淺談城市供熱方式

于惠泳

摘要：城市供熱作為城市基礎(chǔ)設(shè)施之一的，是城市發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是影響環(huán)境質(zhì)量的重要因素。我國(guó)的城市供熱，從分散到集中，從以小煤爐為主到多種清潔燃料為熱源，發(fā)生了很大的變化，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)事業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化，特別隨著人們?cè)谡J(rèn)識(shí)上的深化，愈來(lái)愈注意到環(huán)保效益、資源利用、經(jīng)濟(jì)效益的綜合分析決定供熱方式,如何選擇并確定城市供熱方式，以適應(yīng)國(guó)際化大都市在環(huán)保、節(jié)能諸多方面的要求，便成了我們亟待解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：城市；供熱；方式

1城市供熱方式的分類

1．1按供熱的規(guī)模與被供熱建筑物的種類

城市集中熱力網(wǎng)供熱：熱源主要有燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、大型燃?xì)忮仩t房、大型燃煤鍋爐房、大型燃油鍋爐房、燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)等；

區(qū)域集中供熱（含樓棟式或單元式集中供熱）：小區(qū)燃?xì)忮仩t房、小區(qū)燃煤鍋爐房、小區(qū)燃油鍋爐房、樓棟式（或單元式）燃?xì)夤?、集中水源熱泵、小區(qū)帶蓄熱裝置的電鍋爐、地?zé)釤崴⒌卦礋岜玫龋?/p>

分戶供熱（individual heating）：分戶燃?xì)鉅t供熱、電暖氣（電熱膜）供熱、分戶水源熱泵供熱、分戶空氣源熱泵等；

商業(yè)或公共建筑供熱（指其自備熱源的情況）：燃油或燃?xì)庵比紮C(jī)、空氣源熱泵、水源熱泵、電鍋爐、小型燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)機(jī)組等。

1．2按能量形式

內(nèi)能供熱 ：煤、石油(汽油、柴油)、天然氣、酒精、炭、柴、草、沼氣等燃料燃燒后，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電能供熱 ：以化學(xué)能、水能、風(fēng)能、核能獲得電能后，通過(guò)電爐、電飯煲、電熱毯、電取暖器、電熱拖鞋、宇航員穿的電熱保溫裝置等再將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，主要有直接電熱方式（包括電暖氣與電熱膜供熱）和風(fēng)冷熱泵、集中和分戶水源熱泵、地源熱泵等熱泵供熱方式；光能供熱 ：通過(guò)太陽(yáng)灶、太陽(yáng)爐、太陽(yáng)能熱水器轉(zhuǎn)換裝置將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

1．3按資源

城市熱力：以熱電廠和大型供熱廠為熱源的城市熱力網(wǎng)；

燃?xì)夤幔阂蕴烊粴狻⒁夯蜌?、人工煤氣等氣體燃料進(jìn)行供熱，包括燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)、大型燃?xì)忮仩t房集中供熱、小型模塊化單棟建筑或單元式燃?xì)夤?、分戶燃?xì)鉅t供熱等；

電力供熱：以電力資源進(jìn)行供熱，主要的方式有分散式直接用電供熱（電熱供熱）、蓄熱式電熱鍋爐、電動(dòng)熱泵三種。

燃油供熱：以燃油為能源的供熱方式，包括大中型燃油鍋爐房集中供熱、商業(yè)建筑中的直燃機(jī)等；此種方式受國(guó)際市場(chǎng)油價(jià)影響較大，而且目前，油品價(jià)格呈上漲的總趨勢(shì)，另外，燃油鍋爐及配套的儲(chǔ)油罐和輸配管網(wǎng)在市區(qū)選址較困難，故我國(guó)的大多數(shù)城市不易選擇此種方式。

工業(yè)余熱和地?zé)峁幔撼浞掷霉I(yè)余熱和地?zé)豳Y源，對(duì)節(jié)約能源改善環(huán)境都有良好作用。地?zé)崾且环N清潔無(wú)污染的能源。由于供熱時(shí)要受某些技術(shù)條件的限制，因此在我國(guó)供熱面積不大。

其它方式：主要是指燃煤小鍋爐及其它非清潔能源爐供熱。

1．4按供熱范圍

集中供熱：以蒸汽或熱水為載熱介質(zhì)，由集中熱源通過(guò)供熱管網(wǎng)向整個(gè)城鎮(zhèn)或其中某一地區(qū)的用戶供應(yīng)生產(chǎn)和生活用熱，稱集中供熱。

分散供熱：除集中供熱以外其他供熱。

在燃煤的條件下，集中供熱與分散供熱相比，有明顯優(yōu)勢(shì)：有較好的經(jīng)濟(jì)效益。因集中供熱用的鍋爐容量大，熱效率高，可以達(dá)到90%以上，而分散供熱的小型鍋爐熱效率只有60%左右，或更低。因此城市集中供熱代替分散供熱綜合起來(lái)可節(jié)約20～30%的能源；有良好的環(huán)境效益。城市污染主要來(lái)源于煤直接燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和煙塵。集中供熱的鍋爐容量大，大量減少了煙囪數(shù)量，加之有較完善的除塵設(shè)備，采用高效率的除塵器，除塵率可達(dá)90～98%，甚至更高，能有效降低城市污染；有很好的社會(huì)效益。城市集中供熱對(duì)于方便人民生活，減少了鍋爐房占地面積，有利于土地資源的合理使用。

2分析城市供熱幾種方式

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，城市燃料結(jié)構(gòu)以煤為主并采取以熱電廠和區(qū)域鍋爐房供熱的集中供熱方式受到了挑戰(zhàn)；熱電廠高空排放有利于改善供熱地區(qū)的排放濃度，但其總排放量包括發(fā)電用煤將超過(guò)供熱用煤的排放總量，因此，必須以清潔能源供替煤炭，以減少污染物的排放量，達(dá)到國(guó)家要求的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。在此形勢(shì)下燃?xì)夤岷碗娏岬玫搅搜杆侔l(fā)展。

2．1燃?xì)饧绣仩t房供熱方式的適用條件與適用范圍

由于煤改氣，清潔燃料天然氣的使用，大型區(qū)域鍋爐房在燃燒效率、環(huán)境影響等方面已無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，而中型、小型區(qū)域鍋爐房則有投資省、運(yùn)行成本低、規(guī)模適中、布局靈活等（特別是小型區(qū)域鍋爐房）的突出優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)于燃?xì)獾膮^(qū)域鍋爐房供熱，其規(guī)模在幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)平方米供暖面積的范圍內(nèi)較為適宜。

樓棟式鍋爐房雖有投資小、運(yùn)行成本低。占地少（布置在住宅樓內(nèi)）、便于籌資的優(yōu)點(diǎn)，但其燃燒效率較低，不易采取低NOx措施，再加上煙氣的低空排放等原困，不適合大面積采用，可作為其它區(qū)域鍋爐房供熱方案的調(diào)劑和補(bǔ)充。

大型燃?xì)忮仩t房主要問(wèn)題是投資高，但其鍋爐燃燒效率高，可采用低NOx措施，運(yùn)行成本較低，相對(duì)占地面積小，對(duì)于已形成市區(qū)熱網(wǎng)的地方，為充分發(fā)揮己有集中供熱的潛力，可適當(dāng)配合采用。

2．2 燃?xì)獬Ｒ?guī)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式的適用條件和使用范圍

常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)在全年供熱工況的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益都相當(dāng)顯著，如果僅用于冬季供熱供熱，在供暖季節(jié)當(dāng)然效益尤佳，但非供熱季就停機(jī)，或純凝汽運(yùn)行都是不合適的；如果非供熱季有生活熱水負(fù)荷或生產(chǎn)性負(fù)荷當(dāng)然可以繼續(xù)運(yùn)行。由于本電站機(jī)組的抽汽和排汽壓力都是按供熱負(fù)荷選用的，最高壓力為0.245MPa，僅適用于生活熱水負(fù)荷和電站附近的制冷工藝。

在燃煤的條件下，常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益都比熱電分產(chǎn)有明顯優(yōu)勢(shì)。但在燃料為天然氣的條件下，是否采用常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方案，除了要與區(qū)域鍋爐房進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較外，還應(yīng)與聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的供熱方案進(jìn)行比較，因?yàn)?，在這種情況下，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能效益可能更加明顯。

2．3燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的適用條件與使用范圍

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式，煙氣排放濃度都在國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，能源利用率都比較高，特點(diǎn)是能源全品位的梯級(jí)利用，具有較高的技術(shù)性能。熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)堅(jiān)持以熱定電的原則，聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)的熱化系數(shù)分別為0.33和0.44，雖然其運(yùn)行成本較高，但有利于環(huán)保，初投資較低。特別是區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)方式，便于單位自籌資金，在允許上網(wǎng)的條件下，在熱電聯(lián)產(chǎn)方式中應(yīng)優(yōu)先考慮。

2．4分散式直接用電供熱（電熱供熱）

分散式直接用電供熱方式很多，如：電暖氣、紅外線電加熱器、低溫輻射電熱膜等。目前，只有少量無(wú)供熱系統(tǒng)的用戶采用了電暖氣和電熱膜等分散式直接電熱供熱的方式，但數(shù)量少。低溫輻射電熱膜供熱具有以下優(yōu)點(diǎn)：舒適；節(jié)水；節(jié)省鍋爐房?jī)?chǔ)煤、堆灰等一系列占地；無(wú)環(huán)境污染；使用壽命長(zhǎng)；計(jì)量、調(diào)節(jié)方便；施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但從節(jié)能角度看，用電供熱不合理，因?yàn)楫a(chǎn)一度電要耗能3000千卡，而只有860千卡轉(zhuǎn)化為熱能，能源利用效率不到30％。

2．5蓄熱式電熱鍋爐的特點(diǎn)：

電熱鍋爐沒(méi)有燃燒，不排放有害氣體，沒(méi)有廢棄物。因此它具有無(wú)污染、無(wú)噪音、有利于環(huán)境保護(hù)等特點(diǎn)；既能削峰填谷，又可充分利用低谷電價(jià)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的；自動(dòng)化程度高，運(yùn)行安全可靠，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；鍋爐供熱系統(tǒng)熱效率較高，但由于是直接用電這種高位能源供熱，所以綜合能源效率較低。

2．6電動(dòng)熱泵的主要特點(diǎn)：

合理地利用了高品位能量，綜合能源效率較高；對(duì)供熱區(qū)域無(wú)污染，環(huán)保效益好；一機(jī)兩用，提高了設(shè)備利用率；具有熱回收功能，可以充分利用室外陽(yáng)光、室內(nèi)人員、電器辦公設(shè)備等放出的熱量，節(jié)能效益明顯；運(yùn)行靈活、方便、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便；一次性投資高，設(shè)備維護(hù)較復(fù)雜；熱泵噪音較大。

2．7 壁掛式供熱爐

易在分散的別墅住宅采用,在多層和高層住宅中使用，煙氣宜集中排放，并注意防火。

2．8直燃式溴化鋰?yán)錈釞C(jī)組供熱方式

直燃式溴化鋰?yán)錈釞C(jī)組供暖，從環(huán)境保護(hù)考慮不如熱電冷三聯(lián)供和區(qū)域鍋爐房供暖，但優(yōu)于獨(dú)立式壁掛供暖爐供暖。從能源效益分析，不如熱電冷三聯(lián)供和熱泵。就年總費(fèi)用評(píng)價(jià)，優(yōu)于熱泵，不及其它供暖方式。但如綜合考慮，由于冷、熱源一體化，不需要建筑獨(dú)立的鍋爐房，資金分散到各用戶籌措，自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，特別適合于小區(qū)供熱。