论城市集中供热的可持续发展

许 峰

供热是与能源和环境紧密相连的行业,目前,北方采暖地区集中供热面积约25亿m2,采暖能耗占当地全社会终端能耗20%～40%,每年我国燃煤排放CO25亿 t～6亿 t,排放 SO22 000万 t,排放烟尘1 700万t,它是现今城市最大的环境污染源。把节约资源,保护环境放到重要位置,以保证将来的发展。随着经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,供热的发展速度将更快。因此,节能,环境保护,降低成本和提高效益等可持续发展问题已成为供热行业首要解决的问题。

1 我国的城市集中供热现状

1.1 集中供热现状

集中供热是将热源所产生的蒸汽或热水,通过管网向用户供应用热。集中供热系统包括热源、热网和用户三部分。热源主要是热电站和区域锅炉房,以煤、天然气或柴油等为燃料,利用垃圾作燃料,工业余热、地热核能也可作热源。供热机组的热电联产综合热效率可达85%,区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80%～90%,远优于热效率只有50%～60%分散的小型锅炉供热。热网由供热一次主干线、热力站和配热二次干线、支线等组成,其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定,一般布置成枝状,敷设在地下。已建热电厂、燃煤集中供热工程为今后城市供热的发展打下了坚实的基础。

1.2 居民用能消费结构决定集中供热方式

目前由于多种能源可供选用,产生了煤炭、天然气、电能、地热等多种供热方式。居民用能消费结构也发生了改变,但集中供热仍然是以煤为主的燃料结构。据不完全统计我国供热产业热源总量中,热电联产占62.9%,区域锅炉房占35.75%,其他占1.35%,而热电联产和区域锅炉房的燃料多以煤为主,由此可见,在今后较长的时间内,以燃煤为主的集中供热方式仍是我国发展城市供热的主力军。

2 提高能效、降低能耗、降低造价是供热行业当前的主要任务

发展城市集中供热是节约能源,保护环境的重要途径,但是同时集中供热本身也是能耗大户,能耗支出占据其大部分成本,据统计,三北地区采暖耗能约占全年总能耗的13%,北京市冬季采暖年用煤量600万 t～700万t,约占全年总能耗3 000万t的20%～23%。我国发展改革委员会的数据显示,2005年我国一次性能源生产总量约20.6亿t标煤,消费总量为 22.5亿 t标煤,分别占全球的13.7%和14.8%,是世界第二大能源生产和消费国,随着能源供需缺口越来越大,以燃煤为主的城市集中供热迅速发展,必将加剧能源的供需矛盾。节能减排显得尤为重要。

2.1 供热系统自身节能降耗

供热系统消耗能量的环节有制热设备(如热源厂)、供热管网、热力站交换器和用热系统的终端环节。热源厂运行时间短,供热管网利用率低;供热管网普遍存在管沟渗水、热损失大、失水率高的问题;系统的控制及调节水平落后,许多城市均有多热源,虽然管网已相互连接,但由于热源仍为定速循环水泵,系统中热力站自动化水平不高,管网无监控系统,因此,无法进行多热源联网运行,降低了系统运行的经济性;二次管网水力不平衡等问题。由此可知,集中供热应针对目前存在的问题,从规划、系统设计、设备选型、施工建设等方面降低工程造价;推行采暖、生活热水和制冷三联供;采用新技术、新设备等提高城市热网的保证程度和运行经济性;加强供热系统的运行调节,适应市场需求。

2.2 建筑节能和供热计量方式的发展

2.2.1 城市建筑节能

我国城市建筑发展迅速,每年开复工面积达1.3亿m2。自2003年开展供热体制改革以来,截至2007年年底,全国集中供热面积达30亿m2,比2003年增长62%,其中住宅21.2 m2。然而我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下其他国家高出2倍～3倍。单就供暖而言,北京市在执行建筑节能设计标准前,一个采暖期的平均能耗为30.1 W/m2,执行节能标准后,一个采暖期的平均能耗为20.6 W/m2,而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11 W/m2。因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1 800万t,直接经济损失达70亿元。因此减少建筑能耗,节约资源,实现建筑与自然和谐共存是全球面临的共同课题。首先要完善建筑节能减排的法律和政策。其次要完善建筑节能减排的技术标准。第三要大力推进技术创新,在加强成熟适用新技术的成果转化和推广应用的同时充分挖掘本土化的建筑节能环保传统技术和工艺。

2.2.2 城市集中供热分户计量改革

我国北方地区2008年已实现供热计量收费面积4 600万m2,占集中供热面积1.2%,北方地区132个地级以上城市只有23个城市出台了两部制计量热价。2008年北方地区实际完成既有建筑供热计量改造2 128万m2,仅占全部既有建筑总量的0.54%左右。由此可见城市供热计量收费与供热计量改造进展缓慢。为全面推进供热计量改革工作,新建建筑工程建设与供热计量设施安装同步,供热计量装置安装与供热计量收费同步,新、改、扩建建筑达不到建筑节能标准和分户计量收费要求的项目,要加大监督力度。

3 现代集中供热系统发展趋势

现代集中供热系统的发展趋势是由多个热源、带有泵站和热力站的热网(枝状网或环行网)、配置微机监控系统以及有完善调控装置的用户所组成的复杂综合体。它能够可靠、经济、可控地按照需要把热能送到各个用户。

3.1 多热源联网供热系统的形式

多热源联网供热指在供热过程中实施按能效高低排序调度各热源供热量。其核心内容是在保证用户供热质量的前提下,实现各热源的供热量能按需调度。真正意义的多热源联网是在综合运用循环泵调速和控制技术的基础上发展起来的先进热网联合运行技术,而不是简单地将各热源的管网用连通管相连。

1)按供热方式可划分为完全串联供热和并联供热的形式。

2)按热网的网络图式可划分为枝状网供热系统、单环网供热系统和多环网供热系统。

3.2 多热源联网供热的优点

1)节约能源：

多热源实施联网供热,可以根据负荷变化,保持低能耗的人员经常处于满负荷状态下工作,高能耗的热源只在其他热源不足时才投入,这样做可以实现最小的供热消耗。

2)实现经济运行：

多热源联网系统运行,当增加负荷时,依次投入热价低到热价高热源;当减少负荷时,依次退出热价高到热价低的热源,实现经济运行。

3)提高供热的可靠性：

多热源联网供热系统,当其中某一个热源故障,减少或停止供热时,其他热源可以增加并将其按需要送到各个用户。

4 结语

我国城市集中供热要实现可持续发展,只有加大科技力度,采取多种措施方法提高热源热能的综合利用效率;采取多种提高管网输送热能的先进经验,降低造价,才能促进集中供热的可持续性发展。从而既能尽快的满足房屋建设迅速增长和人民生活水平不断提高的需要,又能为改善城市的大气环境做出贡献。

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