城市集中供热的几个问题的探讨

荣启华

摘要：城市集中供热是城市公益性、基础性设施，如何发挥城市集中供热的效益，努力降低其对环境的污染程度是人们共同关心的问题。

关键词：集中供热；可持续发展；节能优化

1.供热系统能量消耗的环节

1.1热制备我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵；它们耗用的能源是燃料、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式供热机组排汽通过热能转换装置传递给热网系统；首站是供热系统的热源，主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热；通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。

1.2转换能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网，并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源，主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。

1.3输送热能输送由热网承担，供热管道由钢管、保温层和保护层组成，其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度；热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵，以降低和改善系统水力工况（设置在非空载干线上，还能节省输送电耗），它的能量消耗设备是水泵，可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。

1.4用热用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖（为简化分析只谈最大热用户）。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度；其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。

2.城市集中供热的优点

2.1提高能源利用率、节约能源。供热机组的热电联产综合热效率可达85%，而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过40%；区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80%～90%，而分散的小型锅炉的热效率只有50～60%。

2.2有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。

2.3可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容。

2.4减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。

2.5易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。

3.集中供热技术可行性分析

集中供热系统的合理输送距离应该是相对的，关键看用热负荷特性，对于较大规模的持续而稳定的热负荷，进行较远距离输送仍然是合理的。进行较远距离供热，为维持末端参数稳定，始端参数的调控应能随负荷波动在较大调整区域内适应，例如优先选择热电联产供热时应配合使用减温减压装置作为备用及补充汽源；同时也要求对于用热加强计划与调度，努力使用热负荷保持良好的稳定性与持续性。一句话，进行远距离供热，需要供用汽双方密切配合，才能取得良好效果。

作为技术方案，进行较远距离供热的管道敷设方式也是需要重点考虑的一点。要根据地区的地理情况，避免影响管道保温性能的敷设方式，对于保温应切实强调其设计、施工、运行、维护的全过程管理。以保障蒸汽输送安全、经济。热补偿方式要尽量利用管道自然补偿；疏水器的规格尺寸应满足排凝水量的要求，尤其低流量工况下蒸汽输送至末端凝结量较大，应考虑提前设置自动经常疏水装置以尽早排尽凝结水。较远距离供热的供热调节非常重要，较远距离供热管线中间容积大，不稳定工况和低负荷工况下容易发生蒸汽凝结，产生水击，因此要选取科学合理的调节方式并进行水击防范，要有切实、周全的保障措施确保供热安全可靠。

4.集中供热的经济可行性分析对于较远距离供热的经济可行性，应测算工程造价及其投入产出情况。工程造价依据工程量测算得出，供热成本考虑固定成本和变动成本，其中固定成本由折旧费、大修理费、维护人工费、还贷利息和其他费用（办公费、差旅费、劳动保护费、财产保险费、业务招待费、养老保险、待业保险费、住房公积金、福利费、教育经费、工会经费和其他管理费等）组成；变动成本考虑因较远距离供热和热负荷变化造成热耗加大而增加的费用以及为抵偿工程投资，提高热价部分增加的增殖税金及附加费等因素。较远距离供热的定价应极为审慎，因为较远距离供热对于较大规模的持续而稳定的热负荷的依赖严重，需要调动用户的用热积极性，使工程投产后即能快速达到较高负荷，才能保证管线安全、稳定运行，因此应确定较为优惠的热价，尽量让利给热用户，以拉动其需求。定价要贯彻保本微利原则，以满足贷款偿还年限为首要，尽量压缩供热的盈利空间。在确定了工程造价、供热成本及蒸汽销售单价后，即可进行各项经济指标，如内部收益率指标和投资回收期指标等的计算，以客观评估工程的经济效果。另外，还应进行敏感性分析，分析工程相关的煤价、油价、电价、热价、热量、电量等敏感性因素对工程项目的影响，并应与其他的供热方案进行比较。

5.集中供热与分散供热的区别分散供热主要指的是各单位利用自备的燃煤小工业锅炉自给自足的一种供热方式。据统计，我国工业锅炉约有50万台、120万蒸吨/时，平均单台容量仅为2.4蒸吨/时，平均运行热效率仅50%。这些小锅炉在当地集中供热不发达的时期，确有其方便处，也是必需的，但其效率低、污染严重、供热质量差等缺点也极为突出。相比分散供热，集中供热有明显的优势。集中供热以一个或几个热源点为依托构筑热力管网，通过热力管网向用户输送热能。集中供热的锅炉容量较大、热效率较高、经济性较好，相应的供热成本较低、供热质量较好，而且集中供热锅炉的污染物排放处理设施一般也较为完备，对环保有利，所以国家倡导集中供热。

6.集中供热节能分析

发展城市集中供热是节能、保护环境的重要途径；是城市现代化的重要基础设施。城市集中供热指的是在城市的个别区域乃至整个城市，利用一个热源或多个热源向工厂或民用建筑供热的一种方式。城市集中供热规划应根据气候条件，整个采暖期内均能达到规定的供热标准，并可节约能源，获得良好的环保效能。

6.1热网方面

管网设计缺乏统筹规划，加之热负荷发生较大变化，致使目前管网的水力工况与压力工况混乱状况严重。

架空敷设的管网使用时间较长，散热损失非常大，腐蚀严重，漏点较多。地沟敷设的管网保温层破损脱落。管道、阀门腐蚀严重。有些热网严重老化，跑、冒、滴、漏问题突出。

现在运行的热力管网技术管理水平比较落后。调节手段和监控不能控制水力工况和热力工况的平衡调节。不具备分户计量、变流量运行的调节手段。因此，元法实现对热量进行统一调度。

热阿的节能优化各热源问的热网也是关键因素之一，必须保证各热源在不同负荷下不同供热范围时的输送能力和调节稳定性。应尽可能创造条件实现各热源、热网的联网运行。实现联网可使各热源都处于高效运行区，并可在不同负荷下选择最经济、最节能的热源运行，同时在个别热源出故障时互为补充备用，提高供热系统的可靠性。

6.2热用户方面

现状存在问题：供热质量差，冷热不均；热费收取不合理，收费困难；规划水平有限，制约节能工作的落实。

应重视和完善城市供热规划中针对热用户的规划内容。在城市供热规划阶段，应充分认识热用户在集中供热系统中节能的重要性。对热用户的规划应体现出一定的先进性和超前性。针对不同的热用户采取不同的技术措施。

逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系，改变按面积收取热费的不合理方法。为实现这一目标，可通过两种方式建立热量消耗计量：第一种方法，对于可以分户控制的热用户，可在每一用户入口装热能计，以计量其耗热量；第二种方法，对于不能实现分户控制的热用户，可在每组用户的人口装热能计，在用户的每一散热器上装热量分配表，以实现耗热量的计量和到各用户的分配。

6.3循环水供热方面

目前很多工厂由于当时设计位置的原因，积水池和冷却面积偏小，冷却效果本身就达不到设计要求，并且所处的地区水质硬度非常大，又位于街道边上，运行不久塔内就会沉积大量的灰尘和泥垢，严重堵塞了填料的缝隙，致使水流不畅，必须用几台风机进行连续不断的强制通风，耗用大量的电能。另外，由于积水池有限，塔内沉积的泥土、杂质等来不及沉淀就回到循环水中，这些泥垢在凝汽器铜管内壁附着，致使铜管结垢，换热效果差，排汽温度升高，形成换热的恶性循环。为了解决此问题，每年必须对凝汽器铜管和冷却塔填料进行清理，生产成本提高。

7.集中供热对城市景观及环保等的影响

如果为了节省投资，全部采用架空敷设，进行较远距离供热对于城市景观的影响无疑是较大的，毕竟热力管网侧重考虑的是实用价值而非其观赏性，其实虽然全部架空对于较远距离供热管线的运行操作与检查维护也都较为有利，但对其热损耗也是不利的，大家知道架空的热损耗最大，一旦被台风等自然灾害破坏了保温，热损耗就更为严重了，因此进行较远距离供热的管线敷设方式以采取地下敷设为主较为适合，只有管段在确认不太影响城市景观且不易为自然灾害等破坏的情况下才适宜架空，采用架空的管段也应以低架为主。