隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快和消費結(jié)構持續(xù)升級,我國能源需求呈剛性增長,受國內(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對氣候變化影響,資源環(huán)境約束日趨強化。煤作為主要能源, 煤炭在我國能源體系中占主導地位,長期以來,煤炭在我國能源生產(chǎn)結(jié)構、消費結(jié)構中一直占有絕對主導地位,占約65%以上,其中火力發(fā)電用煤約占煤炭消費的50%以上。據(jù)報導,2011年全國原煤產(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,我國煤炭資源也僅能維持70~80年。同時,煤炭又是各種能源中污染環(huán)境最嚴重的能源。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,都是具有深遠意義。
國務院在“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案提出的“十二五”節(jié)能減排約束性目標為:到2015年,全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標準煤(按2005年價格計算),比2010年的1.034噸標準煤下降16%,比2005年的1.276噸標準煤下降32%;“十二五”期間,實現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標準煤。實現(xiàn)這一目標,火電行業(yè)任重而道遠。
自然界蘊藏有巨大的低品位熱能(源于太陽能),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,均無法作為能源替代煤炭直接有效利用。
熱泵(Heat pump)技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術。人們所熟悉的“泵”是一種可以提高位能的機械設備,比如水泵主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵”則是從低溫熱源吸熱泵送往高溫熱源的循環(huán)設備,通過消耗一部分能源(機械能、電能或高溫熱能)作為動力,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,熱泵的研究起始于20世紀80年代,該項技術當時已成為國內(nèi)建筑節(jié)能及采暖通風專業(yè)的熱門研究課題,并通過國內(nèi)外廣泛的技術交流,為推動其應用奠定了基礎。自90年代開始,通過在工程上的示范應用,發(fā)展速度很快。進入21世紀后,熱泵在中國的應用越來越廣泛,從民用建筑到大型公共建筑已有大量的成功案例,特別是北京奧運村和上海世博園等具有國際影響力的大型公共建筑的成功應用,大大推動了熱泵技術在建筑節(jié)能中的應用。至今,熱泵技術正被越來越多的人們所了解,從示范到推廣,技術不斷創(chuàng),技術已日趨成熟,相應的標準規(guī)范也日臻完善。
火電廠在能源轉(zhuǎn)換過程中,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,如果能通過熱泵將這部分熱量回收,將對節(jié)能減排做出重大貢獻。為此火電廠設計在通過采用大型、高初參數(shù)機組,進行冷端優(yōu)化,在主要與輔助工藝上采用各種節(jié)能措施的同時,作為減少冷端損失的節(jié)能措施,在火電廠關注和推行熱泵技術的應用也不容忽視。
為進一步提高火電廠的能源利用率,為實現(xiàn)國家“十二五”節(jié)能減排目標盡力,為共同推進熱泵技術在火電廠的普及應用獻計獻策,本文歡迎轉(zhuǎn)載和引用,對文中不妥之處,歡迎批評指正。
1、熱泵技術應用的政策依據(jù)充分
國家建設部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總于2003年聯(lián)合發(fā)布了GB 50019-2003《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》,于2005年又聯(lián)合發(fā)布了GBT50189-2005《公共建筑節(jié)能設計標準》。這兩個標準規(guī)范對于空氣調(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;”,“具有天然水資源或地熱源可供利用時,宜采用水(地)源熱泵供冷、供熱技術。”。2012年1月,由國家住建部批準發(fā)布的國家標準《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》 GB50736-2012(替代GB 50019-2003《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》中相應條文),自2012年10月1日起實施,熱泵作為一項新的節(jié)能技術,列有獨立章節(jié)。
國家發(fā)展和改革委員會、科學技術部、工業(yè)和信息化部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部、商務部等六部委于2010年7月1日聯(lián)合發(fā)布了《中國資源綜合利用技術政策大綱》,在地熱資源利用技術,明確“推廣采用熱泵技術,利用地下熱能進行采暖和制冷”。
國家發(fā)展和改革委員會于2011年3月以6號令發(fā)布產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整指導目錄(2011年本),作為產(chǎn)業(yè)政策,把“制冷空調(diào)設備及關鍵零部件:熱泵、復合熱源(空氣源與太陽能)熱泵熱水機……。”列為鼓勵類產(chǎn)業(yè)。
國家重點節(jié)能技術推廣目錄(第一、二批,2008、2009年)把熱泵節(jié)能技術和基于吸收式換熱的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術都作為重點推廣的節(jié)能技術。





