“新形式”下我国城市集中供热发展的思考

韩建明

摘 要：随着我国城市化进程的快速推进，城市对集中供热的需求快速增长。而随着环保要求的日益严格、大量燃煤锅炉的取缔，使我国原来以燃煤为主的集中供热方式不断受到质疑和挑战，利用清洁能源解决城市供热问题是摆在供热行业面前的“新形式”。如何在“新形式”下解决城市快速发展的供热需求，是我们每个供热企业都要面临的实际问题。笔者从事供热行业运行管理多年，在集中供热运行、管理上积累了一定的经验，对清洁供热有一定的理解，在此与各位同行共同分享。

关键词：新形势；清洁；环保；供热

中图分类号：TU995 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）09-0183-03

Abstract： With the rapid development of urbanization in China， the demand for centralized heat supply is increasing rapidly. With the increasingly stringent requirements for environmental protection and the ban of a large number of coal-fired boilers， the central heating mode， which used to be mainly coal-fired， has been constantly questioned and challenged in China. Using clean energy to solve the urban heating problem is a "new form" in view of the heating industry. How to solve the rapid development of urban heating needs in the "new form" is a practical problem that every heating enterprise has to face. The author has been engaged in the operation and management of heating industry for many years， and has accumulated some experience in the operation and management of centralized heat supply， and has a certain understanding of clean heat supply.

Keywords： new situation； cleaning； environmental protection； heat supply

1 目前我國城市集中供热主要方式及特点

1.1 热电联产

热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料，经济性较好，是我国北方地区最基础、利用最广泛的供热方式。

优点：技术成熟，管理先进；制热能力强、品味高、成本低、安全、稳定、环保。

缺点：由于热电厂多位于城区外围，向城区输配热量修建供热管线，施工困难，投资大；部分项目远距离输配热量，中途需设置中继泵站才能满足输配要求，增加运行费用；长距离输送中途热损失较大；热电厂机组供热能力强，基本无备用机组，一旦设备出现故障，受影响供热面积巨大，容易引发社会问题。

1.2 区域锅炉房供热

指以锅炉房作为热源在某个特定区域内进行集中供热。按能源种类分为燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉、生物质锅炉、燃油锅炉等。

优点：可根据热负荷状况量身设置，供热范围可大可小；建设周期短，供热设施建设造价低、工期短，易于与城市建设同步进行，能够做到同时规划、同时设计、同时施工、同时使用，有利于加快实现城市集中供热。

缺点：燃煤锅炉建设环保要求高，自身发展受政策影响较大；其他能源锅炉制热能源成本较高，经济性较差。

1.3 高品位工业余热

本文所指高品位供热余热，是指工业企业在生产过程中排放的废热，自身温度较高（一般70℃以上），经换热可直接用于城市供热，例如钢厂高炉冲渣水等。

优点：政策支持，节能减排、制热成本低廉。

缺点：出水温度不稳定，设备定修期间无法供热，一般须配有备用热源。

1.4 热泵类供热

该类供热项目一般通过热泵技术，以电能、蒸汽或燃气作为驱动能源，将低品位工业余热（30℃以下）、生活污水、空气、浅层地热等低品位热能进行收集，提取热量用于城市供热。

优点：政策支持，节能、环保，运行成本较为经济。

缺点：初投资较大，供热品味一般较低，不适于长途输配，对用热建筑供热方式（宜采用地板辐射采暖或空调采暖）、建筑围护结构等有一定要求。

以上供热方式是我国目前城市集中供热的几种主要方式，以河北省为例，“到2015年底，全省热电联产热源供热面积4.72亿平方米，占总用热面积的44.19%；区域锅炉房热源供热面积2.78亿平方米，占26.04%；清洁和可再生能源供热面积2.35亿平方米，占22.01%；燃煤小锅炉、户用燃煤炉具及其他热源供热面积为8270万平方米，占7.74%”[1]。

2 目前城市集中供热存在的问题

2.1 热源紧张局面持续加剧

近年来，一方面随着城市规模的快速发展，城市冬季供暖面积逐年快速增加，同时随着广大居民生活水平的提高，对供暖舒适性的要求也越来越高，这样就造成城市集中供热负荷快速增加；而另一方面，由于环保措施的升级，燃煤锅炉被大量取缔，燃煤电厂的限批，使得集中供热热源供热能力无法随城市的供热需求同步提升，冬季供热供需矛盾极为突出，甚至成为制约城市发展的瓶颈。

2.2 供热安全存在隐患

目前我国北方地区集中供热以热电联产为主，受我国产业政策影响，目前各热电厂单台发电机组功率多为300MW及其以上容量的机组，供热能力约为600万平米，由于无备用机组，机组一旦发生故障，将造成大面积低温、甚至停热，给广大热用户生活造成重大影响，此类事件近年来也偶尔发生，成为了影响社会稳定的一个因素。

2.3 调峰热源未得到充分认识

由于集中供热负荷在尖峰时段时间很短，而热电厂供热能力是相对恒定的数值，如集中供热缺乏调峰热源，热电厂供热能力必须满足严寒季尖峰热负荷，也就是说只有在严寒季大约几天的时间里热电厂才能满负荷运行，而在其他时段供热能力不能充分发挥，不但严重影响热电厂经济效益，同时对宝贵的供热资源造成极大地浪费。

按照国家发改委、国家能源局、财政部、住房城乡建设部、环境保护部等五部委联合下发《热电联产管理办法》第二十四条规定，“积极推进热电联产机组与供热锅炉协调规划、联合运行。调峰锅炉供热能力可按供热区最大热负荷的25%-40%考虑，热电联产机组承担基本热负荷，调峰锅炉承担尖峰热负荷，在热电机组能够满足供热需求时调峰锅炉原则上不得投入运行。”，目前能达到此要求的城市很少，多数热电厂供热能力只能在严寒期得到充分发挥。

2.4 工业余热等清洁能源未得到充分利用

北方城市重工业基础雄厚，钢铁、化工企业余热资源丰富。近年来，针对日趋严峻的环保压力，发展工业余热等可再生能源进行集中供暖成为地方政府的共识，国家也适时出台了一些鼓励政策，使得余热供热项目得到较快的发展。但我们必须清醒看到，此类项目受到施工难度、供热参数、经济效益等多方面因素的影响，大批余热资源未得到充分发掘。

3 集中供热的发展趋势

3.1 熱电联产作为城市基础热源不可替代

多年来，热电联产以供热能力强、安全稳定、经济性好而受到广泛认可，许多城市不惜投入巨资，修建长距离输配管线，通过一级或多级中继泵将热量引入市区，今后此种趋势不会改变，电厂供热能力将会被深度挖掘，热电联产作为城市基础热源地位不可动摇。

3.2 多热源联网供热是大势所趋

多热源联网是指用大口径管道，将城市几个热电厂供热输配管网进行连通，使几个基础热源之间能够达到互联互通，互为备用。平时为得到较好的水力工况，既可联网运行、也可解列运行，一旦某一热源厂发生故障，可通过调整联网运行中各热源厂的运行参数，向故障热源供热区域补充热量，或对解列运行的各热源厂之间的面积进行适当调整，从而消除或降低因热源厂故障对城市供热的影响。唐山市热力总公司自2009年以来，通过近10年的不断完善，已实现多热源联网和多层次的环网建设，实现陡河电厂、丰润电厂、市区电厂、西郊电厂联网运行，有效地满足了城市发展的需求，保障了供热的安全运行。

3.3 调峰热源作用日益凸显

（1）增加调峰热源，可以使热电联产供热能力得到充分利用。

以我公司某热电联产供热区域为例，表1、2分别为启动调峰锅炉前后该区域热负荷延续表。

通过上表可以发现，该区域设计总热负荷为258MW，年供热量2133244GJ。如果该区域设有调峰锅炉，调峰锅炉供热能力39.84MW，在-5℃时启动调峰锅炉，全年需启动锅炉653小时（约27天），占全年供热天数的20%，总供热量49799GJ，约占区域全年总供热量的2.3%；启动调峰锅炉后，可节约热电联产供热能力39.4MW，如将该部分热电联产供热能力用于其他供热区域，热指标按40W/M2计算，可实现新增供热面积约100万平米，按照上述热负荷延续表推算，全年供热量可达329412GJ（39.84*2133244/258）。

也就是说，使用调峰锅炉后，热电联产供热能力不变，而全年供热量比原来增加约13%，热电联产增加供热量是调峰炉供热量6.6倍，基础热源的作用更加显现。

（2）增加调峰热源，可以得到较好的经济效益。受环保因素的制约，区域锅炉能源种类以燃气、电能、生物质等清洁能源为主，无论采用何种能源，制热成本较高，经济性较差。但将区域锅炉并入集中热网，改为调峰使用，因调峰锅炉在整个采暖季中供热量总量小、占比低，所以即使用燃气、电等高品位能源，以整个供热区域来说，也能取得较好的经济效益。另外，热电厂因产热量的增加，经济效益可得到大幅改善。

（3）增加调峰热源，可以提高供热安全性。冬季供热过程中，一旦热电厂发生问题，调峰锅炉随时能够启动，迅速弥补供热缺口，降低停热风险，使集中供热运行更加安全、稳定。在将集中供热作为民生工程来看待的今天，这种安全、稳定对供热企业而言，有着非常重要的作用。

3.4 其他热源作为补充

充分发挥热电联产供热能力的同时，有效利用工业余热等清洁能源供热作为城市供热的重要补充，在环保要求严格的今天有着切实的现实意义。随着技术的进步，各类低品位能源的供热稳定性、安全性已经得到广泛的认可，应因地制宜，在适宜其他清洁能源高效利用的供热区域，应优先使用其他清洁能源，如在钢厂、污水处理厂周边划出专属供热区域，该区域内新建建筑供热系统的设计，要符合相应余热供热参数的要求，确保余热资源能够充分利用；新建学校、宾馆等场所可考虑使用空气源、土壤源热泵，充分利用其控制方便的特点有效降低运行费用。

4 发展建议

4.1 因地制宜，集中供热需多种能源协调利用

高效、综合利用各类能源满足城市供热需求，是解决城市供热问题的唯一途径。城市供热应改变单纯依靠供热企业解决的思路，而应从当地的产业布局、能源的结构、建筑物的性质等多方面进行综合评价，从规划开始，按照“宜气则气、宜电则电、多种能源综合利用”的精神，明确各个区域、各类建筑的供热形式、用能类别，然后根据用能类别、能源使用数量，热力、燃气、电力等部门提前谋划、建设相关基础设施，满足区域供热用能需求；开发企业根据供热用能类别、能源参数进行采暖系统设计，保证达到预期供热效果。

4.2 精准供热，提高供热管理水平

随着供热技术的发展，我国越来越多的供热企业通过自主研发或委托专业公司，对自身供热设施，特别是控制系统进行技术改造，提高供热系统的自动化控制水平，提高能源使用效率。但也有部分供热企业供热方式仍较为粗放，靠经验供热的现象依然存在，由于缺乏供热数据有效采集和精准的控制手段，造成不同区域之间供热效果相差悬殊，为缓和供热矛盾，往往采取提高供热参数的办法，导致能源的浪费严重。精准供热，应以科技手段为先导，推广供热系统自动调控技术，结合室温采集系统和气候补偿系统，使整个供热系统实现自动控制、自动平衡，提升供热质量，提高能源利用效率。同时还需运用市场经济手段，完善热计量计费办法，提高热用户自主节能积极性，高效利用现有热源供热能力。

参考文献：

[1]河北省城镇供热“十三五”规划[Z].

[2]吴宝良.城市集中供热中发展区域锅炉房的问题探讨[J].科技创新与应用，2013（29）：300.

[3]杨钟.城市集中供热管网改造分析[J].科技创新与应用，2015（03）：194.

[4]焦振明.城市集中供热锅炉运行中的节能环保技术分析[J].科技创新与应用，2012（03）：200.

[5]房成祥.关于集中供热的建筑节能措施探讨[J].科技创新与应用，2012（02）：183.