淺析城市集中供熱工程規(guī)劃設計中的相關節(jié)能技術問題

張海鵬

城市集中供熱近年來在我國北方地區(qū)的建設方興未艾，對于合理利用能源、節(jié)約能源、改善環(huán)境、完善城鎮(zhèn)基礎設施、提高城市載體功能等方面起到了積極的推動作用。也正是由于其自身所起的作用對于一個城市整體建設與發(fā)展影響巨大，因而項目本身的必要性與可行性的研究也就顯得尤為重要。

國家就熱電聯(lián)產城市集中供熱項目的可行性研究出臺了許多有關的政策、規(guī)定和要求，結合近年來參與的多項城市集中供熱可行性研究的體會，本文就熱電聯(lián)產城市集中供熱項目規(guī)劃設計中的相關節(jié)能技術問題作以分析。

1.重視規(guī)劃

城市規(guī)劃、熱力規(guī)劃是城市建設、發(fā)展中的一個重要環(huán)節(jié)。合理的規(guī)劃既要注重歷史與現(xiàn)實之間的發(fā)展規(guī)律，也要具有敏銳的前瞻性。確定熱電聯(lián)產項目的規(guī)模，首先就要立足于科學合理的城市規(guī)劃和熱力規(guī)劃，這樣才能指導工程建設，才能使項目實現(xiàn)技術上可行、經濟上合理之目的。因此，開展城市集中供熱可行性研究之前，務必要依據城市建設部門批準的城市規(guī)劃和城市熱力規(guī)劃。諸如，哈爾濱市華能集中供熱有限公司所承建的道里集中供熱項目建設一座大型熱源廠，占地10.7萬平方米，安裝6臺116MW循環(huán)流化床熱水鍋爐、3臺75毛咐循環(huán)流化床蒸汽鍋爐、2臺1 ZMW汽輪發(fā)電機組及附屁系統(tǒng)；敷設供熱管網干線腸公里，新建改建換熱站1%個、調峰鍋爐房4座。建成后向道里、道外1758萬平方米房屋供熱。與華欣電廠并網運行后，可增加供熱面積300萬平方米，總供熱面積達到2058萬平方米，占哈市的五分之一。實施道里集中供熱項目建設是市委、市政府為從根本上解決老城區(qū)供熱“難”問題，提人民生活質量，創(chuàng)建生態(tài)園林城市，促進經濟可持續(xù)發(fā)展，所做出的一項科學決策。該項目建成后，用高效、大容量鍋爐替代分散小鍋爐，社會環(huán)保效應十分顯著，停用了供熱區(qū)域內原有鍋爐房823處，取消舊鍋爐1326臺，每年可減少燃煤消耗30萬噸，減少灰渣9.5萬噸，減少二氧化硫排放2200噸、煙塵排放11萬噸，利用倒出的儲煤、儲灰場，可新增城區(qū)綠地15萬平方米，區(qū)城大氣環(huán)境質量極大改善。實現(xiàn)24小時連續(xù)供熱，供熱質量穩(wěn)定提高，使城市集中供熱普及率提高15個百分點，促進了我市集中供熱節(jié)能減排工作的發(fā)展。

2.重視熱負荷的調查核實

熱負荷可靠、落實與否，直接關系到項目的機組選型、投資規(guī)模與建成運行后的經濟性。熱負荷的調查核實過程中應注意如下問題：

2.1現(xiàn)有熱負荷的調查核實必須取得第一手材料，即應對現(xiàn)有可施行集中供熱的各類建筑按類別落實建筑面積，不可輕易停留在建設單位提供的書面報告上。以哈爾濱市城市集中供熱為例，市區(qū)實有房屋建筑面積為1.36億平方米，各種采暖方式總計耗原煤450萬噸。其中，熱電聯(lián)產供熱面積3917萬平方米，占28.7%；耗煤97.9萬噸，占21.7%。若將現(xiàn)有和在建熱電聯(lián)產項目全部建成，熱電聯(lián)產機組可供熱面積（不含調峰鍋爐房）將達到9400萬平方米，相當于2005年的2.4倍；而機組年耗煤量將高達1500萬噸以上，相當于2005年的15.6倍。而在這些能源消耗中，只有1/4用來對城市供熱，其余3/4則消耗于城市并不需要的發(fā)電。國發(fā)[2007]2號文件（《國務院批轉發(fā)展改革委、能源辦關于加快關停小火電機組若干意見的通知》）明確指出：“熱電聯(lián)產機組原則上要執(zhí)行‘以熱定電?！卑l(fā)改能源[2007]141號文件（《國家發(fā)展改革委、建設部關于印發(fā)〈熱電聯(lián)產和煤矸石綜合利用發(fā)電項目建設管理暫行規(guī)定〉的通知》）中也明確規(guī)定：“在嚴寒、寒冷地區(qū)且具備集中供熱條件的城市，應優(yōu)先規(guī)劃建設以采暖為主的熱電聯(lián)產項目，取代分散供熱的鍋爐，以改善環(huán)境質量，節(jié)約能耗?！币虼耍瑖乙鬅犭娐?lián)產項目必須堅持以供熱為主，以“熱”定電。

2.2不可按現(xiàn)有分散的鍋爐容量統(tǒng)計熱負荷。分散小鍋爐因其熱效率低、系統(tǒng)配置不完善等原因普遍出力不足，如果按其銘牌標定出力統(tǒng)計熱負荷，顯然偏大。

2.3不可按現(xiàn)有分散供熱單位的耗煤量統(tǒng)計熱負荷。現(xiàn)有供熱單位往往只能提供燃煤的低位發(fā)熱值和總煤耗，因其缺乏科學的耗煤計量手段，只能依據燃煤的進料統(tǒng)計表，而這極易存在較大的偏差，其結果也會造成熱負荷統(tǒng)計偏大。

2.4發(fā)展熱負荷的依據性要充分。熱電聯(lián)產項目的建設規(guī)模既要立足當前，更要注重發(fā)展；前面已經談到過城市規(guī)劃及熱力規(guī)劃的重要性就是這個意思。發(fā)展熱負荷一方面要根據歷史與現(xiàn)實的發(fā)展規(guī)律，另一方面要充分考慮時代的發(fā)展特點國家產業(yè)政策和地域經濟特征等方面的因素。發(fā)展熱負荷考慮得不充分，本期工程經過建設運行后不久或尚未運行就會涉及到擴建問題，由于配套公用設施不足，擴建投資相應增大；發(fā)展熱負荷考慮過大，既便考慮了分期建設的可能性，也會在公用設施上加大投資，造成閑置和浪費。

3.重視熱網都分

熱電聯(lián)產項目中，熱網部分的資金投入比例很大，特別是在以城鎮(zhèn)冬季集中供熱為主要負荷的熱電聯(lián)產項目中，熱網部分無論是投資比例或是技術方案的優(yōu)劣均舉足輕重。

國家計委、建設部頒布的《熱電聯(lián)產項目可行性研究技術規(guī)定》中要求：熱網部分投資超過1500萬元應單獨編制可行性研究，而以一般熱網工程來講，這樣投資規(guī)模的熱網也僅在40～50萬m2左右。所以說，供熱面積在100-150萬m2以上的中小型熱網乃至500萬m2以上大型熱網工程的可行性研究尤為重要。

熱網部分的重心在于合理布置管網走向、確定供熱參數(shù)、敷設方式、系統(tǒng)與用戶的連接方式、運行調節(jié)方案、補償、特殊跨越等環(huán)節(jié)，其中有些細致部分是可行性中應注意的。

3.1供熱介質參數(shù)的確定

供熱參數(shù)的大小，關系到系統(tǒng)流量和管徑的大小，直接影響熱源部分的首站規(guī)模。供熱參數(shù)低，系統(tǒng)循環(huán)水量增大，換熱設備投資增大，循環(huán)水泵容量加大，系統(tǒng)補水量及水處理設備增加；相反地，提高供熱參數(shù)，則受到管網保溫材料耐溫極限限制。當前普遍采用聚胺脂泡沫保溫成品管直埋敷設，其施工方便、管網投資較低、城市景觀不受影響、熱損失小等優(yōu)點已得到認同。其保溫材質的耐溫極限一般在140%左右；所以主張在管網保溫極限值之內盡可能提高供熱介質參數(shù)，以減少管網以及相應配套設施的投資。

3.2循環(huán)水泵的選擇

熱力管網運行調節(jié)可以是單獨的質調節(jié)、量調節(jié)和改變流量的質調節(jié)。其方式的確定取決于熱源部分的機組調節(jié)方式和熱網循環(huán)系統(tǒng)的水力工況。一般來講，為保證系統(tǒng)水力工況的穩(wěn)定同時減少系統(tǒng)運行的能耗，對于一級供熱管網，普遍采用分階段改變流量的質調節(jié)；因此循環(huán)水泵的流量、揚程是動態(tài)的；不少可行性研究中，尤其是在系統(tǒng)循環(huán)水量較大的項目設計中，常常出現(xiàn)選擇多臺同型號循環(huán)泵并聯(lián)方案，意在通過不同臺數(shù)的水泵并聯(lián)運行以達到改變流量的目的。其實這樣的方案極不合理。簡單地說兩臺泵并聯(lián)運行的工況較一臺泵的運行工況（效率）大為下降，更不用說三臺或以上臺數(shù)的泵并聯(lián)運行了。所以主張按擬訂的調節(jié)方案盡可能的選擇一臺泵獨立運行，以求最大效率和最低電耗。在此基礎上，為更好的實現(xiàn)根據室外溫度的變化從而調節(jié)系統(tǒng)供熱量，可進而對循環(huán)泵進行變頻調速。

3.3實現(xiàn)熱電聯(lián)產的區(qū)域

因供熱成本應較低，可適當降低用熱價格，運用價格杠桿進行引導，逐步淘汰落后熱源；也可通過合資、收購或資本股份化運作方式，將原有熱源供熱管網資源經合理整合調整后，逐步并入熱電聯(lián)產主網運行，以達到節(jié)能降耗、提高供熱質量和服務水平的目的，最終使老百姓得到實惠，也使先期投資者得到應有的補償與利益，爭取實現(xiàn)互利互贏。

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