集中供熱應用于城市地區的可行性分析

王濤 高海光

摘要：隨著建筑行業的發展，傳統供暖方式的缺陷日益突出，新的供暖方式不斷興起。不同的熱源決定了供暖規模和段末形式的不同。我國建筑能耗量巨大，要求必須根據實際的國情出發制定相關能源政策。集中供熱可以提高能源利用率、節約能源，還可以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，并且易于實現科學管理，提高供熱質量。實現集中供熱是城市能源建設的一項基礎設施，是城市現代化的一個重要標志，也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。

關鍵詞：集中供熱 ；節約能耗；

一、供熱系統消耗能量的環節 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域鍋爐房和城市熱電廠。區域鍋爐房的主要耗能設備是鍋爐、燃料輸送及灰渣清除機械、鼓風機和引風機、水制備和輸配系統的水泵；它們耗用的能源是燃料、電力、水和熱；通?？梢杂脝挝还崃康南牧縼碓u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換裝置傳遞給熱網系統；首站是供熱系統的熱源，主要耗能設備是熱交換器、輸配系統的水泵。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。 2、轉換能量轉換是通過熱力站交換器把一級網的熱能傳遞給二級網，并由它輸送到熱用戶。熱力站是二級網的熱源，主要耗能設備是熱交換器、二級網系統循環水泵和補水泵。它們耗用的能源是一級網高溫水/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。 3、輸送熱能輸送由熱網承擔，供熱管道由鋼管、保溫層和保護層組成，其結構依敷設而異。管道敷設有架空、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。一般可用熱網熱效率來表示其保溫效果和保熱程度；熱網補水率來表示熱網水泄漏的程度。在熱網管線上有時還設置中間加壓泵，以降低和改善系統水力工況（設置在非空載干線上，還能節省輸送電耗），它的能量消耗設備是水泵，可用單位供熱量的耗電量來評定耗能水平。 4、用熱用熱環節即終端系統用熱設備。城市集中供熱主要是建筑物內的采暖（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溫度。它的耗能設備是采暖散熱器。其能耗量取決于建筑維護結構保溫性能、保持的室內溫度和外界環境的溫度；其耗熱量可通過計量進入的循環水量和供、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。 二、城市集中供熱的優點 1、提高能源利用率、節約能源。供熱機組的熱電聯產綜合熱效率可達85％，而大型汽輪機組的發電熱效率一般不超過40?％；區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、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，改善環境衛生，還可以實現低質燃料和垃圾的利用。 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。 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，改善環境衛生。 5、易于實現科學管理，提高供熱質量。實現集中供熱是城市能源建設的一項基礎設施，是城市現代化的一個重要標志，也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。 三、集中供熱與分散供熱的區別 分散供熱主要指的是各單位利用自備的燃煤小工業鍋爐自給自足的一種供熱方式。據統計，我國工業鍋爐約有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％。這些小鍋爐在當地集中供熱不發達的時期，確有其方便處，也是必需的，但其效率低、污染嚴重、供熱質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勢。集中供熱以一個或幾個熱源點為依托構筑熱力管網，通過熱力管網向用戶輸送熱能。集中供熱的鍋爐容量較大、熱效率較高、經濟性較好，相應的供熱成本較低、供熱質量較好，而且集中供熱鍋爐的污染物排放處理設施一般也較為完備，對環保有利，所以國家倡導集中供熱。 四、開展城市集中供熱的思考 1、集中供熱的技術可行性集中供熱系統的合理輸送距離應該是相對的，關鍵看用熱負荷特性，對于較大規模的持續而穩定的熱負荷，進行較遠距離輸送仍然是合理的。進行較遠距離供熱，為維持末端參數穩定，始端參數的調控應能隨負荷波動在較大調整區域內適應，例如優先選擇熱電聯產供熱時應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度，努力使用熱負荷保持良好的穩定性與持續性。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。作為技術方案，進行較遠距離供熱的管道敷設方式也是需要重點考慮的一點，要根據地區的地理情況，避免影響管道保溫性能的敷設方式，對于保溫應切實強調其設計、施工、運行、維護的全過程管理，以保障蒸汽輸送安全、經濟。熱補償方式要盡量利用管道自然補償；疏水器的規格尺寸應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量較大，應考慮提前設置自動經常疏水裝置以盡早排盡凝結水。較遠距離供熱的供熱調節非常重要，較遠距離供熱管線中間容積大，不穩定工況和低負荷工況下容易發生蒸汽凝結，產生水擊，因此要選取科學合理的調節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。 2、集中供熱的經濟可行性對于較遠距離供熱的經濟可行性，應測算工程造價及其投入產出情況。工程造價依據工程量測算得出，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、財產保險費、業務招待費、養老保險、待業保險費、住房公積金、福利費、教育經費、工會經費和其他管理費等）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極為審慎，因為較遠距離供熱對于較大規模的持續而穩定的熱負荷的依賴嚴重，需要調動用戶的用熱積極性，使工程投產后即能快速達到較高負荷，才能保證管線安全、穩定運行，因此應確定較為優惠的熱價，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，即可進行各項經濟指標，如內部收益率指標和投資回收期指標等的計算，以客觀評估工程的經濟效果。 另外，還應進行敏感性分析，分析工程相關的煤價、油價、電價、熱價、熱量、電量等敏感性因素對工程項目的影響，并應與其他的供熱方案進行比較，例如與油爐供熱方案等進行比較 3、集中供熱對城市景觀及環保等的影響如果為了節省投資，全部采用架空敷設，進行較遠距離供熱對于城市景觀的影響無疑是較大的，畢竟熱力管網側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，一旦被臺風等自然災害破壞了保溫，熱損耗就更為嚴重了，因此進行較遠距離供熱的管線敷設方式以采取地下敷設為主較為適合，只有管段在確認不太影響城市景觀且不易為自然災害等破壞的情況下才適宜架空，采用架空的管段也應以低架為主。 結語：城市集中供熱是城市公益性、基礎性設施，是社會文明的表現。在我國能源結構中還大量使用燃煤為一次能源的現階段，如何發揮城市集中供熱的效益，努力降低其對環境的污染程度是人們共同關心的問題，開展較遠距離供熱應該是一條較好的途徑。