耗,促进可再生能源替代的有效途径之一.针对农村电热直接转换供暖应用效果不理想,成本过高,缺乏综合适宜性分析等问题,本文通过建立电热直接转换供暖适宜性评价体系,为村镇因地制宜地选择采暖方案,经济高效地使用清洁电采暖提供指导依据.为了获得农村地区采暖情况基本信息,本文从家庭基本信息,建筑基本情况,冬季采暖情况,居民采暖习惯,炊事照明及电器使用情况,电能使用情况六个方面对421个农村家庭进行问卷调研.在利用统计分析软件SPSS 22.0对问卷数据进行描述性统计分析的基础上,结合部分"煤改电"试点省市经验,对具有一定规模的蓄热式/直接作用式电采暖改造村镇案例进行分析,初步确定电热直接转换供暖适宜性条件包括:集中供热难以实施,户年收入水平匹配采暖费用,间歇供暖,利于行为节能,有采暖优惠电价,有采暖补贴,有条件进行电网增容/户内线路改造,电能供应可靠,符合当地资源禀赋.为了总结出反映农村地区复杂采暖情况的实用性指标,对显著影响村镇电采暖应用的因素进行探究.因变量为包含电能作为主要采暖能源,辅助采暖能源和不使用电能采暖三个类别的村镇电采暖应用情况,自变量为来自问卷的31个因素.对相关性分析初步筛选出的0.05水平上显著的19个因素分别进行Multinomial Logistic,Ordinal回归分析,进一步筛选显著影响因素并构建村镇电采暖应用情况估计模型.得到与村镇电采暖应用情况显著相关的因素为:是否有老人,家庭年收入,住宅面积,采暖面积,居民行为节能习惯,采暖期人员室内停留时间,建筑热工分区,采暖季时长,采暖房间平均温度,采暖运行方式,是否实行采暖峰谷电价,是否存在供用电质量问题,煤(天然气,薪柴/秸秆)使用情况;以421个实际案例对比验证两模型的估计能力,两模型在因变量三个类别上的估计能力各有优势,总体估计正确率分别为83.1%,84.1%.结合适宜性条件,代表用户意愿的频数统计结果,回归分析结果及行业标准,从技术性,经济性,实用性,舒适性,环保性和安全性六个维度,共计29个指标,建立村镇电热直接转换供暖适宜性评价体系.通过Delphi专家打分法确定指标间相对重要程度,采用主客观相结合的层次分析法-熵权法计算指标权重系数,以1-9评分法为指标各划分水平赋值,基于综合指数法进行综合适宜性(较好,中等,较差)评价.为了提升该评价体系的实用性及可操作性,基于电采暖应用情况估计模型及建立的评价体系,开发具有电采暖应用情况估计,经济性计算,分项评价及综合评价功能的村镇电热直接转换供暖适宜性评价软件,应用该软件对5个村镇家庭进行电热直接转换供暖设备选型及适宜性评价,根据评价结果,有针对性地提出改善村镇电采暖适宜性的政策性建议.

哈尔滨市王兆小区供热节能改造

目前北方城市居民区的冬季采暖除采用热电厂集中供热外,还在相当多的居民小区采用供热锅炉房供暖.这些小区的供暖面积一般在10万m^2以上,与分散采暖比较,提高了燃料利用率,取得了明显的节能效果,减轻了环境污染.但从能源合理利用角度出发,单纯的集中供热还没有实现能源的梯级利用,节能还有潜力.如在新建的供热锅炉房或对现有的供热锅炉房进行节能改造时实行热电联供,既供热又供电,必将产生明显的节能效果和社会效益.

低温循环水余热回收供暖技术

电厂循环冷却水余热属于低品位热能,一般情况下直接向环境释放,造成了巨大的能源浪费.随着热泵技术的日趋成熟和快速发展,某煤矸石热电厂计划采用溴化锂吸收式热泵机组回收低温热能进行供热.根据当地采暖负荷发展的实际情况,本期项目拟定最大设计热负荷为80 MW,增设2台吸收式热泵,并联,制热量均为20 MW;增设2台热网加热器,并联,换热量均为20 MW.经过对改造前后重要数据的对比分析,采用热泵技术进行供暖,经济和社会效益显著.