城市集中供熱的幾個問題的探討

榮啟華

摘 要：城市集中供熱是城市公益性、基礎(chǔ)性設(shè)施，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。

關(guān)鍵詞：集中供熱；可持續(xù)發(fā)展；節(jié)能優(yōu)化

Abstract： The urban central heating city public welfare， infrastructure facilities， how to play the benefits of the urban central heating， and efforts to reduce its pollution of the environment issues of common concern.

Keywords： central heating； sustainable development； energy optimization

1.供熱系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)

1.1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械、鼓風(fēng)機和引風(fēng)機、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；通常可以用單位供熱量的消耗量來評定耗能水平。熱電廠是由抽凝式、或背壓式供熱機組排汽通過熱能轉(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?？赡苡脝挝还崃康南牧縼碓u定耗能水平。

1.2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。

1.3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。

1.4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。

2.城市集中供熱的優(yōu)點

2.1提高能源利用率、節(jié)約能源。供熱機組的熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率可達85%，而大型汽輪機組的發(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80%～90%，而分散的小型鍋爐的熱效率只有50%～60%。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

2.5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。

3.集中供熱技術(shù)可行性分析

集中供熱系統(tǒng)的合理輸送距離應(yīng)該是相對的，關(guān)鍵看用熱負荷特性，對于較大規(guī)模的持續(xù)而穩(wěn)定的熱負荷，進行較遠距離輸送仍然是合理的。進行較遠距離供熱，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計劃與調(diào)度，努力使用熱負荷保持良好的穩(wěn)定性與持續(xù)性。一句話，進行遠距離供熱，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，進行較遠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)切實強調(diào)其設(shè)計、施工、運行、維護的全過程管理。以保障蒸汽輸送安全、經(jīng)濟。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。較遠距離供熱的供熱調(diào)節(jié)非常重要，較遠距離供熱管線中間容積大，不穩(wěn)定工況和低負荷工況下容易發(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)方式并進行水擊防范，要有切實、周全的保障措施確保供熱安全可靠。

4.集中供熱的經(jīng)濟可行性分析

對于較遠距離供熱的經(jīng)濟可行性，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、維護人工費、還貸利息和其他費用（辦公費、差旅費、勞動保護費、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距離供熱和熱負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。較遠距離供熱的定價應(yīng)極為審慎，因為較遠距離供熱對于較大規(guī)模的持續(xù)而穩(wěn)定的熱負荷的依賴嚴(yán)重，需要調(diào)動用戶的用熱積極性，使工程投產(chǎn)后即能快速達到較高負荷，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，即可進行各項經(jīng)濟指標(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)濟效果。

另外，還應(yīng)進行敏感性分析，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行比較。

5.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。

6.集中供熱節(jié)能分析

發(fā)展城市集中供熱是節(jié)能、保護環(huán)境的重要途徑；是城市現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)設(shè)施。城市集中供熱指的是在城市的個別區(qū)域乃至整個城市，利用一個熱源或多個熱源向工廠或民用建筑供熱的一種方式。城市集中供熱規(guī)劃應(yīng)根據(jù)氣候條件，整個采暖期內(nèi)均能達到規(guī)定的供熱標(biāo)準(zhǔn)，并可節(jié)約能源，獲得良好的環(huán)保效能。

6.1熱網(wǎng)方面

管網(wǎng)設(shè)計缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，加之熱負荷發(fā)生較大變化，致使目前管網(wǎng)的水力工況與壓力工況混亂狀況嚴(yán)重。

架空敷設(shè)的管網(wǎng)使用時間較長，散熱損失非常大，腐蝕嚴(yán)重，漏點較多。地溝敷設(shè)的管網(wǎng)保溫層破損脫落。管道、閥門腐蝕嚴(yán)重。有些熱網(wǎng)嚴(yán)重老化，跑、冒、滴、漏問題突出。

現(xiàn)在運行的熱力管網(wǎng)技術(shù)管理水平比較落后。調(diào)節(jié)手段和監(jiān)控不能控制水力工況和熱力工況的平衡調(diào)節(jié)。不具備分戶計量、變流量運行的調(diào)節(jié)手段。因此，元法實現(xiàn)對熱量進行統(tǒng)一調(diào)度。

熱阿的節(jié)能優(yōu)化各熱源間的熱網(wǎng)也是關(guān)鍵因素之一，必須保證各熱源在不同負荷下不同供熱范圍時的輸送能力和調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件實現(xiàn)各熱源、熱網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)運行。實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)可使各熱源都處于高效運行區(qū)，并可在不同負荷下選擇最經(jīng)濟、最節(jié)能的熱源運行，同時在個別熱源出故障時互為補充備用，提高供熱系統(tǒng)的可靠性。

6.2熱用戶方面

現(xiàn)狀存在問題：供熱質(zhì)量差，冷熱不均；熱費收取不合理，收費困難；規(guī)劃水平有限，制約節(jié)能工作的落實。

應(yīng)重視和完善城市供熱規(guī)劃中針對熱用戶的規(guī)劃內(nèi)容。在城市供熱規(guī)劃階段，應(yīng)充分認識熱用戶在集中供熱系統(tǒng)中節(jié)能的重要性。對熱用戶的規(guī)劃應(yīng)體現(xiàn)出一定的先進性和超前性。針對不同的熱用戶采取不同的技術(shù)措施。

逐步建立和完善對熱用戶按耗熱量計取熱費的體系，改變按面積收取熱費的不合理方法。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，可通過兩種方式建立熱量消耗計量：第一種方法，對于可以分戶控制的熱用戶，可在每一用戶入口裝熱能計，以計量其耗熱量；第二種方法，對于不能實現(xiàn)分戶控制的熱用戶，可在每組用戶的人口裝熱能計，在用戶的每一散熱器上裝熱量分配表，以實現(xiàn)耗熱量的計量和到各用戶的分配。

6.3循環(huán)水供熱方面

目前很多工廠由于當(dāng)時設(shè)計位置的原因，積水池和冷卻面積偏小，冷卻效果本身就達不到設(shè)計要求，并且所處的地區(qū)水質(zhì)硬度非常大，又位于街道邊上，運行不久塔內(nèi)就會沉積大量的灰塵和泥垢，嚴(yán)重堵塞了填料的縫隙，致使水流不暢，必須用幾臺風(fēng)機進行連續(xù)不斷的強制通風(fēng)，耗用大量的電能。另外，由于積水池有限，塔內(nèi)沉積的泥土、雜質(zhì)等來不及沉淀就回到循環(huán)水中，這些泥垢在凝汽器銅管內(nèi)壁附著，致使銅管結(jié)垢，換熱效果差，排汽溫度升高，形成換熱的惡性循環(huán)。為了解決此問題，每年必須對凝汽器銅管和冷卻塔填料進行清理，生產(chǎn)成本提高。

7.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)，進行較遠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距離供熱管線的運行操作與檢查維護也都較為有利，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，因此進行較遠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。

【文章編號】1006-2688（2016）03-0079-02