城市集中供熱的幾個(gè)問(wèn)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(duì)環(huán)境的污染程度是人們共同關(guān)心的問(wèn)題。

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

1.供熱系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)

1.1熱制備我國(guó)城市集中供熱熱制備主要來(lái)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?lái)評(píng)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(guò)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(lái)評(píng)定耗能水平。

1.2轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換是通過(guò)熱力站交換器把一級(jí)網(wǎng)的熱能傳遞給二級(jí)網(wǎng)，并由它輸送到熱用戶。熱力站是二級(jí)網(wǎng)的熱源，主要耗能設(shè)備是熱交換器、二級(jí)網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)水泵和補(bǔ)水泵。它們耗用的能源是一級(jí)網(wǎng)高溫水/蒸汽、電力、水和熱；通?？梢杂脝挝还崃康南牧縼?lái)評(píng)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(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(lái)表示其保溫效果和保熱程度；熱網(wǎng)補(bǔ)水率來(lái)表示熱網(wǎng)水泄漏的程度。在熱網(wǎng)管線上有時(shí)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(lái)評(píng)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(jiǎn)化分析只談最大熱用戶）。一般都是通過(guò)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(guò)計(jì)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(lái)評(píng)定耗能水平。

2.城市集中供熱的優(yōu)點(diǎn)

2.1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(guò)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%。

2.2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(shí)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(yùn)輸量和散落量，降低運(yùn)行費(fèi)用，改善環(huán)境衛(wèi)生。

2.5易于實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，提高供熱質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)集中供熱是城市能源建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施，是城市現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志，也是國(guó)家能源合理分配和利用的一項(xiàng)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(duì)的，關(guān)鍵看用熱負(fù)荷特性，對(duì)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(dòng)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(shí)應(yīng)配合使用減溫減壓裝置作為備用及補(bǔ)充汽源；同時(shí)也要求對(duì)于用熱加強(qiáng)計(jì)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(diǎn)考慮的一點(diǎn)。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(duì)于保溫應(yīng)切實(shí)強(qiáng)調(diào)其設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)的全過(guò)程管理。以保障蒸汽輸送安全、經(jīng)濟(jì)。熱補(bǔ)償方式要盡量利用管道自然補(bǔ)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(dòng)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(shí)、周全的保障措施確保供熱安全可靠。

4.集中供熱的經(jīng)濟(jì)可行性分析對(duì)于較遠(yuǎn)距離供熱的經(jīng)濟(jì)可行性，應(yīng)測(cè)算工程造價(jià)及其投入產(chǎn)出情況。工程造價(jià)依據(jù)工程量測(cè)算得出，供熱成本考慮固定成本和變動(dòng)成本，其中固定成本由折舊費(fèi)、大修理費(fèi)、維護(hù)人工費(fèi)、還貸利息和其他費(fèi)用（辦公費(fèi)、差旅費(fèi)、勞動(dòng)保護(hù)費(fèi)、財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)費(fèi)、業(yè)務(wù)招待費(fèi)、養(yǎng)老保險(xiǎn)、待業(yè)保險(xiǎn)費(fèi)、住房公積金、福利費(fèi)、教育經(jīng)費(fèi)、工會(huì)經(jīng)費(fèi)和其他管理費(fèi)等）組成；變動(dòng)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(fèi)用以及為抵償工程投資，提高熱價(jià)部分增加的增殖稅金及附加費(fèi)等因素。較遠(yuǎn)距離供熱的定價(jià)應(yīng)極為審慎，因?yàn)檩^遠(yuǎn)距離供熱對(duì)于較大規(guī)模的持續(xù)而穩(wěn)定的熱負(fù)荷的依賴(lài)嚴(yán)重，需要調(diào)動(dòng)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(yùn)行，因此應(yīng)確定較為優(yōu)惠的熱價(jià)，盡量讓利給熱用戶，以拉動(dòng)其需求。定價(jià)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(jià)、供熱成本及蒸汽銷(xiāo)售單價(jià)后，即可進(jìn)行各項(xiàng)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(jì)算，以客觀評(píng)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(jià)、油價(jià)、電價(jià)、熱價(jià)、熱量、電量等敏感性因素對(duì)工程項(xiàng)目的影響，并應(yīng)與其他的供熱方案進(jìn)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(jì)，我國(guó)工業(yè)鍋爐約有50萬(wàn)臺(tái)、120萬(wàn)蒸噸/時(shí)，平均單臺(tái)容量?jī)H為2.4蒸噸/時(shí)，平均運(yùn)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(shí)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(diǎn)也極為突出。相比分散供熱，集中供熱有明顯的優(yōu)勢(shì)。集中供熱以一個(gè)或幾個(gè)熱源點(diǎn)為依托構(gòu)筑熱力管網(wǎng)，通過(guò)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(duì)環(huán)保有利，所以國(guó)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(hù)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(gè)別區(qū)域乃至整個(gè)城市，利用一個(gè)熱源或多個(gè)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(gè)采暖期內(nèi)均能達(dá)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(jì)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，加之熱負(fù)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(shí)間較長(zhǎng)，散熱損失非常大，腐蝕嚴(yán)重，漏點(diǎn)較多。地溝敷設(shè)的管網(wǎng)保溫層破損脫落。管道、閥門(mén)腐蝕嚴(yán)重。有些熱網(wǎng)嚴(yán)重老化，跑、冒、滴、漏問(wèn)題突出。

現(xiàn)在運(yùn)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(jì)量、變流量運(yùn)行的調(diào)節(jié)手段。因此，元法實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。

熱阿的節(jié)能優(yōu)化各熱源問(wèn)的熱網(wǎng)也是關(guān)鍵因素之一，必須保證各熱源在不同負(fù)荷下不同供熱范圍時(shí)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(shí)現(xiàn)各熱源、熱網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)可使各熱源都處于高效運(yùn)行區(qū)，并可在不同負(fù)荷下選擇最經(jīng)濟(jì)、最節(jié)能的熱源運(yùn)行，同時(shí)在個(gè)別熱源出故障時(shí)互為補(bǔ)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(wèn)題：供熱質(zhì)量差，冷熱不均；熱費(fèi)收取不合理，收費(fèi)困難；規(guī)劃水平有限，制約節(jié)能工作的落實(shí)。

應(yīng)重視和完善城市供熱規(guī)劃中針對(duì)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(rèn)識(shí)熱用戶在集中供熱系統(tǒng)中節(jié)能的重要性。對(duì)熱用戶的規(guī)劃應(yīng)體現(xiàn)出一定的先進(jìn)性和超前性。針對(duì)不同的熱用戶采取不同的技術(shù)措施。

逐步建立和完善對(duì)熱用戶按耗熱量計(jì)取熱費(fèi)的體系，改變按面積收取熱費(fèi)的不合理方法。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可通過(guò)兩種方式建立熱量消耗計(jì)量：第一種方法，對(duì)于可以分戶控制的熱用戶，可在每一用戶入口裝熱能計(jì)，以計(jì)量其耗熱量；第二種方法，對(duì)于不能實(shí)現(xiàn)分戶控制的熱用戶，可在每組用戶的人口裝熱能計(jì)，在用戶的每一散熱器上裝熱量分配表，以實(shí)現(xiàn)耗熱量的計(jì)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(shí)設(shè)計(jì)位置的原因，積水池和冷卻面積偏小，冷卻效果本身就達(dá)不到設(shè)計(jì)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(yùn)行不久塔內(nèi)就會(huì)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(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)不斷的強(qiáng)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(lái)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(wèn)題，每年必須對(duì)凝汽器銅管和冷卻塔填料進(jìn)行清理，生產(chǎn)成本提高。

7.集中供熱對(duì)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(duì)于城市景觀的影響無(wú)疑是較大的，畢竟熱力管網(wǎng)側(cè)重考慮的是實(shí)用價(jià)值而非其觀賞性，其實(shí)雖然全部架空對(duì)于較遠(yuǎn)距離供熱管線的運(yùn)行操作與檢查維護(hù)也都較為有利，但對(duì)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(tái)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。