中國集中供熱發(fā)展現(xiàn)狀、自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用及清潔供熱規(guī)劃關(guān)鍵問題的思考

中國集中供熱發(fā)展現(xiàn)狀、自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用及清潔供熱規(guī)劃關(guān)鍵問題的思考

一、蒸汽和熱水介質(zhì)的優(yōu)缺點對比

集中供熱是指由集中熱源所產(chǎn)生的蒸汽、熱水，通過管網(wǎng)供給一個城市（鎮(zhèn)）或部分區(qū)域生產(chǎn)、采暖和生活所需的熱量的方式。集中供熱是現(xiàn)代化城市的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是城市公用事業(yè)的一項重要設(shè)施。

集中供熱不僅能給城市提供穩(wěn)定、可靠的高品位熱源，改善人民生活，而且能節(jié)約能源，減少城市污染，有利于城市美化，有效地利用城市有效空間。所以，集中供熱具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

集中供熱系統(tǒng)的熱介質(zhì)有兩種：蒸汽和熱水。

熱水介質(zhì)的缺點是輸送耗電量大，不能滿足蒸汽熱用戶的需要。熱水參數(shù)愈高，輸送能力愈大，愈能節(jié)省輸送電量，但溫度過高反而不經(jīng)濟。要提高熱水參數(shù)則需要的蒸汽壓力高，能耗大，設(shè)備投資大，所以確定熱水溫度時，要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，蒸汽參數(shù)應(yīng)根據(jù)熱用戶的需要和輸送距離確定。

二、中國供熱現(xiàn)狀分析

2015年中國民用采暖、市政供暖按供熱面積最高收費是5.12元/月?建筑平米；2016、2017、2018年中國民用采暖、市政供暖按供熱面積收費基本保持在5元/月?建筑平米，至2018年10才漲至5.07元/月?建筑平米，11、12月民用采暖、市政供暖按供熱面積收費基本保持在5.08元/月?建筑平米；2019年1-9月中國民用采暖、市政供暖按供熱面積收費是5.1元/月?建筑平米，10-11月是5.11元/月?建筑平米，12月漲至5.17元/月?建筑平米。

在中國，城市集中供熱經(jīng)歷數(shù)十年發(fā)展，已頗具規(guī)模，特別是在北方廣大城市得到了全面普及應(yīng)用，其已成為百姓正常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要組成部分。

2014年來，中國供熱面積呈增長態(tài)勢，2018年中國供熱面積87.81億平方米，比上年增加4.72億平方米，同比增長5.68%；2019年中國供熱面積92.51億平方米，比上年增加4.7億平方米，同比增長5.35%。

城市供熱能力指熱電廠、熱力公司和達到標準的集中采暖鍋爐房向城市輸送的供熱源的設(shè)計能力，即每小時向城市輸送蒸汽、熱水的能力。

蒸汽供暖是以水蒸氣為熱媒，水蒸氣在散熱器中進行相變（凝結(jié)）放出汽化潛熱，具體指蒸汽供熱是用水為供熱介質(zhì)，以蒸汽的形態(tài)，從熱源攜帶熱量，經(jīng)過熱網(wǎng)送至用戶的。

蒸汽供暖靠蒸汽本身的壓力輸送，每公里壓降約為0.1兆帕，中國熱電廠所供蒸汽的參數(shù)多為0.8～1.3兆帕，供汽距離一般在3～4公里以內(nèi)。

2018年中國蒸汽供熱能力92321.62噸/小時，比上年減少6006.38噸/小時，同比下降6.11%；2019年中國蒸汽供熱能力100943.4噸/小時，比上年增加8621.78噸/小時，同比增長9.34%。

熱水供熱就是以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)。2017年中國熱水供熱能力647.83千兆瓦，為2014年以來熱水供熱能力最高值；2018、2019年中國熱水供熱能力逐年下降，熱水供熱能力分別為578.24千兆瓦、550.53千兆瓦；同比下降69.59%、27.71%。

2017年中國蒸汽供熱總量57985萬吉焦，熱水供熱總量310300萬吉焦；2018年中國蒸汽供熱總量57731.49萬吉焦，熱水供熱總量323664.6萬吉焦；2019年中國蒸汽供熱總量65067.48萬吉焦，熱水供熱總量327475.1萬吉焦。

三、集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用

隨著城市供熱面積不斷增多，原先依靠人力進行檢測、調(diào)控、維護的供熱管網(wǎng)管理體系已難以適應(yīng)時代需求。供熱管理環(huán)節(jié)事故頻發(fā)，而供熱管網(wǎng)調(diào)控、維護不及時也在一定程度上影響了城市供熱質(zhì)量與效益的充分發(fā)揮。所以促進城市集中供熱自動化水平的提高已迫在眉睫。

集中供熱系統(tǒng)的自動化體系可劃分為熱源、管網(wǎng)與中繼泵站、熱力子站三部分。這三者間并非獨自運行，而是彼此間相互合作構(gòu)成一個完整的聯(lián)動體系，總共包括了調(diào)度中心、通信網(wǎng)絡(luò)平臺、熱力子站3個控制系統(tǒng)，其中網(wǎng)絡(luò)平臺是調(diào)度中心與熱力子站間相互溝通的橋梁。

熱力站自動化管理核心所在就是能充分滿足各個子站的熱量需求，并根據(jù)所需進行及時、合理調(diào)配。

鍋爐房自動系統(tǒng)是給水液位控制回路、主蒸汽的溫度控制回路、主蒸汽的壓力燃燒控制回路、爐膛負壓引風控制回路、氧量送風控制回路、除氧器的液位和壓力控制回路、減溫減壓器的溫度和壓力控制回路、鍋爐房自用汽的壓力控制回路。

實現(xiàn)供熱管網(wǎng)自動化建設(shè)，一定的技術(shù)支持是必不可少的，其中最主要的構(gòu)成技術(shù)就是變頻技術(shù)。此外，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行研究亦有助于促進供熱管網(wǎng)自動化建設(shè)與應(yīng)用。

集中供熱自動化系統(tǒng)普及應(yīng)用能提高能源利用率，降低能源消耗與供熱成本，實現(xiàn)人與環(huán)境的共贏發(fā)展。在可見的未來，隨著集中供熱自控系統(tǒng)進一步發(fā)展，其智能化水平必將日益提高，運行模式也將由現(xiàn)在流量大、溫差小、前段熱、末端冷、熱能利用率偏低的粗放模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱髁啃?、溫差大、全網(wǎng)熱能平衡分布的經(jīng)濟效益型模式。并最終建立起依據(jù)單個用戶需求自動調(diào)節(jié)，同時滿足不同用戶對智能體系的不同需求，實現(xiàn)熱能利用最優(yōu)化。

四、清潔供熱規(guī)劃關(guān)鍵問題的思考

清潔供暖是一項涉及熱源、熱網(wǎng)及熱用戶的系統(tǒng)性工程。在清潔供熱規(guī)劃中，需要將清潔供暖思想貫徹其中。但是實際上，在負荷規(guī)劃中，熱負荷指標以及規(guī)劃人口往往與實際情況不符，導(dǎo)致熱源建設(shè)規(guī)模和投資過大;在熱源規(guī)劃中，對熱源形式的選擇也未能充分考慮熱源成本、運行成本、供熱煤耗、污染物排放水平等因素;在熱網(wǎng)規(guī)劃中，未將環(huán)狀管網(wǎng)作為規(guī)劃基礎(chǔ)，提高供熱安全性和穩(wěn)定性。

1、熱負荷規(guī)劃

在清潔供熱規(guī)劃中，需要將清潔供暖思想貫徹其中。但是實際上，在負荷規(guī)劃中，熱負荷標以及規(guī)劃人口往往與實際情況不符，導(dǎo)致熱源建設(shè)規(guī)模和投資過大;在熱源規(guī)劃中，對熱源形式的選擇也未能充分考慮熱源成本、運行成本、供熱煤耗、污染物排放水平等因素;在熱網(wǎng)規(guī)劃中，未將環(huán)狀管網(wǎng)作為規(guī)劃基礎(chǔ)，提高供熱安全性和穩(wěn)定性；

2、熱源規(guī)劃

熱源形式的選擇要綜合比較熱源成本、運行成本、供熱煤耗、污染物排放水平等因素。其中，運行成本與當?shù)仉姀S定價、電價有關(guān)系;熱源成本中，設(shè)備品牌差異