集中供熱應(yīng)用于城市地區(qū)的可行性分析

王濤 高海光

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)供暖方式的缺陷日益突出，新的供暖方式不斷興起。不同的熱源決定了供暖規(guī)模和段末形式的不同。我國建筑能耗量巨大，要求必須根據(jù)實際的國情出發(fā)制定相關(guān)能源政策。集中供熱可以提高能源利用率、節(jié)約能源，還可以可以騰出大批分散的小鍋爐房及燃料 、灰渣堆放的占地，用于綠化，改善市容，并且易于實現(xiàn)科學(xué)管理，提高供熱質(zhì)量。實現(xiàn)集中供熱是城市能源建設(shè)的一項基礎(chǔ)設(shè)施，是城市現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。

關(guān)鍵詞：集中供熱 ；節(jié)約能耗；

一、供熱系統(tǒng)消耗能量的環(huán)節(jié) 1、熱制備我國城市集中供熱熱制備主要來自燃燒化石燃料的區(qū)域鍋爐房和城市熱電廠。區(qū)域鍋爐房的主要耗能設(shè)備是鍋爐、燃料輸送及灰渣清除機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)、水制備和輸配系統(tǒng)的水泵；它們耗用的能源是燃料、電力、水和熱；通?？梢杂脝挝还崃康南牧縼碓u定耗能水平。熱電廠是由抽凝式、或背壓式供熱機(jī)組排汽通過熱能轉(zhuǎn)換裝置傳遞給熱網(wǎng)系統(tǒng)；首站是供熱系統(tǒng)的熱源，主要耗能設(shè)備是熱交換器、輸配系統(tǒng)的水泵。它們耗用的能源是蒸汽、電力、水和熱；通常可能用單位供熱量的消耗量來評定耗能水平。 2、轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換是通過熱力站交換器把一級網(wǎng)的熱能傳遞給二級網(wǎng)，并由它輸送到熱用戶。熱力站是二級網(wǎng)的熱源，主要耗能設(shè)備是熱交換器、二級網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)水泵和補水泵。它們耗用的能源是一級網(wǎng)高溫水/蒸汽、電力、水和熱；通?？梢杂脝挝还崃康南牧縼碓u定耗能水平。 3、輸送熱能輸送由熱網(wǎng)承擔(dān)，供熱管道由鋼管、保溫層和保護(hù)層組成，其結(jié)構(gòu)依敷設(shè)而異。管道敷設(shè)有架空、管溝和直埋三種方式。它們的能量消耗是沿途散熱的熱損失和泄漏的水、熱損失。一般可用熱網(wǎng)熱效率來表示其保溫效果和保熱程度；熱網(wǎng)補水率來表示熱網(wǎng)水泄漏的程度。在熱網(wǎng)管線上有時還設(shè)置中間加壓泵，以降低和改善系統(tǒng)水力工況（設(shè)置在非空載干線上，還能節(jié)省輸送電耗），它的能量消耗設(shè)備是水泵，可用單位供熱量的耗電量來評定耗能水平。 4、用熱用熱環(huán)節(jié)即終端系統(tǒng)用熱設(shè)備。城市集中供熱主要是建筑物內(nèi)的采暖（為簡化分析只談最大熱用戶）。一般都是通過采暖散熱器把熱傳給房間以保持舒適的室內(nèi)溫度。它的耗能設(shè)備是采暖散熱器。其能耗量取決于建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能、保持的室內(nèi)溫度和外界環(huán)境的溫度；其耗熱量可通過計量進(jìn)入的循環(huán)水量和供、回水溫差積分獲得。通常以單位供暖面積的耗熱量來評定耗能水平。 二、城市集中供熱的優(yōu)點 1、提高能源利用率、節(jié)約能源。供熱機(jī)組的熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率可達(dá)85％，而大型汽輪機(jī)組的發(fā)電熱效率一般不超過40?％；區(qū)域鍋爐房的大型供熱鍋爐的熱效率可達(dá)80％～90％，而分散的小型鍋爐的熱效率只有50％～60％。 2、有條件安裝高煙囪和煙氣凈化裝置，便于消除煙塵，減輕大氣污染，改善環(huán)境衛(wèi)生，還可以實現(xiàn)低質(zhì)燃料和垃圾的利用。 3、可以騰出大批分散的小鍋爐房及燃料、灰渣堆放的占地，用于綠化，改善市容。 4、減少司爐人員及燃料、灰渣的運輸量和散落量，降低運行費用，改善環(huán)境衛(wèi)生。 5、易于實現(xiàn)科學(xué)管理，提高供熱質(zhì)量。實現(xiàn)集中供熱是城市能源建設(shè)的一項基礎(chǔ)設(shè)施，是城市現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。 三、集中供熱與分散供熱的區(qū)別 分散供熱主要指的是各單位利用自備的燃煤小工業(yè)鍋爐自給自足的一種供熱方式。據(jù)統(tǒng)計，我國工業(yè)鍋爐約有50萬臺、120萬蒸噸／時，平均單臺容量僅為2.4蒸噸／時，平均運行熱效率僅50％。這些小鍋爐在當(dāng)?shù)丶泄岵话l(fā)達(dá)的時期，確有其方便處，也是必需的，但其效率低、污染嚴(yán)重、供熱質(zhì)量差等缺點也極為突出。 相比分散供熱，集中供熱有明顯的優(yōu)勢。集中供熱以一個或幾個熱源點為依托構(gòu)筑熱力管網(wǎng)，通過熱力管網(wǎng)向用戶輸送熱能。集中供熱的鍋爐容量較大、熱效率較高、經(jīng)濟(jì)性較好，相應(yīng)的供熱成本較低、供熱質(zhì)量較好，而且集中供熱鍋爐的污染物排放處理設(shè)施一般也較為完備，對環(huán)保有利，所以國家倡導(dǎo)集中供熱。 四、開展城市集中供熱的思考 1、集中供熱的技術(shù)可行性集中供熱系統(tǒng)的合理輸送距離應(yīng)該是相對的，關(guān)鍵看用熱負(fù)荷特性，對于較大規(guī)模的持續(xù)而穩(wěn)定的熱負(fù)荷，進(jìn)行較遠(yuǎn)距離輸送仍然是合理的。進(jìn)行較遠(yuǎn)距離供熱，為維持末端參數(shù)穩(wěn)定，始端參數(shù)的調(diào)控應(yīng)能隨負(fù)荷波動在較大調(diào)整區(qū)域內(nèi)適應(yīng)，例如優(yōu)先選擇熱電聯(lián)產(chǎn)供熱時應(yīng)配合使用減溫減壓裝置作為備用及補充汽源；同時也要求對于用熱加強(qiáng)計劃與調(diào)度，努力使用熱負(fù)荷保持良好的穩(wěn)定性與持續(xù)性。一句話，進(jìn)行遠(yuǎn)距離供熱，需要供用汽雙方密切配合，才能取得良好效果。作為技術(shù)方案，進(jìn)行較遠(yuǎn)距離供熱的管道敷設(shè)方式也是需要重點考慮的一點，要根據(jù)地區(qū)的地理情況，避免影響管道保溫性能的敷設(shè)方式，對于保溫應(yīng)切實強(qiáng)調(diào)其設(shè)計、施工、運行、維護(hù)的全過程管理，以保障蒸汽輸送安全、經(jīng)濟(jì)。熱補償方式要盡量利用管道自然補償；疏水器的規(guī)格尺寸應(yīng)滿足排凝水量的要求，尤其低流量工況下蒸汽輸送至末端凝結(jié)量較大，應(yīng)考慮提前設(shè)置自動經(jīng)常疏水裝置以盡早排盡凝結(jié)水。較遠(yuǎn)距離供熱的供熱調(diào)節(jié)非常重要，較遠(yuǎn)距離供熱管線中間容積大，不穩(wěn)定工況和低負(fù)荷工況下容易發(fā)生蒸汽凝結(jié)，產(chǎn)生水擊，因此要選取科學(xué)合理的調(diào)節(jié)方式并進(jìn)行水擊防范，要有切實、周全的保障措施確保供熱安全可靠。 2、集中供熱的經(jīng)濟(jì)可行性對于較遠(yuǎn)距離供熱的經(jīng)濟(jì)可行性，應(yīng)測算工程造價及其投入產(chǎn)出情況。工程造價依據(jù)工程量測算得出，供熱成本考慮固定成本和變動成本，其中固定成本由折舊費、大修理費、維護(hù)人工費、還貸利息和其他費用（辦公費、差旅費、勞動保護(hù)費、財產(chǎn)保險費、業(yè)務(wù)招待費、養(yǎng)老保險、待業(yè)保險費、住房公積金、福利費、教育經(jīng)費、工會經(jīng)費和其他管理費等）組成；變動成本考慮因較遠(yuǎn)距離供熱和熱負(fù)荷變化造成熱耗加大而增加的費用以及為抵償工程投資，提高熱價部分增加的增殖稅金及附加費等因素。較遠(yuǎn)距離供熱的定價應(yīng)極為審慎，因為較遠(yuǎn)距離供熱對于較大規(guī)模的持續(xù)而穩(wěn)定的熱負(fù)荷的依賴嚴(yán)重，需要調(diào)動用戶的用熱積極性，使工程投產(chǎn)后即能快速達(dá)到較高負(fù)荷，才能保證管線安全、穩(wěn)定運行，因此應(yīng)確定較為優(yōu)惠的熱價，盡量讓利給熱用戶，以拉動其需求。定價要貫徹保本微利原則，以滿足貸款償還年限為首要，盡量壓縮供熱的盈利空間。在確定了工程造價、供熱成本及蒸汽銷售單價后，即可進(jìn)行各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如內(nèi)部收益率指標(biāo)和投資回收期指標(biāo)等的計算，以客觀評估工程的經(jīng)濟(jì)效果。 另外，還應(yīng)進(jìn)行敏感性分析，分析工程相關(guān)的煤價、油價、電價、熱價、熱量、電量等敏感性因素對工程項目的影響，并應(yīng)與其他的供熱方案進(jìn)行比較，例如與油爐供熱方案等進(jìn)行比較 3、集中供熱對城市景觀及環(huán)保等的影響如果為了節(jié)省投資，全部采用架空敷設(shè)，進(jìn)行較遠(yuǎn)距離供熱對于城市景觀的影響無疑是較大的，畢竟熱力管網(wǎng)側(cè)重考慮的是實用價值而非其觀賞性，其實雖然全部架空對于較遠(yuǎn)距離供熱管線的運行操作與檢查維護(hù)也都較為有利，但對其熱損耗也是不利的，大家知道架空的熱損耗最大，一旦被臺風(fēng)等自然災(zāi)害破壞了保溫，熱損耗就更為嚴(yán)重了，因此進(jìn)行較遠(yuǎn)距離供熱的管線敷設(shè)方式以采取地下敷設(shè)為主較為適合，只有管段在確認(rèn)不太影響城市景觀且不易為自然災(zāi)害等破壞的情況下才適宜架空，采用架空的管段也應(yīng)以低架為主。 結(jié)語：城市集中供熱是城市公益性、基礎(chǔ)性設(shè)施，是社會文明的表現(xiàn)。在我國能源結(jié)構(gòu)中還大量使用燃煤為一次能源的現(xiàn)階段，如何發(fā)揮城市集中供熱的效益，努力降低其對環(huán)境的污染程度是人們共同關(guān)心的問題，開展較遠(yuǎn)距離供熱應(yīng)該是一條較好的途徑。