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【摘 要】 随着社会的发展,城市中已经普遍使用天然气,推广城市天然气供暖是对国家节能减排,建设和谐社会要求的积极响应。本文分析了天然气在城市集中供暖中的应用。
【关键词】 天然气;供暖;技术
我国天然气开发和建筑的快速进展,使得东部城市大量抗议使用天然气的条件逐渐成熟,天然气在大城市,尤其是在供暖空调领域的广泛利用的春天已经到来。
1、天然气供暖的优势
天然气的组成是由多种成分构成的,主要的成分是烷烃,它是属于比较清洁、高效的优质能源。使用天然气供暖具有很多的优点,包括:
1.1占用的空间特别小,灵活性也是非常的强。对于家用燃气炉的用户可以根据自己的实际需求掌控供暖的时间和温度,同时能在任何时间使用生活热水。
1.2绿色环保。在矿物燃料中最清洁的能源要属天然气,通常的情况会将其用来代替煤和燃油,这样能够排放很多的废气。天然气的燃烧排放的化合物也是比较少的,只有煤排放的百分之五,主要为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及少量的二氧化碳粉尘
1.3经济高效。就目前的情况可以知道,天然气是比较便宜的,而且它的燃烧也是非常充分的。
2、天然气在供暖领域的应用形式
2.1燃气锅炉
燃气锅炉的燃烧所产生一定的热量基本上用于供暖上,它的供热方式也是比较简单的。从规模的角度看,这种供暖方式应用范围非常的广泛,主要是在一家一户的家用燃气炉、一幢楼或一个小区的小型燃气锅炉以及用于大片面积供热的区域性燃气锅炉。
2.1.1家用燃气炉
就目前的情况来看,天然气供暖方式中应用最广泛的是家用燃气炉,所以对它的设置主要是在厨房或阳台,同时也会配置先进的电子点火进行一系列的控制以及一些安全保护和温度调节等系统,这样使得操作起来非常的方便,易于调节,也能够满足生活热水需求。但是其也还是有一些不足,主要是因为它属于分散燃烧,从而会使得社区的空气品质受到很大的影响,也存在着很多的安全问题,包括燃气泄漏、燃烧故障和爆炸等。
2.1.2小型燃气锅炉也就是一种规模较小的燃气集中供热系统,所以对于它的设置会将统一的进行,在用户的附近设置燃气锅炉,从而为用户提供供暖的热水。对于这种供热方式主要会用在一幢商业建筑或办公楼。对于这种方式因为它的热源集中在一个,所以这样非常方便管理,也大大提高了安全性,减小了空气的污染,但是设置的时候需要增设锅炉房和管网。
2.1.3区域燃气锅炉的规模更大,它为用户提供热主要是通过热网进行。
因为热源非常的集中,同时能够更加的稳定供热系统正常运行,大大的提高运行的效率,所以一般对于大型的锅炉而言更有机会选择低氮燃烧技术,从而不会严重的污染环境。但是其也有不足,因为热网投资特别大,对于热水管网的输送的能号和热损都会特别的高,所以一般不会将其用于新建区域供热系统中。
2.2燃气热电联产
燃气的热电形式主要是以往复式内燃机为动力装置,如果规模不大的时候,发电的效率机会高于燃气轮机,通常的情况下会高于百分之三十以上,所以经常用于一些小型的燃气热电联产系统中。但是,由于内燃机的润滑油和气缸冷却放同的热量品位较低(温度不超过90℃),且热量非常大,回收的热量差不多与烟气的相同,所以它会受到很多的限制。
楼宇式热点(冷)联产一般情况下都会用在商业建筑的小型高效天然气供热系统,基本上都是采用小型化动力的装置,楼宇式热电(冷)联产系统可以大大的节省外网的投资以及热损失。但是它的发电容量的投资也是特别高,所以进行系统配置的时候为了保证系统实现经济的要求需要从热、电、冷3种负荷的动态平衡考虑。
2.3燃气热泵
燃气热泵的驱动主要是有燃气进行,再利用环境的热量进行供热的一个设备。燃气热泵供热量主要包括两个部分的总和,机燃气热量和环境热量,所以它比燃气锅炉的效率要高。携带热量环境的介质也是非常多的,包括周围空气、地热、水以及其他余热介质等。按照工作的原理将其分为燃气吸收式热泵和燃气压缩式热泵两种,同时会受到很多外界因素的限制,因此,在我国的北方地区会多使用利用地热、水和其他余热的燃气热泵。
3、能耗分析
供暖系统能耗的评价指标主要会用一次能耗率b表示,它主要是代表供热量的一次能耗量(即燃料耗量)。就燃气锅炉而言,一次能耗率bb主要代表着供热效率ηnot的倒数,也就是常说的燃气热电联产,通常的情况下将系统能的输出分为热和电,同时要扣除电能所耗一次能源,联产总的能源利用效率为ηnot,用一次能耗率b作为供暖系统能耗的评价指標,它表示单位供热量的一次能耗量发电效率为ηe,那么可以得出一次能耗率为bc;对于燃气压缩式热泵,如果动力装置效率为ηe,那么ηnot是燃气转换成机械能和余热锅炉回收热量的效率,压缩式热泵热效率为COP,则燃气压缩式热泵的一次能耗率bp。
从上述的可以知道,燃气热电联产的能耗率是要比热电联产的能耗率都要小的,燃气热泵居中,而能耗消耗最大的是燃气锅炉。如果燃料电池、联合循环热电联供暖能耗率属于肤质的时候,就代表着供热系统的发电能耗已经比一般的发电系统还要低,所以进行供暖的余热也不会消耗能量。燃气压缩式热泵的一次能耗要比能耗要大,因为燃气压缩式热泵是机械能转换的,是不可逆损失,同时加上燃气吸收式热泵是由发生器传热转换的,也是不可逆损失。燃气锅炉燃烧后烟气与水(或蒸汽)的传热的不可逆损失比前者还要大,所以使得能耗比燃气热泵还要高,所以,如果考虑能耗方面,最好是推广热电联产供暖方式,最好是不要使用燃气锅炉。
供暖形式的能耗比较复杂,它主要是考虑两个因素,即经济性和外界条件。如果考虑到天然气的价格、电价以及供热运行小时的因素,而且处于一直变化的过程中,所以最好选择的是天然气供暖方式。
一般在北方对于供暖的需求是非常大的,时间也是比较长,同时价格也比较昂贵,所以为了降低成本,就必须提高能源的利用效率,即一般的情况下会采用燃气热泵和热电联产。燃气热泵会受到气候的影响,所以会有不同的条件限制水源或地热燃气热泵。就目前的情况来看,现在还不能大量的推广燃气热泵,对于热电联产,它的能耗低,一般会再电价高的情况下使用。
4、结论
1)考虑能源的利用最好是推广天然气热电联产的供暖方式,但是仍旧需要进行技术经济的进行比较。
2)燃气锅炉的方式比较适用于供暖时间短的用户。而对于投资比较大的热电联产系统,尖峰负荷由于发生时间短,也可用燃气锅炉承担。
3)就目前我国的技术,燃气热电联产应用的理想途径是以电力调峰方式上网运行,同时可以大力的发展楼宇式小型热电(冷)联产系统。
4)燃气热泵的运用需要满足气候、水源、地热或其他余热等条件。
5、城市天然气供暖发展展望
1)天然气供暖发展对象:结合天然气的供暖优势,可以大力的发展这种方式,对于不要求连续供暖的场所和建筑,或者采暖区域分开的单位,应该提倡采用天然气供暖方式,而对于居住小区的家庭,要根据实际的情况进行定夺。
2)天然气供暖发展思路:因为天然气的管道设施建设已经比较成熟,所以现在要进行灵活的调控,从而使得能够满足用户的更高需求。而对于天然气以后的发展思路主要是达到经济实用的标准,带给家居干净、舒适、卫生的环境。
尽管天然气供暖现在已经得到了较为广泛的应用,但是在供暖领域的发展仍只能算刚刚开始,所以需要在发展过程中改变收费措施、增强服务意识,以促进燃气事业的经营和发展。让天燃气更好的为社会的发展做出其优越的贡献。
参考文献:
[1]刘凤国,金阳.燃煤锅炉改用天然气锅炉供热技术探讨[J].山西建筑,2014,04:113-114.
[2]本报记者辛清影.天然气分布式能源系统将创造新的市场[N].中国电力报,2014-06-18006.
[3]王德新.对电厂循环水供热技术的研究[J].无线互联科技,2013,02:166.
【关键词】 天然气;供暖;技术
我国天然气开发和建筑的快速进展,使得东部城市大量抗议使用天然气的条件逐渐成熟,天然气在大城市,尤其是在供暖空调领域的广泛利用的春天已经到来。
1、天然气供暖的优势
天然气的组成是由多种成分构成的,主要的成分是烷烃,它是属于比较清洁、高效的优质能源。使用天然气供暖具有很多的优点,包括:
1.1占用的空间特别小,灵活性也是非常的强。对于家用燃气炉的用户可以根据自己的实际需求掌控供暖的时间和温度,同时能在任何时间使用生活热水。
1.2绿色环保。在矿物燃料中最清洁的能源要属天然气,通常的情况会将其用来代替煤和燃油,这样能够排放很多的废气。天然气的燃烧排放的化合物也是比较少的,只有煤排放的百分之五,主要为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及少量的二氧化碳粉尘
1.3经济高效。就目前的情况可以知道,天然气是比较便宜的,而且它的燃烧也是非常充分的。
2、天然气在供暖领域的应用形式
2.1燃气锅炉
燃气锅炉的燃烧所产生一定的热量基本上用于供暖上,它的供热方式也是比较简单的。从规模的角度看,这种供暖方式应用范围非常的广泛,主要是在一家一户的家用燃气炉、一幢楼或一个小区的小型燃气锅炉以及用于大片面积供热的区域性燃气锅炉。
2.1.1家用燃气炉
就目前的情况来看,天然气供暖方式中应用最广泛的是家用燃气炉,所以对它的设置主要是在厨房或阳台,同时也会配置先进的电子点火进行一系列的控制以及一些安全保护和温度调节等系统,这样使得操作起来非常的方便,易于调节,也能够满足生活热水需求。但是其也还是有一些不足,主要是因为它属于分散燃烧,从而会使得社区的空气品质受到很大的影响,也存在着很多的安全问题,包括燃气泄漏、燃烧故障和爆炸等。
2.1.2小型燃气锅炉也就是一种规模较小的燃气集中供热系统,所以对于它的设置会将统一的进行,在用户的附近设置燃气锅炉,从而为用户提供供暖的热水。对于这种供热方式主要会用在一幢商业建筑或办公楼。对于这种方式因为它的热源集中在一个,所以这样非常方便管理,也大大提高了安全性,减小了空气的污染,但是设置的时候需要增设锅炉房和管网。
2.1.3区域燃气锅炉的规模更大,它为用户提供热主要是通过热网进行。
因为热源非常的集中,同时能够更加的稳定供热系统正常运行,大大的提高运行的效率,所以一般对于大型的锅炉而言更有机会选择低氮燃烧技术,从而不会严重的污染环境。但是其也有不足,因为热网投资特别大,对于热水管网的输送的能号和热损都会特别的高,所以一般不会将其用于新建区域供热系统中。
2.2燃气热电联产
燃气的热电形式主要是以往复式内燃机为动力装置,如果规模不大的时候,发电的效率机会高于燃气轮机,通常的情况下会高于百分之三十以上,所以经常用于一些小型的燃气热电联产系统中。但是,由于内燃机的润滑油和气缸冷却放同的热量品位较低(温度不超过90℃),且热量非常大,回收的热量差不多与烟气的相同,所以它会受到很多的限制。
楼宇式热点(冷)联产一般情况下都会用在商业建筑的小型高效天然气供热系统,基本上都是采用小型化动力的装置,楼宇式热电(冷)联产系统可以大大的节省外网的投资以及热损失。但是它的发电容量的投资也是特别高,所以进行系统配置的时候为了保证系统实现经济的要求需要从热、电、冷3种负荷的动态平衡考虑。
2.3燃气热泵
燃气热泵的驱动主要是有燃气进行,再利用环境的热量进行供热的一个设备。燃气热泵供热量主要包括两个部分的总和,机燃气热量和环境热量,所以它比燃气锅炉的效率要高。携带热量环境的介质也是非常多的,包括周围空气、地热、水以及其他余热介质等。按照工作的原理将其分为燃气吸收式热泵和燃气压缩式热泵两种,同时会受到很多外界因素的限制,因此,在我国的北方地区会多使用利用地热、水和其他余热的燃气热泵。
3、能耗分析
供暖系统能耗的评价指标主要会用一次能耗率b表示,它主要是代表供热量的一次能耗量(即燃料耗量)。就燃气锅炉而言,一次能耗率bb主要代表着供热效率ηnot的倒数,也就是常说的燃气热电联产,通常的情况下将系统能的输出分为热和电,同时要扣除电能所耗一次能源,联产总的能源利用效率为ηnot,用一次能耗率b作为供暖系统能耗的评价指標,它表示单位供热量的一次能耗量发电效率为ηe,那么可以得出一次能耗率为bc;对于燃气压缩式热泵,如果动力装置效率为ηe,那么ηnot是燃气转换成机械能和余热锅炉回收热量的效率,压缩式热泵热效率为COP,则燃气压缩式热泵的一次能耗率bp。
从上述的可以知道,燃气热电联产的能耗率是要比热电联产的能耗率都要小的,燃气热泵居中,而能耗消耗最大的是燃气锅炉。如果燃料电池、联合循环热电联供暖能耗率属于肤质的时候,就代表着供热系统的发电能耗已经比一般的发电系统还要低,所以进行供暖的余热也不会消耗能量。燃气压缩式热泵的一次能耗要比能耗要大,因为燃气压缩式热泵是机械能转换的,是不可逆损失,同时加上燃气吸收式热泵是由发生器传热转换的,也是不可逆损失。燃气锅炉燃烧后烟气与水(或蒸汽)的传热的不可逆损失比前者还要大,所以使得能耗比燃气热泵还要高,所以,如果考虑能耗方面,最好是推广热电联产供暖方式,最好是不要使用燃气锅炉。
供暖形式的能耗比较复杂,它主要是考虑两个因素,即经济性和外界条件。如果考虑到天然气的价格、电价以及供热运行小时的因素,而且处于一直变化的过程中,所以最好选择的是天然气供暖方式。
一般在北方对于供暖的需求是非常大的,时间也是比较长,同时价格也比较昂贵,所以为了降低成本,就必须提高能源的利用效率,即一般的情况下会采用燃气热泵和热电联产。燃气热泵会受到气候的影响,所以会有不同的条件限制水源或地热燃气热泵。就目前的情况来看,现在还不能大量的推广燃气热泵,对于热电联产,它的能耗低,一般会再电价高的情况下使用。
4、结论
1)考虑能源的利用最好是推广天然气热电联产的供暖方式,但是仍旧需要进行技术经济的进行比较。
2)燃气锅炉的方式比较适用于供暖时间短的用户。而对于投资比较大的热电联产系统,尖峰负荷由于发生时间短,也可用燃气锅炉承担。
3)就目前我国的技术,燃气热电联产应用的理想途径是以电力调峰方式上网运行,同时可以大力的发展楼宇式小型热电(冷)联产系统。
4)燃气热泵的运用需要满足气候、水源、地热或其他余热等条件。
5、城市天然气供暖发展展望
1)天然气供暖发展对象:结合天然气的供暖优势,可以大力的发展这种方式,对于不要求连续供暖的场所和建筑,或者采暖区域分开的单位,应该提倡采用天然气供暖方式,而对于居住小区的家庭,要根据实际的情况进行定夺。
2)天然气供暖发展思路:因为天然气的管道设施建设已经比较成熟,所以现在要进行灵活的调控,从而使得能够满足用户的更高需求。而对于天然气以后的发展思路主要是达到经济实用的标准,带给家居干净、舒适、卫生的环境。
尽管天然气供暖现在已经得到了较为广泛的应用,但是在供暖领域的发展仍只能算刚刚开始,所以需要在发展过程中改变收费措施、增强服务意识,以促进燃气事业的经营和发展。让天燃气更好的为社会的发展做出其优越的贡献。
参考文献:
[1]刘凤国,金阳.燃煤锅炉改用天然气锅炉供热技术探讨[J].山西建筑,2014,04:113-114.
[2]本报记者辛清影.天然气分布式能源系统将创造新的市场[N].中国电力报,2014-06-18006.
[3]王德新.对电厂循环水供热技术的研究[J].无线互联科技,2013,02:166.