“新形式”下我國城市集中供熱發(fā)展的思考

韓建明

摘 要：隨著我國城市化進程的快速推進，城市對集中供熱的需求快速增長。而隨著環(huán)保要求的日益嚴格、大量燃煤鍋爐的取締，使我國原來以燃煤為主的集中供熱方式不斷受到質疑和挑戰(zhàn)，利用清潔能源解決城市供熱問題是擺在供熱行業(yè)面前的“新形式”。如何在“新形式”下解決城市快速發(fā)展的供熱需求，是我們每個供熱企業(yè)都要面臨的實際問題。筆者從事供熱行業(yè)運行管理多年，在集中供熱運行、管理上積累了一定的經驗，對清潔供熱有一定的理解，在此與各位同行共同分享。

關鍵詞：新形勢；清潔；環(huán)保；供熱

中圖分類號：TU995 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0183-03

Abstract： With the rapid development of urbanization in China， the demand for centralized heat supply is increasing rapidly. With the increasingly stringent requirements for environmental protection and the ban of a large number of coal-fired boilers， the central heating mode， which used to be mainly coal-fired， has been constantly questioned and challenged in China. Using clean energy to solve the urban heating problem is a "new form" in view of the heating industry. How to solve the rapid development of urban heating needs in the "new form" is a practical problem that every heating enterprise has to face. The author has been engaged in the operation and management of heating industry for many years， and has accumulated some experience in the operation and management of centralized heat supply， and has a certain understanding of clean heat supply.

Keywords： new situation； cleaning； environmental protection； heat supply

1 目前我國城市集中供熱主要方式及特點

1.1 熱電聯產

熱電聯產是指發(fā)電廠既生產電能，又利用汽輪發(fā)電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產方式，即同時生產電、熱能的工藝過程，較之分別生產電、熱能方式節(jié)約燃料，經濟性較好，是我國北方地區(qū)最基礎、利用最廣泛的供熱方式。

優(yōu)點：技術成熟，管理先進；制熱能力強、品味高、成本低、安全、穩(wěn)定、環(huán)保。

缺點：由于熱電廠多位于城區(qū)外圍，向城區(qū)輸配熱量修建供熱管線，施工困難，投資大；部分項目遠距離輸配熱量，中途需設置中繼泵站才能滿足輸配要求，增加運行費用；長距離輸送中途熱損失較大；熱電廠機組供熱能力強，基本無備用機組，一旦設備出現故障，受影響供熱面積巨大，容易引發(fā)社會問題。

1.2 區(qū)域鍋爐房供熱

指以鍋爐房作為熱源在某個特定區(qū)域內進行集中供熱。按能源種類分為燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、電鍋爐、生物質鍋爐、燃油鍋爐等。

優(yōu)點：可根據熱負荷狀況量身設置，供熱范圍可大可小；建設周期短，供熱設施建設造價低、工期短，易于與城市建設同步進行，能夠做到同時規(guī)劃、同時設計、同時施工、同時使用，有利于加快實現城市集中供熱。

缺點：燃煤鍋爐建設環(huán)保要求高，自身發(fā)展受政策影響較大；其他能源鍋爐制熱能源成本較高，經濟性較差。

1.3 高品位工業(yè)余熱

本文所指高品位供熱余熱，是指工業(yè)企業(yè)在生產過程中排放的廢熱，自身溫度較高（一般70℃以上），經換熱可直接用于城市供熱，例如鋼廠高爐沖渣水等。

優(yōu)點：政策支持，節(jié)能減排、制熱成本低廉。

缺點：出水溫度不穩(wěn)定，設備定修期間無法供熱，一般須配有備用熱源。

1.4 熱泵類供熱

該類供熱項目一般通過熱泵技術，以電能、蒸汽或燃氣作為驅動能源，將低品位工業(yè)余熱（30℃以下）、生活污水、空氣、淺層地熱等低品位熱能進行收集，提取熱量用于城市供熱。

優(yōu)點：政策支持，節(jié)能、環(huán)保，運行成本較為經濟。

缺點：初投資較大，供熱品味一般較低，不適于長途輸配，對用熱建筑供熱方式（宜采用地板輻射采暖或空調采暖）、建筑圍護結構等有一定要求。

以上供熱方式是我國目前城市集中供熱的幾種主要方式，以河北省為例，“到2015年底，全省熱電聯產熱源供熱面積4.72億平方米，占總用熱面積的44.19%；區(qū)域鍋爐房熱源供熱面積2.78億平方米，占26.04%；清潔和可再生能源供熱面積2.35億平方米，占22.01%；燃煤小鍋爐、戶用燃煤爐具及其他熱源供熱面積為8270萬平方米，占7.74%”[1]。

2 目前城市集中供熱存在的問題

2.1 熱源緊張局面持續(xù)加劇

近年來，一方面隨著城市規(guī)模的快速發(fā)展，城市冬季供暖面積逐年快速增加，同時隨著廣大居民生活水平的提高，對供暖舒適性的要求也越來越高，這樣就造成城市集中供熱負荷快速增加；而另一方面，由于環(huán)保措施的升級，燃煤鍋爐被大量取締，燃煤電廠的限批，使得集中供熱熱源供熱能力無法隨城市的供熱需求同步提升，冬季供熱供需矛盾極為突出，甚至成為制約城市發(fā)展的瓶頸。

2.2 供熱安全存在隱患

目前我國北方地區(qū)集中供熱以熱電聯產為主，受我國產業(yè)政策影響，目前各熱電廠單臺發(fā)電機組功率多為300MW及其以上容量的機組，供熱能力約為600萬平米，由于無備用機組，機組一旦發(fā)生故障，將造成大面積低溫、甚至停熱，給廣大熱用戶生活造成重大影響，此類事件近年來也偶爾發(fā)生，成為了影響社會穩(wěn)定的一個因素。

2.3 調峰熱源未得到充分認識

由于集中供熱負荷在尖峰時段時間很短，而熱電廠供熱能力是相對恒定的數值，如集中供熱缺乏調峰熱源，熱電廠供熱能力必須滿足嚴寒季尖峰熱負荷，也就是說只有在嚴寒季大約幾天的時間里熱電廠才能滿負荷運行，而在其他時段供熱能力不能充分發(fā)揮，不但嚴重影響熱電廠經濟效益，同時對寶貴的供熱資源造成極大地浪費。

按照國家發(fā)改委、國家能源局、財政部、住房城鄉(xiāng)建設部、環(huán)境保護部等五部委聯合下發(fā)《熱電聯產管理辦法》第二十四條規(guī)定，“積極推進熱電聯產機組與供熱鍋爐協(xié)調規(guī)劃、聯合運行。調峰鍋爐供熱能力可按供熱區(qū)最大熱負荷的25%-40%考慮，熱電聯產機組承擔基本熱負荷，調峰鍋爐承擔尖峰熱負荷，在熱電機組能夠滿足供熱需求時調峰鍋爐原則上不得投入運行?！保壳澳苓_到此要求的城市很少，多數熱電廠供熱能力只能在嚴寒期得到充分發(fā)揮。

2.4 工業(yè)余熱等清潔能源未得到充分利用

北方城市重工業(yè)基礎雄厚，鋼鐵、化工企業(yè)余熱資源豐富。近年來，針對日趨嚴峻的環(huán)保壓力，發(fā)展工業(yè)余熱等可再生能源進行集中供暖成為地方政府的共識，國家也適時出臺了一些鼓勵政策，使得余熱供熱項目得到較快的發(fā)展。但我們必須清醒看到，此類項目受到施工難度、供熱參數、經濟效益等多方面因素的影響，大批余熱資源未得到充分發(fā)掘。

3 集中供熱的發(fā)展趨勢

3.1 熱電聯產作為城市基礎熱源不可替代

多年來，熱電聯產以供熱能力強、安全穩(wěn)定、經濟性好而受到廣泛認可，許多城市不惜投入巨資，修建長距離輸配管線，通過一級或多級中繼泵將熱量引入市區(qū)，今后此種趨勢不會改變，電廠供熱能力將會被深度挖掘，熱電聯產作為城市基礎熱源地位不可動搖。

3.2 多熱源聯網供熱是大勢所趨

多熱源聯網是指用大口徑管道，將城市幾個熱電廠供熱輸配管網進行連通，使幾個基礎熱源之間能夠達到互聯互通，互為備用。平時為得到較好的水力工況，既可聯網運行、也可解列運行，一旦某一熱源廠發(fā)生故障，可通過調整聯網運行中各熱源廠的運行參數，向故障熱源供熱區(qū)域補充熱量，或對解列運行的各熱源廠之間的面積進行適當調整，從而消除或降低因熱源廠故障對城市供熱的影響。唐山市熱力總公司自2009年以來，通過近10年的不斷完善，已實現多熱源聯網和多層次的環(huán)網建設，實現陡河電廠、豐潤電廠、市區(qū)電廠、西郊電廠聯網運行，有效地滿足了城市發(fā)展的需求，保障了供熱的安全運行。

3.3 調峰熱源作用日益凸顯

（1）增加調峰熱源，可以使熱電聯產供熱能力得到充分利用。

以我公司某熱電聯產供熱區(qū)域為例，表1、2分別為啟動調峰鍋爐前后該區(qū)域熱負荷延續(xù)表。

通過上表可以發(fā)現，該區(qū)域設計總熱負荷為258MW，年供熱量2133244GJ。如果該區(qū)域設有調峰鍋爐，調峰鍋爐供熱能力39.84MW，在-5℃時啟動調峰鍋爐，全年需啟動鍋爐653小時（約27天），占全年供熱天數的20%，總供熱量49799GJ，約占區(qū)域全年總供熱量的2.3%；啟動調峰鍋爐后，可節(jié)約熱電聯產供熱能力39.4MW，如將該部分熱電聯產供熱能力用于其他供熱區(qū)域，熱指標按40W/M2計算，可實現新增供熱面積約100萬平米，按照上述熱負荷延續(xù)表推算，全年供熱量可達329412GJ（39.84*2133244/258）。

也就是說，使用調峰鍋爐后，熱電聯產供熱能力不變，而全年供熱量比原來增加約13%，熱電聯產增加供熱量是調峰爐供熱量6.6倍，基礎熱源的作用更加顯現。

（2）增加調峰熱源，可以得到較好的經濟效益。受環(huán)保因素的制約，區(qū)域鍋爐能源種類以燃氣、電能、生物質等清潔能源為主，無論采用何種能源，制熱成本較高，經濟性較差。但將區(qū)域鍋爐并入集中熱網，改為調峰使用，因調峰鍋爐在整個采暖季中供熱量總量小、占比低，所以即使用燃氣、電等高品位能源，以整個供熱區(qū)域來說，也能取得較好的經濟效益。另外，熱電廠因產熱量的增加，經濟效益可得到大幅改善。

（3）增加調峰熱源，可以提高供熱安全性。冬季供熱過程中，一旦熱電廠發(fā)生問題，調峰鍋爐隨時能夠啟動，迅速彌補供熱缺口，降低停熱風險，使集中供熱運行更加安全、穩(wěn)定。在將集中供熱作為民生工程來看待的今天，這種安全、穩(wěn)定對供熱企業(yè)而言，有著非常重要的作用。

3.4 其他熱源作為補充

充分發(fā)揮熱電聯產供熱能力的同時，有效利用工業(yè)余熱等清潔能源供熱作為城市供熱的重要補充，在環(huán)保要求嚴格的今天有著切實的現實意義。隨著技術的進步，各類低品位能源的供熱穩(wěn)定性、安全性已經得到廣泛的認可，應因地制宜，在適宜其他清潔能源高效利用的供熱區(qū)域，應優(yōu)先使用其他清潔能源，如在鋼廠、污水處理廠周邊劃出專屬供熱區(qū)域，該區(qū)域內新建建筑供熱系統(tǒng)的設計，要符合相應余熱供熱參數的要求，確保余熱資源能夠充分利用；新建學校、賓館等場所可考慮使用空氣源、土壤源熱泵，充分利用其控制方便的特點有效降低運行費用。

4 發(fā)展建議

4.1 因地制宜，集中供熱需多種能源協(xié)調利用

高效、綜合利用各類能源滿足城市供熱需求，是解決城市供熱問題的唯一途徑。城市供熱應改變單純依靠供熱企業(yè)解決的思路，而應從當地的產業(yè)布局、能源的結構、建筑物的性質等多方面進行綜合評價，從規(guī)劃開始，按照“宜氣則氣、宜電則電、多種能源綜合利用”的精神，明確各個區(qū)域、各類建筑的供熱形式、用能類別，然后根據用能類別、能源使用數量，熱力、燃氣、電力等部門提前謀劃、建設相關基礎設施，滿足區(qū)域供熱用能需求；開發(fā)企業(yè)根據供熱用能類別、能源參數進行采暖系統(tǒng)設計，保證達到預期供熱效果。

4.2 精準供熱，提高供熱管理水平

隨著供熱技術的發(fā)展，我國越來越多的供熱企業(yè)通過自主研發(fā)或委托專業(yè)公司，對自身供熱設施，特別是控制系統(tǒng)進行技術改造，提高供熱系統(tǒng)的自動化控制水平，提高能源使用效率。但也有部分供熱企業(yè)供熱方式仍較為粗放，靠經驗供熱的現象依然存在，由于缺乏供熱數據有效采集和精準的控制手段，造成不同區(qū)域之間供熱效果相差懸殊，為緩和供熱矛盾，往往采取提高供熱參數的辦法，導致能源的浪費嚴重。精準供熱，應以科技手段為先導，推廣供熱系統(tǒng)自動調控技術，結合室溫采集系統(tǒng)和氣候補償系統(tǒng)，使整個供熱系統(tǒng)實現自動控制、自動平衡，提升供熱質量，提高能源利用效率。同時還需運用市場經濟手段，完善熱計量計費辦法，提高熱用戶自主節(jié)能積極性，高效利用現有熱源供熱能力。

參考文獻：

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