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“煤改电”推进过程中电锅炉和空气源热泵供暖系统的特性介绍

来源:力威锅炉   发布时间:2020-12-18 10:12:29   点击:0
 

“煤改电”推进过程中电锅炉和空气源热泵供暖系统的特性介绍

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在能源局和发改委等部门发布的清洁取暖政策驱动下,“煤改电”项目有着良好的市场前景。 电锅炉和空气源热泵是两种最主要的电供暖热源形式。对电锅炉和空气源热泵供暖系统在适用场景、运行维护、改造适应能力、投资和运行费用等方面进行综合比较,建议采用电锅炉进行区域集中供暖,采用空气源热泵进行分散式供暖。
 
 电锅炉和空气源热泵的比较
 
1.1 适用场景比较
根据清洁供暖的政策要求,一方面应积极推进电锅炉供暖,鼓励利用弃风弃光和低谷电,另一方面应因地制宜推广使用空气源、水源、地源热泵供暖,发挥电能高品质优势,充分利用低温热源热量,提升电能取暖效率。
对于电锅炉而言,建议配套蓄热设备如水蓄热、固体蓄热、低温相变蓄热和高温相变蓄热等,优先考虑应用于可再生能源消纳压力较大、弃风弃光问题严重、电网调峰需求较大的地区。电锅炉供暖系统既可以用于单体建筑供热,也可用于区域集中供热。
对于空气源热泵而言,建议用于分户供热或小型区域供热,同时也可以作为集中供热系统中的—环,承担部分负荷,但不建议单独作为热源用于区域集中供热。此外,对于项目所在地冬季室外气温也应有所考虑,不建议用于极端低温地区。
 
1.2运行维护比较
电锅炉的制热性能稳定,故障率低,不受外界环境影响,日常运维简便,能够充分保障用户侧的采暖需求。 空气源热泵的制热性能和出水温度受外界环境影响很大,室外温度越低制热量越低,出水温度也越低,在极端温度情况下故障率高。 有报道指出,山西临汾某煤矿集团2017年至2018年对供热系统进行了改造,采用空气源热泵替换原来的燃煤锅炉,安装了28台空气源热泵。 在2018年的实际运行过程中,日平均最低气温-9 ℃,最低-23.4 ℃, 结果—共112台压缩机烧毁56台,故障率达到50%。 因此,空气源热泵的维修成本较高。
 
1.3改造适应能力比较
在“煤改电”项目中,采用电锅炉代替燃煤锅炉在施工阶段较为简便,在以下几方面适应能力强:装机负荷可直接按原负荷考虑;供回水温度可按原系统设计,不用改造供热管网和采暖末端;电锅炉可以布置在原燃煤锅炉房。 但是,“煤改电”项目由于采用了电锅炉供暖,电负荷需求增加,可能需要对原供电系统进行扩容改造。
采用空气源热泵代替燃煤锅炉时,可能会存在以下问题:空气源热泵要布置在室外,需寻找合适的场地,无法利用原锅炉房;供热管网可能不满足要求需要改造;用户侧可能需要增加末端散热设备。此外,空气源热泵耗电量虽然小于电锅炉,但对于原先的燃煤锅炉而言,电负荷需求的增加也不小。
 
1.4投资和运维费用比较
每个项目都具有各自的特点,经济性比较的影响因素较多,不能—概而论。从定性分析的角度出发,在初始投资上,搭配蓄热设备的电锅炉供暖系统整体造价要低于空气源热泵供暖系统,主要原因在于两方面:电锅炉设备费用低于空气源热泵;采用空气源热泵可能会引起供热管网和末端设备的改造。 但是,在运行费用上,空气源热泵的COP高,相比于电锅炉能够节约的电费也更多,考虑到空气源热泵的故障率高于电锅炉,应额外考虑一笔维修费用。 以某热负荷10 MW的项目为例,采用空气源热泵的供暖系统投资费用约为1 500万元,采用配套蓄热设备的电锅炉供暖系统投资费用约为800万元,空气源热泵供暖系统的投资比电锅炉供暖系统的投资高出约700万元。
 
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           在“煤改电”项目中,电锅炉具有运行稳定,热源适应改造型强等方面的特点。建议配套蓄热设备如水蓄热、固体蓄热、低温相变蓄热和高温相变蓄热等,优先考虑应用于可再生能源消纳压力较大、弃风弃光问题严重、电网调峰需求较大的地区。但采用电锅炉供暖系统可能存在供电系统扩容改造的问题。
 
      考虑到空气源热泵的优点在于COP高,耗电量小,运行费用低,建议用于分户供热或小型区域供热,同时也可以用于集中供热系统中的一环,承担部分负荷,但不建议单独作为热源用于区域集中供热。此外,如果项目所在地冬季平均气温较低,不仅会导致空气源热泵的COP降低、制热效果达不到预期,还有可能影响机组寿命。在“煤改电”项目中,需要注意空气源热泵还可能存在与原系统不匹配的问题。
 
        综上,对于电供暖技术的集中供暖而言,应以电蓄热锅炉系统为主,辅以热泵系统,确保系统的稳定性和良好的采暖效果。