合肥市集中供熱問題分析與思考

李 磊

(合肥熱電集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230061)

1 區(qū)域概況

夏熱冬冷地區(qū)是長江中下游周圍的一片區(qū)域，近些年來，隨著人民生活水平提高，雖然夏熱冬冷地區(qū)屬于非強(qiáng)制供暖的地區(qū)，在我國北方的寒冷地區(qū)和南方的炎熱地區(qū)之間的“過渡地區(qū)”，但是人們對采暖逐漸的有了更多的需求。

由于歷史的問題的中國采暖線的劃定，沒有集中采暖，夏季炎熱，冬季寒冷，居住建筑在夏熱冬冷地區(qū)的居住適宜度比較差，由于夏熱冬冷地區(qū)居住對采光和通風(fēng)要求，所以陽臺和窗戶的開窗面積較大，如果室內(nèi)沒有采暖措施，濕度較大，體感溫度會更加的寒冷。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)和北方的差異，保溫性能也達(dá)不到北方的厚度，冬季的室內(nèi)一般為8.5 ℃，達(dá)不到室內(nèi)衛(wèi)生溫度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如果僅靠圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫或者室內(nèi)的燈光及人員的散熱都是完全不能夠保證的。

2 合肥目前的供熱情況

合肥是夏熱冬冷地區(qū)極具代表性城市，考慮綜合性的因素，與北方集中供熱的技術(shù)路線有所不同，北方城市的供暖的運(yùn)營公司為當(dāng)?shù)爻闪⒌臒崃?，購買大型熱電廠以及發(fā)電廠的余熱，再自行建設(shè)供熱管網(wǎng)，城市的大范圍集中供熱敷設(shè)的一次管網(wǎng)多為高溫?zé)崴芫W(wǎng)。

合肥供暖時間短，一般為100 d左右。為提高管網(wǎng)的利用率，在20世紀(jì)90年代末開始，大范圍敷設(shè)蒸汽管網(wǎng)，這樣管網(wǎng)在非采暖期可以覆蓋工商業(yè)等其他用戶。熱源利用的是燃煤的小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，多個熱源點(diǎn)分散布置，多臺循環(huán)流化床鍋爐組成并行系統(tǒng)，各熱源單獨(dú)的多爐多機(jī)運(yùn)行。蒸汽管網(wǎng)盡量聯(lián)網(wǎng)提高保證率，采用“鋼套鋼”直埋蒸汽保溫管，將熱源的蒸汽系統(tǒng)通過管道輸送到末端的用戶，但是相比于北方的熱水系統(tǒng)，蒸汽管網(wǎng)自身的溫度較高、壓力較大、保溫厚度厚、熱損失較大。蒸汽管網(wǎng)輸送到居住小區(qū)熱交換站為小型的汽-水換熱站系統(tǒng)，在通過二級管網(wǎng)輸送到用戶的家中。

目前合肥供暖的使用方式習(xí)慣也和北方也有差異，北方城市強(qiáng)制采暖區(qū)的氣溫低，冬季采暖是生活的必需品，能使用集中供暖的地方都盡量采用集中供暖系統(tǒng)，沒有集中供熱系統(tǒng)，也會安裝其他系統(tǒng)來供暖。集中供暖多采用按面積收費(fèi)的方式，計量收費(fèi)不多，雖然國家近些年推行供熱的分戶計量體系改革，但是在集中供暖的北方城市較難推行，一直以來的供熱習(xí)慣，熱表的較高的維護(hù)費(fèi)用導(dǎo)致熱力公司的抵制。由于是按面積計量，所有的房間的暖氣都是應(yīng)開盡開，為保證室內(nèi)的溫度能夠達(dá)到設(shè)計的溫度，提高站房的出水溫度，保證最不利條件下的供水溫度，也造成了能源的浪費(fèi)。合肥的冬季的室外最低溫度沒有那么的低，但是通過近十幾年的集中供熱市場的培育和發(fā)展，人們對供暖的意識逐步的提高，多采用集中供暖、燃?xì)獗趻鞝t空調(diào)等多種方式，使用方式和習(xí)慣與北方城市有差別。收費(fèi)方式也有不同，老舊小區(qū)全部采用按照面積的收費(fèi)方式，2004年以后建設(shè)的集中供暖小區(qū)基本全部推行分戶計量收費(fèi)方式，一戶一表，獨(dú)立進(jìn)行控制，每個房間的暖氣片上也有溫控閥可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過計量收費(fèi)的方式，引導(dǎo)了城市居民用戶增強(qiáng)節(jié)能方面的意識，養(yǎng)成了離家關(guān)閥的習(xí)慣，這就是不同收費(fèi)對用熱習(xí)慣的影響。

3 實(shí)際數(shù)據(jù)分析

《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》(CJJ 34-2010)中第3.1條推薦采取節(jié)能措施的住宅建筑的指標(biāo)為40～45 W/m2，經(jīng)過模型理論計算在合肥采取節(jié)能措施的住宅建筑采暖設(shè)計的熱負(fù)荷指標(biāo)為35W/m2，和規(guī)范相比，低于CJJ 34-2010中的熱負(fù)荷指標(biāo)，由于CJJ 34-2010和其他相關(guān)的規(guī)范中所列的熱指標(biāo)并沒有規(guī)定范圍，僅為國家強(qiáng)制采暖區(qū)的推薦性指標(biāo)，不包含夏熱冬冷區(qū)域，合肥在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和外部氣溫等諸多方面與北方地區(qū)有較大的差異，所以在采暖設(shè)計時，需要根據(jù)建筑物的實(shí)際材料的保溫性能詳細(xì)計算，單棟樓包含立管的熱損、二次管網(wǎng)熱損等，一味套用規(guī)范進(jìn)行負(fù)荷的估算，只會使設(shè)計的余量越來越大，結(jié)果就是造成設(shè)備選的過大，包括換熱器和水泵等主設(shè)備，設(shè)計負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷之間的偏差不僅增大了初始的項目投資，在今后的運(yùn)行使用中會造成不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。也會造成在庭院二次管網(wǎng)的設(shè)計中管徑加大，管徑運(yùn)行的實(shí)際工況與實(shí)際工況的不匹配，運(yùn)行中容易發(fā)生水流不暢，速度較低，產(chǎn)生管網(wǎng)的臟堵，維護(hù)成本和熱損率提高。

提取合肥熱電集團(tuán)有限公司統(tǒng)一運(yùn)行管理的碧水源小區(qū)和書香苑小區(qū)兩個成熟小區(qū)2018-2019年的運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)，碧水源小區(qū)總面積約為13萬m2，供熱面積6.7萬m2，書香苑小區(qū)總面積為8.2萬m2，供熱面積為6.1萬m2，兩個小區(qū)建設(shè)都超過10年，入住率均超過90%，但碧水源小區(qū)按計量收費(fèi)的供熱開通率為52%，書香苑小區(qū)按照面積收費(fèi)的供熱開通率為74%，供熱使用率都低于北方的城市。

對比典型日的兩個小區(qū)蒸汽流量計的蒸汽瞬時流量曲線，按面積計量的書香苑小區(qū)的實(shí)際運(yùn)行曲線比較平穩(wěn)，變化幅度不大;按表計計量的碧水源小區(qū)的實(shí)際運(yùn)行曲線波動明顯，在工作日中明顯能從曲線中看出在早晨有集中關(guān)閉采暖戶內(nèi)的閥門使得整個小區(qū)有蒸汽流量下降的情況，在下午下班后有集中打開采暖的戶內(nèi)閥門使得整個小區(qū)有蒸汽流量上升的明顯量的一個波動。

從實(shí)際綜合運(yùn)行的數(shù)據(jù)來看，選取碧水源小區(qū)最冷典型日最大小時每平方米耗熱量為27.17 W，而書香苑小區(qū)則達(dá)到了43.55 W，按面積收費(fèi)的書香苑小區(qū)的單位小時平方耗熱量比按表計收費(fèi)的碧水源小區(qū)的單位小時平方耗熱量多了很多，達(dá)到了將近一倍。

實(shí)際數(shù)據(jù)中比較原有設(shè)計的耗熱量的參數(shù)，與典型日中實(shí)際耗熱量差距很大，設(shè)計的碧水源小區(qū)耗熱量的參數(shù)為每平方米48 W，設(shè)計的書香苑小區(qū)耗熱量的參數(shù)為90 W，書香苑小區(qū)的熱指標(biāo)將近放大了一倍。

小區(qū)中的二級管網(wǎng)的損失也很高，這可能跟小區(qū)的供暖系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行超過十年了有很大的關(guān)系，二級庭院管網(wǎng)(包含樓內(nèi)立管)立管和換熱站內(nèi)的綜合損失率超過30%，與CJJ 34-2010中5%的管網(wǎng)損失熱指標(biāo)也有很大的差距。

4 結(jié) 論

夏熱冬冷地區(qū)的集中供熱系統(tǒng)中不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、不同的用熱習(xí)慣和不同的計量方式等對集中供熱的熱指標(biāo)有較大的影響，所以在設(shè)計整個集中供熱系統(tǒng)中都應(yīng)該考慮相應(yīng)的因素，對不同的因素進(jìn)行詳細(xì)的分析計算，絕對不能直接按照規(guī)范套用設(shè)計熱負(fù)荷，否則，運(yùn)行中就會偏差過大，加重運(yùn)行負(fù)擔(dān)，管網(wǎng)和站房的經(jīng)濟(jì)性就無法實(shí)現(xiàn)了。

通過按面積和按表計兩種不同的典型小區(qū)分析，按照面積收費(fèi)小區(qū)蒸汽流量的波動變化幅度小一些，按照表計計量收費(fèi)小區(qū)蒸汽流量的波動變化幅度明顯一些，且用戶會根據(jù)自身用熱的需求進(jìn)行使用，整個的指標(biāo)會比按面積的小很多。

鑒于此次分析，對于新建的合肥市居住建筑建議全部采用分戶計量系統(tǒng)，參考運(yùn)行成熟小區(qū)的實(shí)測數(shù)據(jù)，采暖設(shè)計中最大小時每平方米耗熱量指標(biāo)不應(yīng)高于30 W。同時，要在設(shè)計中詳細(xì)進(jìn)行計算分析，包括進(jìn)入小區(qū)的管網(wǎng)管徑、用戶換熱站房內(nèi)主要設(shè)備的設(shè)計選型、庭院內(nèi)部二次供熱管網(wǎng)以及樓內(nèi)立管都要進(jìn)行綜合分析和計算，在保證取暖效果的同時保證節(jié)能的效果，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。