天然气资源在城市供热中的应用

【摘要】近年来，我国各地雾霾的频率越来越高，城市环境的压力越来越大。雾霾形成原因中，工业燃煤分散小锅炉有不可推卸的责任。寻找一种清洁能源形势迫在眉睫，天然气作为清洁能源逐步替代煤和油将成为我国今后一段时间内的重要工作。

【关键词】采暖热负荷；工业热负荷；分布式能源站

1、概述

热负荷是制订城市供热规划的重要依据。集中供热系统的热负荷主要有采暖热负荷、通风空调热负荷、生活热水热负荷和生产工艺热负荷等。其中采暖和通风空调热负荷是季节性热负荷，而生活热水和工业热负荷则多是常年性热负荷。季节性热负荷随气候条件而变化，在一年中变化很大，但在一天内波动较小。常年性热负荷受气候条件影响较小，在一年中变化不大，但在一天内波动大，特别是对非全天需热的用户。

2、采暖热负荷

2.1采暖热负荷的确定

采暖热负荷是季节性负荷，其负荷量与室外温度、建筑围护结构的热工性能有关。一般情况下，在实际工程中，调研现状及近期采暖热负荷主要是向城市规划部门、建设部门落实各类建筑面积的现状及发展情况，向燃料公司了解采暖用煤供应情况，向锅炉部门了解采暖锅炉运行情况。

2.2利用天然气解决采暖热负荷

根据实际调研结果，综合考虑经济性、环保性、节能性等各方面因素，对于一个城市，采用天然气实现集中供暖是不经济的，我们推荐分布式能源站的型式，对于大型公共建筑可以采用以天然气为主要原料的采暖形式。一次能源以天然气为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在分体用户端的热电冷联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标；分布式能源实现多系统优化，将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，实现多系统能源容错，将每一系统的冗余限制在最低状态，利用效率发坏发挥到最大状态，从而达到节约资金的目的。

对于一个城市供热，应大力推广和利用清洁的天然气资源。近期主要以解决居民和公建生活用气以及重点企业的生产用气为主。长远来说，规划城区发展建设小型分布式能源站。能源站选址主要位于电负荷、制冷和采暖热负荷相对集中的区域。

3工业热负荷

3.1工业热负荷组成及特点

一个规模较大的工业园区，通常有若干个不同的产业组成，其中生产过程用汽较多的企业类型有化工产业、生物医药产业、现代纺织及加工产业以及食品加工产业等。对于用汽量较大、距离电厂较近的企业，推荐采用电厂集中供汽，集中供汽不经济的企业推荐采用燃气锅炉房来解决工业热负荷。

根据对城市现状工业发展的调研，结合城市产业发展布局和现有企业的详细用热情况分析，从供热质量、运行安全、投资效益等方面考虑对以下几类工业用户不实行集中供汽。第一，距离规划热源点距离较远，管网投资过大且供热效果不佳；第二，用汽压力参数过高，规划热源无法满足；第三，企业生产用汽量不大，同时为间断生产用汽；第四，企业生产工艺产生余热，可实现自身循环利用。

3.2利用天然气解决工业热负荷

根据国务院的《大气污染防治行动计划》要求：“到2017年，除必要保留的以外，地级及以上城市建成区基本淘汰每小时10蒸吨及以下的燃煤锅炉，禁止新建每小时20蒸吨以下的燃煤锅炉。”对于工业热负荷不大，且用汽企业距离汽源较远，采用集中供汽不经济的企业不考虑集中供汽，推荐采用燃气锅炉房来解决工业热负荷。采用天然气分散锅炉供热是一种简单易行的供热方式：投资少，建设周期短，结构简单，运动可靠，但综合能源利用率较低。

目前相对成熟的供热模式是热电冷三联产系统（分布式能源站），天然气可以达到很高的能量利用效率。其原理如图1所示。热电联产与分散锅炉供热相比有较大的优势，热电厂是利用高品位热能发电，低品位热能供热，体现了能级的合理利用。

图1 热电联产系统示意图

4、结论

（1）利用天然气资源解决城市中大型公建的采暖热负荷是一种既经济又环保的能源型式。

（2）对于城市用汽量不大的企业工业热负荷，推荐采用燃气锅炉替代燃煤锅炉来解决，热电冷三联产系统有较大的优势，天然气可以达到很高的利用率。

参考文献

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