城市集中供熱的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

王鵬

蘭州市熱力總公司 甘肅蘭州 730060

集中供熱系統(tǒng)在城市發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，其能夠有效地實現(xiàn)對人們的集中供熱，減少對空氣環(huán)境的污染，同時還具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是城市建設(shè)中的重點內(nèi)容。而在集中供熱系統(tǒng)建設(shè)中，集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計施工至關(guān)重要，是系統(tǒng)發(fā)揮作用的前提保障[1]。

1 我國城市集中供熱的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國城市系統(tǒng)的集中供熱也是歷經(jīng)多年發(fā)展方才成型的。目前在我國北方的北京、哈爾濱等城市中，已經(jīng)初步形成了較大規(guī)模的城市集中供熱網(wǎng)絡(luò)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國北方地區(qū)的集中供熱面積已經(jīng)占據(jù)了整體房屋面積的40%之上。同時城市的集中供熱也會因為城市化水平及人們生活水平不斷提升的影響得到更進(jìn)一步的發(fā)展。通過對一些城市的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的城市集中供熱事業(yè)始終處于一種不斷發(fā)展的狀態(tài)，不過在西部地區(qū)在總面積以及增長速度上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于東部地區(qū)，這與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度也有著一定的關(guān)系。截止到2016年，我國城市集中供熱的發(fā)展圖如圖1所示。

圖1 我國城市集中供熱的發(fā)展

我國集中供熱發(fā)展主要集中在我國三北地區(qū)，2016年三北地區(qū)集中供熱總面積為全國的81.27%，其中華北地區(qū)所占比例為37.77%，東北地區(qū)為30.92%，西北地區(qū)為12.57%。2017-2018采暖季，北京市形成了以四大燃?xì)鉄犭娭行臑橹鳠嵩?，燃?xì)忮仩t為輔助熱源的供熱格局，并且形成“東起高安屯，西至五里坨，南連南四環(huán)，北抵北五環(huán)”覆蓋六區(qū)的供熱中心管網(wǎng)新布局。從相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)得到，截止2017年，北京中心城區(qū)大管網(wǎng)的供熱面積為1.8億平方米，供熱半徑約17.5公里，其供熱范圍及供熱面積龐大。

2 優(yōu)化城市集中供熱規(guī)劃的具體措施

2.1 熱網(wǎng)設(shè)計逐漸優(yōu)化

（1）合理設(shè)計管網(wǎng)布局和管線走向：在進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計時必須認(rèn)真考察、科學(xué)設(shè)計， 做好圖紙分析，充分理解設(shè)計意圖，合理布局管道走向，從整個供暖系統(tǒng)角度來考慮進(jìn)行合理優(yōu)化和安排，確保整個集中供熱管網(wǎng)的合理性，使遠(yuǎn)近端用戶都可享受標(biāo)準(zhǔn)供熱服務(wù)。

（2）強(qiáng)化解決凝結(jié)水問題：凝結(jié)水是集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中比較突出的問題，為有效避免凝結(jié)水影響集中供熱管網(wǎng)。應(yīng)加強(qiáng)對保溫材料的選材和檢查，利用新型管材避免凝結(jié)水產(chǎn)生，并對所使用的管材和保溫材料進(jìn)行實驗和測試[2]。

2.2 分戶調(diào)節(jié)及熱量計量收費(fèi)的使用

供熱的實際負(fù)荷是由熱用戶本身的能耗數(shù)量所決定的，為此只要用戶降低了能源消耗則整體的能耗數(shù)量就會有顯著的下降，目前行之有效的方式之一就是熱量計量收費(fèi)，并且根據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗看來，這種方式的使用可以將能源消耗降低20%到30%。利用超聲波或者是機(jī)械形式的熱量表進(jìn)行熱量計量，也是解決當(dāng)前供熱企業(yè)收費(fèi)難的主要途徑。

2.3 熱水鍋爐系統(tǒng)的控制方式

（1）恒定供水溫度。一次側(cè)供水溫度設(shè)定在一個范圍內(nèi)，供水溫度的范圍可由管理人員可以通過觸摸屏設(shè)定。管理人員通過觸摸屏設(shè)定供水溫度，并且限定供水溫度的上限值和下限值。在鍋爐系統(tǒng)的出水口設(shè)置一個供水溫度的監(jiān)測點，將實際的供水溫度通過溫度與設(shè)定值進(jìn)行反饋控制，PLC根據(jù)比較結(jié)果確定投入系統(tǒng)鍋爐個數(shù)，輸出啟動信號給鍋爐系統(tǒng)，這樣就形成了一個單閉環(huán)控制流程。使得鍋爐系統(tǒng)輸出溫度穩(wěn)定。

（2）分時段恒定供水溫度。根據(jù)一天的氣溫變化規(guī)律，把供暖時間劃分為幾個時間段，時間段可以自由設(shè)定，每個時間段在設(shè)定的供水溫度的基礎(chǔ)上，設(shè)定加溫或者降溫幅度，溫度的增減幅度均可自由設(shè)定，從而使得系統(tǒng)能夠及時的調(diào)整投入供熱系統(tǒng)的鍋爐個數(shù)。

3 案例分析

小區(qū)的換熱站的原設(shè)計是由市政熱網(wǎng)提供熱源，其供熱范圍是A座、B座、C座住宅樓（總建筑面積：92112m2，建筑最高層為33層）和小區(qū)后期預(yù)留部分。但是，目前小區(qū)面臨的情況是市政熱網(wǎng)無法提供熱源，現(xiàn)在需要小區(qū)自己建立鍋爐房來滿足小區(qū)住戶的采暖需求。本文設(shè)計的集中供熱控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)功能：

（1）實時檢測參數(shù)，及時了解工況。通過模擬量信號的處理，能夠及時的測量系統(tǒng)內(nèi)的溫度和壓力，并且同時監(jiān)視鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行人員可以及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

（2）合理匹配工況，保證按需供熱。集中控制系統(tǒng)能夠根據(jù)實測的室外溫度變化調(diào)整供水溫度，確定投入運(yùn)行的鍋爐數(shù)量，使溫度和流量達(dá)到按需分配的調(diào)節(jié)要求，使得系統(tǒng)運(yùn)行最佳運(yùn)行工況，達(dá)到節(jié)能的目的。

4 結(jié)語

城市集中供熱的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)、供熱技術(shù)的發(fā)展有著密不可分的關(guān)系，并且在能源使用率的提高、緩解環(huán)境污染問題、降低供熱成本上有著顯著的作用。但是目前依然存在著諸如規(guī)劃滯后、熱網(wǎng)問題復(fù)雜、專業(yè)人才和技術(shù)缺失等問題，通過全面合理的規(guī)劃、專業(yè)人才技術(shù)水平的提升以及熱量計量收費(fèi)等措施可以更好的促進(jìn)城市集中供熱的發(fā)展[3]。