低碳技术 | 长输供热技术
发布时间:2024-08-19

长输供热技术是近年来供热输配领域的一项重大突破,是多种低碳供热技术的基础。长输供热并不仅仅是热泵型大温差换热技术,而是各种大温差输配技术的集合。合理匹配各项技术,有助于降低长输供热的成本,提高经济性。

长输供热技术的原理

供热输配的经济性受初投资和运行费用制约。常规供热方式的一次水供回水温差在50℃左右,流量较大,管道投资和输配泵耗都比较高,经济输配距离在20公里以内。为了增加经济输热距离,需要降低输送水量,减少管道投资和运行泵耗。

在供热量不变的情况下,拉大供回水温差才能降低水量。拉大温差可以提高供水温度或降低回水温度。一次供水设计温度是130℃,但随着使用时间的增长,管道耐温和承压能力下降,很多管网的供水温度上限在100℃左右,已经没有了提升空间。因此,拉大温差的方法主要是降低回水温度。

一次网回水温度较高,除了必然高于二次回水温度的原因外,水力分配不平衡、过量供热,以及换热器性能差、换热端差大,等等,也是影响一次回水温度的因素。因此,可以通过下面三个步骤降低回水温度:

首先,提高自控水平,做好一次网水力平衡,避免过量供热。水力失调会造成热量分配不均,为了满足热量不足用户的供暖需求,供热量加大,导致很多用户过量供热、回水温度偏高。解决水力失调问题,既消除了过量供热、减少热损失,又能降低总回水温度。

其次,做好换热器的维护,保证合理的换热端差。使用常规换热器,一次回水温度必然高于二次回水温度。维护较好的换热器,回水侧端差可以控制在5℃以内,而换热效果差、结垢明显的换热器,回水侧端差较高,总回水温度升高。

第三,使用热泵型大温差换热器。上述两个步骤,只是在原有基础上尽量降低一次回水温度,但不会低于二次回水温度。吸收式大温差换热器利用一次水高温段驱动,大幅度降低回水温度,还能够补充燃气、电力,进一步深度降温。这是实现一次回水温度低于二次回水温度的必需设备,但投资较高,需要先做好前两项工作,在此基础上安装大温差换热器,降低一次回水温度。

实现大温差供热后,一次水温差从50℃提升到80℃以上,输配水量大幅度降低,管网投资和运行泵耗也相应减少,经济输热距离得以提升。经济输热距离的长短受当地能源结构影响,这就涉及到长输供热技术的经济性分析。

长输供热技术的经济性

长输供热的经济性不仅涉及管网投资和运行泵耗,还与大温差改造价格、热源价格相关,这些因素可以归纳为初投资和运行费用。

初投资包括三大部分,一是长输管网投资,二是大温差改造投资,三是热源余热利用投资。运行费用:运行费用包括泵耗和热源供热价格。这些因素互相影响,如大温差改造量大、投资高,但可以降低长输管网投资、运行泵耗,热源余热回收也更容易;热源进行余热深度利用,投资较高,但热源供热价格会大幅度降低。因此,需要计算经济性确定最优改造方案。

初投资和运行费用确定后,可以按运行年限内的总输热量均摊初投资,再加上运行费用后,得到城市边缘的供热价格。对比该价格和城市原有供热系统的价格,能够得到项目经济性和最大输送距离。

举例来说,如果城市允许增加燃煤供热,肯定是燃煤锅炉房或热电厂供热的经济性最佳,不适合进行长输供热改造;如果城市供热缺口很大,且只能新增燃气供热,与燃气价格相比,长输供热的价格空间很大,经济输热距离可达100公里以上。

长输供热对新型供热技术的推动

长输供热作为一项供热新技术,能够将较远热源的热量经济的输配过来,从而催生出各种新型供热技术。

除了常见的电厂余热长输供热技术外,该技术还能够助力工业余热供暖、核能供暖等多种技术。目前,大多数重工业企业、核电站等核能设施都建设在距离城市较远的区域,虽然含有大量的余热,但是在常规温差下并不能经济地应用;随着长输供热技术的发展,这些企业的余热供暖成为现实,同时也催生出多种工业或核能供热技术。这些余热利用技术与大温差长输供热技术互相配合,进一步降低集中供热的成本,开拓了新的市场。

综合而言,长输供热技术为供热领域低碳化提供了新的思路。依托长输技术,解除了地理空间对供热的限制,产生了多种新型供热技术。随着应用领域的不断扩展,长输供热技术的应用前景更加广泛,有望催生出更多节能低碳技术。


本文来源:“低碳传送器”微信公众号


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