浅析城市集中供热工程规划设计中的相关节能技术问题

张海鹏

城市集中供热近年来在我国北方地区的建设方兴未艾，对于合理利用能源、节约能源、改善环境、完善城镇基础设施、提高城市载体功能等方面起到了积极的推动作用。也正是由于其自身所起的作用对于一个城市整体建设与发展影响巨大，因而项目本身的必要性与可行性的研究也就显得尤为重要。

国家就热电联产城市集中供热项目的可行性研究出台了许多有关的政策、规定和要求，结合近年来参与的多项城市集中供热可行性研究的体会，本文就热电联产城市集中供热项目规划设计中的相关节能技术问题作以分析。

1.重视规划

城市规划、热力规划是城市建设、发展中的一个重要环节。合理的规划既要注重历史与现实之间的发展规律，也要具有敏锐的前瞻性。确定热电联产项目的规模，首先就要立足于科学合理的城市规划和热力规划，这样才能指导工程建设，才能使项目实现技术上可行、经济上合理之目的。因此，开展城市集中供热可行性研究之前，务必要依据城市建设部门批准的城市规划和城市热力规划。诸如，哈尔滨市华能集中供热有限公司所承建的道里集中供热项目建设一座大型热源厂，占地10.7万平方米，安装6台116MW循环流化床热水锅炉、3台75毛咐循环流化床蒸汽锅炉、2台1 ZMW汽轮发电机组及附屁系统；敷设供热管网干线肠公里，新建改建换热站1%个、调峰锅炉房4座。建成后向道里、道外1758万平方米房屋供热。与华欣电厂并网运行后，可增加供热面积300万平方米，总供热面积达到2058万平方米，占哈市的五分之一。实施道里集中供热项目建设是市委、市政府为从根本上解决老城区供热“难”问题，提人民生活质量，创建生态园林城市，促进经济可持续发展，所做出的一项科学决策。该项目建成后，用高效、大容量锅炉替代分散小锅炉，社会环保效应十分显著，停用了供热区域内原有锅炉房823处，取消旧锅炉1326台，每年可减少燃煤消耗30万吨，减少灰渣9.5万吨，减少二氧化硫排放2200吨、烟尘排放11万吨，利用倒出的储煤、储灰场，可新增城区绿地15万平方米，区城大气环境质量极大改善。实现24小时连续供热，供热质量稳定提高，使城市集中供热普及率提高15个百分点，促进了我市集中供热节能减排工作的发展。

2.重视热负荷的调查核实

热负荷可靠、落实与否，直接关系到项目的机组选型、投资规模与建成运行后的经济性。热负荷的调查核实过程中应注意如下问题：

2.1现有热负荷的调查核实必须取得第一手材料，即应对现有可施行集中供热的各类建筑按类别落实建筑面积，不可轻易停留在建设单位提供的书面报告上。以哈尔滨市城市集中供热为例，市区实有房屋建筑面积为1.36亿平方米，各种采暖方式总计耗原煤450万吨。其中，热电联产供热面积3917万平方米，占28.7%；耗煤97.9万吨，占21.7%。若将现有和在建热电联产项目全部建成，热电联产机组可供热面积（不含调峰锅炉房）将达到9400万平方米，相当于2005年的2.4倍；而机组年耗煤量将高达1500万吨以上，相当于2005年的15.6倍。而在这些能源消耗中，只有1/4用来对城市供热，其余3/4则消耗于城市并不需要的发电。国发[2007]2号文件（《国务院批转发展改革委、能源办关于加快关停小火电机组若干意见的通知》）明确指出：“热电联产机组原则上要执行‘以热定电。”发改能源[2007]141号文件（《国家发展改革委、建设部关于印发〈热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设管理暂行规定〉的通知》）中也明确规定：“在严寒、寒冷地区且具备集中供热条件的城市，应优先规划建设以采暖为主的热电联产项目，取代分散供热的锅炉，以改善环境质量，节约能耗。”因此，国家要求热电联产项目必须坚持以供热为主，以“热”定电。

2.2不可按现有分散的锅炉容量统计热负荷。分散小锅炉因其热效率低、系统配置不完善等原因普遍出力不足，如果按其铭牌标定出力统计热负荷，显然偏大。

2.3不可按现有分散供热单位的耗煤量统计热负荷。现有供热单位往往只能提供燃煤的低位发热值和总煤耗，因其缺乏科学的耗煤计量手段，只能依据燃煤的进料统计表，而这极易存在较大的偏差，其结果也会造成热负荷统计偏大。

2.4发展热负荷的依据性要充分。热电联产项目的建设规模既要立足当前，更要注重发展；前面已经谈到过城市规划及热力规划的重要性就是这个意思。发展热负荷一方面要根据历史与现实的发展规律，另一方面要充分考虑时代的发展特点国家产业政策和地域经济特征等方面的因素。发展热负荷考虑得不充分，本期工程经过建设运行后不久或尚未运行就会涉及到扩建问题，由于配套公用设施不足，扩建投资相应增大；发展热负荷考虑过大，既便考虑了分期建设的可能性，也会在公用设施上加大投资，造成闲置和浪费。

3.重视热网都分

热电联产项目中，热网部分的资金投入比例很大，特别是在以城镇冬季集中供热为主要负荷的热电联产项目中，热网部分无论是投资比例或是技术方案的优劣均举足轻重。

国家计委、建设部颁布的《热电联产项目可行性研究技术规定》中要求：热网部分投资超过1500万元应单独编制可行性研究，而以一般热网工程来讲，这样投资规模的热网也仅在40～50万m2左右。所以说，供热面积在100-150万m2以上的中小型热网乃至500万m2以上大型热网工程的可行性研究尤为重要。

热网部分的重心在于合理布置管网走向、确定供热参数、敷设方式、系统与用户的连接方式、运行调节方案、补偿、特殊跨越等环节，其中有些细致部分是可行性中应注意的。

3.1供热介质参数的确定

供热参数的大小，关系到系统流量和管径的大小，直接影响热源部分的首站规模。供热参数低，系统循环水量增大，换热设备投资增大，循环水泵容量加大，系统补水量及水处理设备增加；相反地，提高供热参数，则受到管网保温材料耐温极限限制。当前普遍采用聚胺脂泡沫保温成品管直埋敷设，其施工方便、管网投资较低、城市景观不受影响、热损失小等优点已得到认同。其保温材质的耐温极限一般在140%左右；所以主张在管网保温极限值之内尽可能提高供热介质参数，以减少管网以及相应配套设施的投资。

3.2循环水泵的选择

热力管网运行调节可以是单独的质调节、量调节和改变流量的质调节。其方式的确定取决于热源部分的机组调节方式和热网循环系统的水力工况。一般来讲，为保证系统水力工况的稳定同时减少系统运行的能耗，对于一级供热管网，普遍采用分阶段改变流量的质调节；因此循环水泵的流量、扬程是动态的；不少可行性研究中，尤其是在系统循环水量较大的项目设计中，常常出现选择多台同型号循环泵并联方案，意在通过不同台数的水泵并联运行以达到改变流量的目的。其实这样的方案极不合理。简单地说两台泵并联运行的工况较一台泵的运行工况（效率）大为下降，更不用说三台或以上台数的泵并联运行了。所以主张按拟订的调节方案尽可能的选择一台泵独立运行，以求最大效率和最低电耗。在此基础上，为更好的实现根据室外温度的变化从而调节系统供热量，可进而对循环泵进行变频调速。

3.3实现热电联产的区域

因供热成本应较低，可适当降低用热价格，运用价格杠杆进行引导，逐步淘汰落后热源；也可通过合资、收购或资本股份化运作方式，将原有热源供热管网资源经合理整合调整后，逐步并入热电联产主网运行，以达到节能降耗、提高供热质量和服务水平的目的，最终使老百姓得到实惠，也使先期投资者得到应有的补偿与利益，争取实现互利互赢。

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