上海市節(jié)能協(xié)會(huì) 藍(lán)毓俊

為應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)和保障能源供應(yīng)安全，節(jié)能低碳發(fā)展已是當(dāng)前及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間世界各國(guó)的主流發(fā)展方向?！笆濉逼陂g，上海推進(jìn)節(jié)能減排和低碳發(fā)展既面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)，也蘊(yùn)含著重要機(jī)遇，因而必須進(jìn)一步加大節(jié)能低碳的工作力度，實(shí)現(xiàn)更大的突破創(chuàng)新，以完成國(guó)家下達(dá)的節(jié)能降碳目標(biāo)。

根據(jù)2012年5月26日市政府辦公廳“關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)市發(fā)展改革委等六部門制定的《上海市燃煤（重油）鍋爐清潔能源替代工作方案和專項(xiàng)資金扶持辦法》的通知（滬府辦發(fā)【2012】36號(hào)）及2013年11月25日轉(zhuǎn)發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加大力度推進(jìn)燃煤（重油）鍋爐和窯爐清潔能源替代工作的實(shí)施意見》的通知（滬府辦發(fā)【2013】66號(hào)）等文件精神要求，上海市節(jié)能協(xié)會(huì)受市發(fā)展改革委能源處的委托，對(duì)本市燃煤（重油）鍋爐清潔能源替代工作、替代設(shè)備的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)路線和節(jié)能減排效果進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的主要內(nèi)容包括燃?xì)忮仩t、電鍋爐以及其他清潔能源供熱設(shè)備的特點(diǎn)、適用范圍、運(yùn)行維護(hù)、能效與節(jié)能減排、設(shè)備投入與運(yùn)行成本，已實(shí)施替代的典型項(xiàng)目運(yùn)行情況等。

1 燃煤（重油）鍋爐現(xiàn)狀

1.1 本市燃煤（重油）鍋爐的基本情況

1）在用鍋爐數(shù)量概況

經(jīng)項(xiàng)目組多次核對(duì)，初步認(rèn)定2013年初，本市的燃煤（重油）鍋爐及窯爐為2898臺(tái)，其中分散的燃煤（重油）鍋爐為2544臺(tái)，總?cè)萘考s為9515蒸噸。

2）按鍋爐數(shù)量及容量（蒸噸）的分類分析

本市2544臺(tái)燃煤（重油）鍋爐按臺(tái)數(shù)、（容量）蒸噸分類情況如表1所示，按臺(tái)數(shù)及容量（蒸噸）的比重分類情況如表2所示。

數(shù)據(jù)反映本市現(xiàn)役燃煤（重油）鍋爐，其中2蒸噸以下的鍋爐臺(tái)數(shù)較多而蒸噸總?cè)萘枯^低（1078臺(tái)，占總蒸噸的6.02%）；6蒸噸及以上的鍋爐臺(tái)數(shù)較少而蒸噸總?cè)萘枯^高（374臺(tái)，占總蒸噸的62.13%）的基本特征。

表1 上海燃煤（重油）鍋爐按臺(tái)數(shù)及容量（蒸噸）分類

表2 上海燃煤（重油）鍋爐總體按臺(tái)數(shù)及容量（蒸噸）比重分類

1.2 燃煤（重油）鍋爐的節(jié)能減排空間

通過(guò)對(duì)燃煤（重油）鍋爐使用清潔能源替代的節(jié)能減排效果分析測(cè)算，如全市完成2898臺(tái)燃煤（重油）鍋爐和窯爐清潔能源替代工作，預(yù)計(jì)到2015年底全市可減少分散燃煤285萬(wàn)噸、重油10萬(wàn)噸、木材30萬(wàn)噸、焦炭6萬(wàn)噸，并取得良好的減排效果。

2 燃?xì)忮仩t的特點(diǎn)及替代工作情況的評(píng)估

2.1 燃?xì)忮仩t概況

燃?xì)忮仩t就是以燃?xì)庾鳛槿剂系腻仩t，是由“鍋”（即鍋爐本體水壓部分）、“爐”（即燃燒設(shè)備部分）、附件儀表及附屬設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)完整體。其中燃燒器是燃?xì)忮仩t的關(guān)鍵部件。

為改善本市能源結(jié)構(gòu)，控制燃煤污染，燃?xì)饧瘓F(tuán)自2008年開始根據(jù)上海市技監(jiān)局的鍋爐清單對(duì)鍋爐逐一排摸，不斷動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)，【2012】36號(hào)文出臺(tái)后，積極配合相關(guān)區(qū)縣政府實(shí)施清潔能源替代工作，表3為最近三年燃?xì)忮仩t的發(fā)展情況。

表3 新增和替代鍋爐通氣項(xiàng)目

2.2 燃?xì)忮仩t設(shè)備特點(diǎn)

燃?xì)忮仩t具有良好的燃燒性，其特點(diǎn)為起火迅速、鍋爐升溫快、調(diào)節(jié)靈活、燃燒效率高、環(huán)境污染小。其主要優(yōu)點(diǎn)是：

1）鍋爐熱效率較高

燃?xì)忮仩t的爐膛容積熱強(qiáng)度較高，由于煙氣污染小，對(duì)流管束承受的腐蝕小，傳熱效果好，排煙溫度低，熱效率明顯提高。燃?xì)忮仩t熱效率能達(dá)到90-95%，冷凝式燃?xì)忮仩t由于排煙溫度較低，熱效率更高。同時(shí)，燃?xì)忮仩t啟動(dòng)快、升溫速度高，能減少預(yù)熱過(guò)程的損耗；采用自動(dòng)化的燃燒控制系統(tǒng)，燃料燃燒充分，更加節(jié)能。

2）環(huán)保性能好

燃?xì)馐且环N清潔燃料，不含灰分，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中無(wú)煙塵、二氧化硫極低、其含氮量比煤和油燃料低很多，可大大減少對(duì)環(huán)境的污染，環(huán)保性能好。

3）占地面積小

燃?xì)忮仩t不需要上煤機(jī)、除渣機(jī)、除塵器、爐排、燃料儲(chǔ)存等附屬設(shè)備，使系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，占地面積縮小，減少鍋爐房面積，又能節(jié)約投資。并可減小勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，降低運(yùn)行成本，節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用、場(chǎng)地和勞動(dòng)力。

4）安全可靠性高

燃?xì)忮仩t的燃燒器控制系統(tǒng)與鍋爐控制系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，具有燃燒程控自動(dòng)控制功能，可根據(jù)水溫調(diào)控，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高。燃?xì)鈨?nèi)雜質(zhì)較少，鍋爐不易發(fā)生高低溫受熱面腐蝕，安全方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

5）改造方便

由于燃?xì)忮仩t有“鍋”有“爐”，使用燃?xì)忮仩t替代燃煤（重油）鍋爐時(shí)，可結(jié)合設(shè)備具體情況充分利用原有的鍋爐設(shè)備及設(shè)施，僅對(duì)爐膛部分進(jìn)行改造，即可實(shí)現(xiàn)改造目的，又可節(jié)省投資費(fèi)用。

2.3 燃?xì)忮仩t適用范圍

燃?xì)忮仩t包括燃?xì)忾_水鍋爐、燃?xì)鉄崴仩t、燃?xì)庹羝仩t等，可作為提供熱水、蒸汽的生產(chǎn)設(shè)備。其中燃?xì)鉄崴仩t包括燃?xì)獠膳仩t和燃?xì)庀丛″仩t，廣泛適用于工廠、醫(yī)院、學(xué)校、賓館、酒店、娛樂(lè)場(chǎng)所、居民住宅等需要蒸汽、采暖、生活熱水、洗浴等場(chǎng)所。某些生產(chǎn)企業(yè)也需要燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行產(chǎn)品加工、產(chǎn)品消毒、半成品烘干、中間品退火等。

2.4 燃?xì)忮仩t運(yùn)行、能效與節(jié)能減排

1）鍋爐運(yùn)行

燃?xì)忮仩t系統(tǒng)簡(jiǎn)單，附屬設(shè)備少，自動(dòng)化程度較高，維護(hù)成本也較低。一般鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)成本大約5-6元/千瓦·年。

2）鍋爐熱效率（見表4）

3）排放限值

煤從運(yùn)輸、儲(chǔ)存到燃燒后煙氣排放對(duì)大氣造成一定程度的污染，燃煤鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣需要脫硫除塵后才能排放。使用燃?xì)忮仩t可免除煤等燃料運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染，又可大大減輕燃料燃燒排放煙氣對(duì)環(huán)境的污染，環(huán)保性能好。

工業(yè)鍋爐（含生活鍋爐）煙塵、二氧化硫、氮氧化物最高允許限值，如表5所示：

3 電鍋爐的特點(diǎn)及替代工作情況的評(píng)估

3.1 電鍋爐的簡(jiǎn)介

1）概述

電鍋爐是以電力為能源，利用電阻發(fā)熱或電磁感應(yīng)發(fā)熱，通過(guò)鍋爐的換熱部位把熱媒水或有機(jī)熱載體（導(dǎo)熱油）加熱到一定參數(shù)(溫度、壓力)時(shí)，向外輸出具有額定功率的一種熱能機(jī)械設(shè)備。

2）電鍋爐分類

● 按結(jié)構(gòu)形式：可分為臥式和立式

● 按輸出介質(zhì)：熱水、飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、導(dǎo)熱油等

● 按工作壓力：承壓鍋爐、常壓熱水爐、真空機(jī)組

● 按系統(tǒng)：?jiǎn)螜C(jī)設(shè)備，集成機(jī)組

● 按加熱型式：直接加熱，間接加熱

表4 鍋爐熱效率、運(yùn)行管理等方面的比較

● 按供熱方式：蓄熱供熱方式、直供熱水方式、直供蒸汽方式

表5 排放濃度和煙氣黑度限值

3.2 電鍋爐的特點(diǎn)

1）清潔環(huán)保

電鍋爐在運(yùn)行時(shí)，能真正實(shí)現(xiàn)零排放、無(wú)污染、無(wú)廢氣、無(wú)廢液、無(wú)廢渣、低噪聲、無(wú)明火，能滿足消防要求等。

雖然電鍋爐在運(yùn)行時(shí)，能真正實(shí)現(xiàn)零排放、無(wú)廢氣、無(wú)廢液、無(wú)廢渣，但由于電鍋爐使用時(shí)要用電，而上海發(fā)電要用煤，大量使用電鍋爐是否會(huì)造成電廠污染增加，經(jīng)調(diào)研和分析認(rèn)為：

（1）上海電網(wǎng)中清潔能源的比例逐年增高

表6 某工廠燃煤鍋爐與電鍋爐的排放量對(duì)比表

目前上海市外來(lái)電的比例逐年增高，所占比例已達(dá)35%以上，其中主要是長(zhǎng)江流域的水電及部分核電等清潔能源；

（2）上海的各大發(fā)電企業(yè)的發(fā)電機(jī)組已實(shí)施了“上大壓下”的結(jié)構(gòu)調(diào)整，不僅能效高，并都已集中采取了脫硫、除塵、脫硝等嚴(yán)格的環(huán)保達(dá)標(biāo)處理措施，與分散的小型燃煤（重油）鍋爐在排放上有本質(zhì)的不同，據(jù)某些課題研究報(bào)告上海發(fā)電燃煤機(jī)組對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)率不高；

（3）為今后開展風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的利用做好準(zhǔn)備，打好基礎(chǔ)。

2）經(jīng)濟(jì)性較高

（1）電鍋爐將電加熱爐體與電氣控制集成一體，現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量少，接入方便。電鍋爐使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)25年左右；

（2）根據(jù)用戶的需求，電鍋爐如果能夠采用蓄熱系統(tǒng)，即指對(duì)企業(yè)、單位白天所需熱量的全部或部分，在夜間（電力低谷時(shí)段）儲(chǔ)備供白天使用，由于目前蓄熱系統(tǒng)的技術(shù)有很大程度的改進(jìn)，白天的熱損失只有百分之幾，即可充分利用夜間谷電蓄熱，從而大大降低運(yùn)行成本，以夜間低谷電的電價(jià)購(gòu)買到白天同樣的電量，能節(jié)約開支；

（3）從系統(tǒng)節(jié)能的角度看，對(duì)電網(wǎng)的移峰填谷非常有利?？蓽p輕電力高峰負(fù)荷壓力，提高輸變電設(shè)備處于高能效時(shí)段負(fù)荷率運(yùn)行的比例，降低設(shè)備容量，減少基建投資，能達(dá)到降低電網(wǎng)線損、節(jié)約用電的目的；

（4）有利于電廠節(jié)能。同樣一度電，用戶在高峰時(shí)段使用與低谷時(shí)段使用，電廠發(fā)電的供電煤耗，和電網(wǎng)輸送時(shí)的線損是不一樣的，如30萬(wàn)k W的發(fā)電機(jī)在低谷時(shí)段降低負(fù)荷情況下運(yùn)行，會(huì)造成供電煤耗增加約15%，因此移峰填谷有利于電廠總體經(jīng)濟(jì)效益提高及節(jié)能減排的進(jìn)一步優(yōu)化；

（5）上海電網(wǎng)建設(shè)較成熟，能把電力送到全市各個(gè)角落，用戶增容改造施工比較便捷。

3）節(jié)約空間

電鍋爐設(shè)備占地面積小，布置緊湊合理，原有鍋爐房可改為其它生產(chǎn)用途。

4）運(yùn)行簡(jiǎn)單

運(yùn)行操作全自動(dòng)，無(wú)需專人值守，并可根據(jù)用戶實(shí)際使用要求設(shè)定多個(gè)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)段，控制靈活，管理簡(jiǎn)便。

3.3 適用范圍廣

目前，電力供應(yīng)已覆蓋到全市各個(gè)區(qū)縣，電力已成為全市企事業(yè)單位和社區(qū)居民使用最方便、最可靠、最清潔的能源之一，且電鍋爐產(chǎn)品規(guī)格多、品種多，可滿足各種用途、各種環(huán)境和各種條件下的供熱需要，用戶可根據(jù)實(shí)際用熱量選擇直接供熱，或蓄熱供熱。適用于賓館、別墅、廠房、辦公樓、政府機(jī)關(guān)、高等院校、醫(yī)院、部隊(duì)等各種場(chǎng)所。

3.4 電鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

上海市電力公司分別對(duì)電鍋爐蓄熱供熱方案、電鍋爐直供熱水方案、電鍋爐直供蒸汽方案、燃?xì)忮仩t供熱水方案、燃?xì)忮仩t供蒸汽方案經(jīng)濟(jì)性分析比較。分析中采用全壽命周期成本凈年值NPALCC分析法、電價(jià)盈虧平衡分析法、電價(jià)敏感性分析法、成本預(yù)測(cè)分析法，谷電價(jià)取0.35元/kWh，日間平均電價(jià)按8:00-17:00時(shí)間段加權(quán)平均取0.865元/kWh，天然氣價(jià)取3.8元/立方，通過(guò)分析，結(jié)論如下：

（1）電鍋爐蓄熱供熱方案運(yùn)行成本很低，因使用全谷電價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用較低，有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。

（2）電鍋爐直供熱方案、電蒸汽鍋爐直供蒸汽方案成本較高，較燃?xì)忮仩t供熱水方案高60%，較燃?xì)忮仩t供蒸汽方案高55%，因前者使用日間電價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用較高。

（3）根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，占設(shè)備總?cè)萘拷?0%的用戶為8:00-17:00時(shí)間段用電，該時(shí)段平均電價(jià)為0.865元/kwh，相對(duì)較高，因此電力用戶要采取有效措施，盡可能錯(cuò)峰用電，充分利用谷電，降低企業(yè)能耗成本。

4 其他清潔能源的特點(diǎn)及替代工作情況的評(píng)估

4.1 分布式供能

為應(yīng)對(duì)能源與環(huán)境、資源以及氣候變化的挑戰(zhàn)，我國(guó)政府提出了多元化、清潔化和高效化的能源發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必然要求。國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》，把發(fā)展分布式能源列為節(jié)能減排的一項(xiàng)重要措施。

1）分布式供能與傳統(tǒng)供能模式的比較

（1）節(jié)能減排——節(jié)能20%以上，減排溫室氣體40%以上；

（2）一般隨用戶上下班起停，對(duì)電網(wǎng)具有調(diào)峰作用，能減小電網(wǎng)峰谷差；

（3）可布置在建筑物的地下室和屋頂，有利于節(jié)約城市土地資源；

（4）提高用戶的供電可靠性；

（5）夏季能夠協(xié)調(diào)天然氣和電力的平衡供應(yīng)，優(yōu)化能源系統(tǒng)的運(yùn)行。

2）分布式供能系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

分布式供能系統(tǒng)是一種新型的供能方式，其基本特點(diǎn)是：

（1）系統(tǒng)構(gòu)建的基本原則是“以熱定電、熱電聯(lián)供、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”；

（2）一次能源是天然氣或者其他氣體燃料（煤層氣、沼氣等），并包括可再生能源如風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等；

（3）產(chǎn)品是復(fù)合能源（電能和熱能，包括冷能），實(shí)施熱電冷三聯(lián)供，使各類能源得到充分利用達(dá)到節(jié)能減排效果；

（4）核心部分是燃?xì)庠瓌?dòng)機(jī)及其余熱的一次利用設(shè)備（余熱鍋爐、溴化鋰吸收式制冷機(jī)組等）；

（5）分布式供能系統(tǒng)必須建設(shè)在用戶側(cè)，與低壓配電網(wǎng)連接，其生產(chǎn)的電能和熱能（包括冷能）就地消費(fèi)，不占用高壓電網(wǎng)資源和基本不發(fā)生電能輸送損失，大大降低電網(wǎng)的線損，所以其系統(tǒng)能源利用效率達(dá)到高于70%以上；

（6）分布式供能系統(tǒng)在有效運(yùn)行方式下，只能提供用戶基本能量需求，必須得到公用電網(wǎng)提供支持和補(bǔ)給，以及配備輔助調(diào)峰鍋爐，才能滿足用戶的全部能量需求。

3）上海發(fā)展分布式供能的前景

“十二五”期間，上海天然氣的來(lái)源趨于豐富，西氣一線、二線、川氣、東氣和洋山進(jìn)口LNG等五種氣源供應(yīng)格局已經(jīng)形成，天然氣供應(yīng)有可靠保證。同時(shí)，天然氣的高效利用問(wèn)題更顯突出。因此，對(duì)上海而言，對(duì)接國(guó)家新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃，充分利用低碳能源，發(fā)展燃?xì)夥植际焦┠芤饬x重大，勢(shì)在必行。

上海分布式供能發(fā)展起步較早，研究較為系統(tǒng)，總體水平在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。特別是“十一五”以來(lái)，市政府高度重視，將發(fā)展分布式供能系統(tǒng)作為推進(jìn)節(jié)能減排工作的重要抓手，市發(fā)展改革委會(huì)同市有關(guān)部門建立機(jī)構(gòu)、擬訂政策、制訂規(guī)范、推進(jìn)項(xiàng)目、組織宣傳，制定了專項(xiàng)扶持辦法，為上海市分布式供能的發(fā)展提供了重要支持。

2013年上海市人民政府辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)市發(fā)展改革委等五部門制訂的《上海市天然氣分布式供能系統(tǒng)和燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展專項(xiàng)扶持辦法》的通知（滬府辦發(fā)〔2013〕14號(hào)），給予分布式供能系統(tǒng)的發(fā)展制定新一輪的優(yōu)惠扶持政策，有力地促進(jìn)上海市分布式供能系統(tǒng)的發(fā)展。

綜上，當(dāng)前無(wú)論是從低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、低碳能源安全高效利用及對(duì)節(jié)能環(huán)保的支撐，還是從政策法規(guī)、技術(shù)支持的進(jìn)步，都比以往推進(jìn)分布式供能系統(tǒng)環(huán)境更優(yōu)，時(shí)機(jī)更好。

4）適用范圍

（1）單位有穩(wěn)定的熱（冷）負(fù)荷需求，系統(tǒng)熱效率高于70%以上，分布式供能的用戶必須具有熱負(fù)荷比較集中和穩(wěn)定需求的特點(diǎn)，而且必須和傳統(tǒng)的采暖制冷系統(tǒng)優(yōu)化匹配才能夠取得最大效益。

（2）年利用小時(shí)在2000小時(shí)以上，一般適用于二班制三班制單位。

4.2 熱泵

1）熱泵節(jié)能技術(shù)概述

熱泵產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用是一項(xiàng)近代節(jié)能的新產(chǎn)品和新技術(shù)，自1930年起日本等國(guó)家就開始了熱泵的研發(fā)工作。50年代投入實(shí)際應(yīng)用后，熱泵技術(shù)經(jīng)歷了二次跨越，1971年已生產(chǎn)8.2萬(wàn)臺(tái)，1976年生產(chǎn)了30萬(wàn)臺(tái)，目前西歐，美國(guó)、日本、蘇聯(lián)、法國(guó)、意大利等國(guó)均有較大的發(fā)展。

我國(guó)熱泵節(jié)能技術(shù)研究發(fā)展也很快，特別是近幾年受到了各方面的重視，結(jié)合當(dāng)前的工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)力量已研發(fā)出較成熟的電動(dòng)壓縮式等各類熱泵且在節(jié)能改造方面得到較為廣泛的應(yīng)用。

我國(guó)低品位的廢熱資源十分豐富，回收目的在于使廢棄的熱量重新得到有效的利用。當(dāng)排熱側(cè)的溫度大于用熱側(cè)的溫度時(shí)，可用各種熱交換器回收余熱；而當(dāng)排熱側(cè)的溫度小于用熱側(cè)的溫度時(shí)，可借于熱泵裝置進(jìn)行回收。

為確保供能的穩(wěn)定性，通常在采用熱泵節(jié)能同時(shí)，還配有電鍋爐等備用設(shè)備及太陽(yáng)能（風(fēng)能）可再生能源的利用，不僅能滿足用戶全年的各種用能負(fù)荷變動(dòng)時(shí)的需求，且可進(jìn)一步提升節(jié)能減排的效益。

2）熱泵工作原理

熱泵是一種從低溫?zé)岜梦崮苻D(zhuǎn)換成可以利用的較高品位熱量的裝置。熱泵也可簡(jiǎn)單的看成一種逆向熱機(jī)。通常制冷機(jī)是從高溫?zé)嵩粗蝎@取熱量Q L，然后作功W，這時(shí)熱量Q L向低溫側(cè)排出。而熱泵則不同，它通過(guò)輸入功W，從低溫側(cè)吸取熱量Q L，然后將熱量Q H排向高溫側(cè)。由此可見，熱泵的工作過(guò)程恰好是常規(guī)制冷機(jī)的逆向工作狀態(tài)。

圖3 水泵和熱泵工作示意圖

圖4 壓縮式熱泵原理圖

3）熱泵的工作機(jī)制

以電動(dòng)壓縮式熱泵為例，可以認(rèn)為熱泵的工作機(jī)制類似于水泵即可提升低溫水的水溫，如圖3所示。

電動(dòng)壓縮式熱泵是由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥和制冷工質(zhì)所組成，如圖4所示。其中壓縮機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，裝有馬達(dá)或內(nèi)燃機(jī)（氣體透平、燃?xì)鈾C(jī)等）、外燃機(jī)等。熱泵以蒸發(fā)、冷凝形式進(jìn)行熱量交換，并依靠一種低沸點(diǎn)的碳氟化合物為熱泵的工質(zhì)。

4）熱泵的分類

（1）按工作原理分：可分為壓縮式熱泵、吸收式熱泵和化學(xué)熱泵三類；

（2）按熱源分：可分為空氣源、水源、地?zé)嵩礋岜萌悺?/p>

5）熱泵的技術(shù)特性

熱泵的技術(shù)性能通常用熱泵性能系數(shù)COP來(lái)評(píng)價(jià)。

上述公式表明，熱泵的供熱量大于壓縮機(jī)所消耗的功。

6）適用范圍

（1）各類空調(diào)熱泵；

（2）加工業(yè)上主要用于木料干燥、制革、造紙、染織、食品等行業(yè)；

（3）化工過(guò)程中的濃縮、蒸餾；

（4）賓館、醫(yī)院、學(xué)校等公共浴室、各類建筑、設(shè)備的低溫余熱回收等。

5 清潔能源替代工作技術(shù)、經(jīng)濟(jì)路線分析及評(píng)價(jià)

燃煤（重油）鍋爐清潔能源替代工作的經(jīng)濟(jì)路線和技術(shù)路線如下：

5.1 近幾年來(lái)，本市通過(guò)對(duì)燃煤（重油）鍋爐清潔能源的替代工作，已完成了數(shù)百臺(tái)的替代工程，包括對(duì)燃煤鍋爐替代、燃重油鍋爐替代以及各種容量大小的鍋爐替代，技術(shù)上是成熟的，并積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也取得了良好的節(jié)能減排效果。

5.2 燃?xì)忮仩t具有良好的燃燒性，其特點(diǎn)為起火迅速，鍋爐升溫快、調(diào)節(jié)靈活，其主要優(yōu)點(diǎn)是：鍋爐熱效率較高、環(huán)保性能較好、占地面積小、安全可靠性高、操作運(yùn)行便捷、改造方便等，在燃?xì)夤芫W(wǎng)能夠到達(dá)的地區(qū)，在已完成的替代工程中，取得了良好的業(yè)績(jī)。

5.3 改造項(xiàng)目中如在原有鍋爐輔助設(shè)備能夠繼續(xù)使用的情況下，只須投入鍋爐本體，而運(yùn)行成本主要考慮天然氣費(fèi)用、補(bǔ)水費(fèi)用、設(shè)備耗電費(fèi)用等。一般鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)成本大約5-6元/千瓦·年，燃?xì)鉄崴仩t單位K W產(chǎn)出需要的運(yùn)行成本費(fèi)用約為0.455元/h，根據(jù)案例分析，按照“上海市燃油（重油）鍋爐清潔能源替代工作方案和專項(xiàng)資金扶持辦法的通知”（滬府辦發(fā)【2012】36號(hào)）文件所實(shí)施的財(cái)政資金補(bǔ)貼政策是適當(dāng)?shù)模究蓾M足替代工程業(yè)主單位的基建投資需求；在燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)方面，給予按照《上海市公用管線工程預(yù)算定額（2000）》標(biāo)準(zhǔn)的50%收取排管工程費(fèi)的優(yōu)惠。

5.4 從某些案例看，已經(jīng)使用超過(guò)10年以上的燃重油鍋爐，僅進(jìn)行燃油部分改造成燃?xì)獾腻仩t，在節(jié)能效果上并不明顯，進(jìn)行整臺(tái)鍋爐改造效益更好。

5.5 電鍋爐在運(yùn)行時(shí)，能真正實(shí)現(xiàn)零排放，無(wú)污染、無(wú)廢氣、無(wú)廢液、無(wú)廢渣、低噪聲、無(wú)明火，能滿足消防要求以及上海電網(wǎng)已經(jīng)布滿全市各個(gè)區(qū)縣，提供電源十分方便等。

然而對(duì)于上海發(fā)電企業(yè)在用電量增加時(shí)，是否會(huì)增加污染的疑問(wèn)進(jìn)行了分析認(rèn)為：目前上海用電其中外來(lái)水電等清潔能源的比例逐年增加，所占比例已達(dá)35%以上；同時(shí)上海的發(fā)電機(jī)組已實(shí)施了脫硫、脫銷、除塵等嚴(yán)格的環(huán)保達(dá)標(biāo)處理措施，據(jù)某些資料分析，上海發(fā)電燃煤機(jī)組對(duì)空氣污染的貢獻(xiàn)率不高，對(duì)環(huán)境的影響不是主要因素。

5.6 根據(jù)用戶的需求，當(dāng)電鍋爐能夠采用蓄熱系統(tǒng)時(shí)，可充分利用夜間谷電蓄熱，并對(duì)電網(wǎng)的移峰填谷非常有利，在全壽命周期成本凈年值NPALCC計(jì)算分析中，因使用全谷電價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用很低，使電鍋爐蓄熱供熱方案成本很低，有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，因此在各種替代方式中具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)采用電鍋爐直供熱方案時(shí)，直供式電鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益將受到較大影響。

5.7 市電力公司最近提出三項(xiàng)優(yōu)惠政策：

（1）0.4KV用戶實(shí)施電鍋爐替代，涉及的上級(jí)網(wǎng)改造由電力公司承擔(dān)；

（2）10kv用戶實(shí)施電鍋爐替代，供電配套工程費(fèi)按標(biāo)準(zhǔn)減半收??；

（3）電鍋爐用戶分季節(jié)執(zhí)行平、谷時(shí)段電價(jià)。這三項(xiàng)政策將更有利于促進(jìn)電鍋爐替代工程的實(shí)施。

5.8 按照2013年上海市人民政府辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)市發(fā)展改革委等五部門制訂的《上海市天然氣分布式供能系統(tǒng)和燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展專項(xiàng)扶持辦法》的通知（滬府辦發(fā)〔2013〕14號(hào)）要求，對(duì)于滿足采用天然氣分布式供能系統(tǒng)的業(yè)主單位，應(yīng)大力提倡實(shí)施天然氣分布式供能系統(tǒng)，不僅能取得系統(tǒng)能源利用效率高于70%以上的節(jié)能減排效果，且能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。建議在有條件的企業(yè)、醫(yī)院、賓館等采用分布式供能方案。

5.9 推廣應(yīng)用熱泵供能技術(shù)，可取得很好的節(jié)能減排效益，但應(yīng)考慮滿足用戶全年的各種用能負(fù)荷變動(dòng)時(shí)的需求，可適當(dāng)配備電鍋爐為備用設(shè)備以及太陽(yáng)能（風(fēng)能）等可再生能源，以取得更佳節(jié)能效果。

5.10 在今后的燃煤（重油）鍋爐清潔能源的替代工作中，建議用戶單位應(yīng)根據(jù)具體情況，遵循市場(chǎng)規(guī)律和需求，對(duì)于可替代的各類方案進(jìn)行綜合比較研究，尋找瓶頸和解決方案，進(jìn)行正確選擇。