隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和消費(fèi)結(jié)構(gòu)持續(xù)升級(jí),我國(guó)能源需求呈剛性增長(zhǎng),受國(guó)內(nèi)資源保障能力和環(huán)境容量制約以及全球性能源安全和應(yīng)對(duì)氣候變化影響,資源環(huán)境約束日趨強(qiáng)化。煤作為主要能源, 煤炭在我國(guó)能源體系中占主導(dǎo)地位,長(zhǎng)期以來(lái),煤炭在我國(guó)能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)中一直占有絕對(duì)主導(dǎo)地位,占約65%以上,其中火力發(fā)電用煤約占煤炭消費(fèi)的50%以上。據(jù)報(bào)導(dǎo),2011年全國(guó)原煤產(chǎn)量為35.2億噸,其中發(fā)電行業(yè)消耗的煤炭約為16億噸左右,按現(xiàn)在的消耗水平,我國(guó)煤炭資源也僅能維持70~80年。同時(shí),煤炭又是各種能源中污染環(huán)境最嚴(yán)重的能源。在火電行業(yè)中提高煤炭利用效率,節(jié)約能源,無(wú)論是從降低煤炭資源的消耗還是減少環(huán)境污染,都是具有深遠(yuǎn)意義。
國(guó)務(wù)院在“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案提出的“十二五”節(jié)能減排約束性目標(biāo)為:到2015年,全國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤(按2005年價(jià)格計(jì)算),比2010年的1.034噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降16%,比2005年的1.276噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降32%;“十二五”期間,實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),火電行業(yè)任重而道遠(yuǎn)。
自然界蘊(yùn)藏有巨大的低品位熱能(源于太陽(yáng)能),如地表水(江、河、湖、海)、地下水、土壤和大氣等,能源消耗行業(yè)排放著各種相接近環(huán)境溫度的低品位余熱,但是由于其溫度較低,均無(wú)法作為能源替代煤炭直接有效利用。
熱泵(Heat pump)技術(shù)是近年來(lái)在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。人們所熟悉的“泵”是一種可以提高位能的機(jī)械設(shè)備,比如水泵主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵”則是從低溫?zé)嵩次鼰岜盟屯邷責(zé)嵩吹难h(huán)設(shè)備,通過(guò)消耗一部分能源(機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮?作為動(dòng)力,使熱能從低品位“泵”向高品位,從而使低品位熱能的利用成為可能。
在我國(guó),熱泵的研究起始于20世紀(jì)80年代,該項(xiàng)技術(shù)當(dāng)時(shí)已成為國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能及采暖通風(fēng)專業(yè)的熱門研究課題,并通過(guò)國(guó)內(nèi)外廣泛的技術(shù)交流,為推動(dòng)其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。自90年代開始,通過(guò)在工程上的示范應(yīng)用,發(fā)展速度很快。進(jìn)入21世紀(jì)后,熱泵在中國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,從民用建筑到大型公共建筑已有大量的成功案例,特別是北京奧運(yùn)村和上海世博園等具有國(guó)際影響力的大型公共建筑的成功應(yīng)用,大大推動(dòng)了熱泵技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用。至今,熱泵技術(shù)正被越來(lái)越多的人們所了解,從示范到推廣,技術(shù)不斷創(chuàng),技術(shù)已日趨成熟,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也日臻完善。
火電廠在能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中,冷端損失,即由低溫循環(huán)水所帶走的能量約占電廠總耗能的30%以上,如果能通過(guò)熱泵將這部分熱量回收,將對(duì)節(jié)能減排做出重大貢獻(xiàn)。為此火電廠設(shè)計(jì)在通過(guò)采用大型、高初參數(shù)機(jī)組,進(jìn)行冷端優(yōu)化,在主要與輔助工藝上采用各種節(jié)能措施的同時(shí),作為減少冷端損失的節(jié)能措施,在火電廠關(guān)注和推行熱泵技術(shù)的應(yīng)用也不容忽視。
為進(jìn)一步提高火電廠的能源利用率,為實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)盡力,為共同推進(jìn)熱泵技術(shù)在火電廠的普及應(yīng)用獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,本文歡迎轉(zhuǎn)載和引用,對(duì)文中不妥之處,歡迎批評(píng)指正。
1、熱泵技術(shù)應(yīng)用的政策依據(jù)充分
國(guó)家建設(shè)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總于2003年聯(lián)合發(fā)布了GB 50019-2003《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》,于2005年又聯(lián)合發(fā)布了GBT50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)于空氣調(diào)節(jié)與采暖系統(tǒng)的冷熱源的選擇明確提出“具有熱電廠的地區(qū),宜推廣利用電廠余熱的供熱、供冷技術(shù);”,“具有天然水資源或地?zé)嵩纯晒├脮r(shí),宜采用水(地)源熱泵供冷、供熱技術(shù)。”。2012年1月,由國(guó)家住建部批準(zhǔn)發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50736-2012(替代GB 50019-2003《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中相應(yīng)條文),自2012年10月1日起實(shí)施,熱泵作為一項(xiàng)新的節(jié)能技術(shù),列有獨(dú)立章節(jié)。
國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、國(guó)土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、商務(wù)部等六部委于2010年7月1日聯(lián)合發(fā)布了《中國(guó)資源綜合利用技術(shù)政策大綱》,在地?zé)豳Y源利用技術(shù),明確“推廣采用熱泵技術(shù),利用地下熱能進(jìn)行采暖和制冷”。
國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)于2011年3月以6號(hào)令發(fā)布產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本),作為產(chǎn)業(yè)政策,把“制冷空調(diào)設(shè)備及關(guān)鍵零部件:熱泵、復(fù)合熱源(空氣源與太陽(yáng)能)熱泵熱水機(jī)……。”列為鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)。
國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄(第一、二批,2008、2009年)把熱泵節(jié)能技術(shù)和基于吸收式換熱的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)都作為重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)。





