熱電聯産【摘要】從我國能源結構，居民用能消費結構，集中供熱的建設規模和人民的承受能力等方面說明城市集中供熱方式是我國供熱可持續發展的主力軍。從房屋建設發展規模，從城市大氣環境質量的提高等方面說明我國城鎮供熱應發展多能源的供熱方式。供熱要消耗大量的能源，據統計，三北地區采暖耗能約占全年總能耗的13%，北京市冬季采暖年用煤量約占全年總能耗3000萬噸的20～23%。1995年，我國燃煤排放CO25～6億噸，排放SO22000萬噸，排放煙塵1700萬噸，城鎮集中供熱全年收費收益可達121.5億元，供熱是與能源和環境緊密相連的行業。

随着經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，供熱的發展速度将更快。因此，節能、環境保護、降低成本和提高效益等可持續發展問題已成為供熱行業首要解決的問題。

1燃煤的集中供熱方式與多種能源供熱方式的結合

1.1現階段我國城鎮供熱仍以燃煤的集中供熱方式為主。

1.1.1能源結構

1995年我國煤炭在一次能源生産和消費結構中約占75%，石油約占17%，水電占6.5%，天然氣1.8%。燃煤供熱方式中，較經濟、較節能、環保效益較好的方式是集中供熱。

1.1.2居民用能消費結構

居民能源消費量随着其生活質量的提高而增長，居民生活用能的範圍包括照明、家電、炊事、采暖、空調和生活熱水等。北京住宅不同用途用熱量的比例大緻為采暖44.4～55.6%，空調16.9～10.6%，生活熱水23.9～15.2%，炊事8.1～10.1%，家電、照明等6.7～8.5%。

近年來，城市對大氣環境質量的要求不斷提高，居民用能品種構成也發生了很大變化，上海市1986年煤炭占71.66%，電力占12.15%，煤氣占16.06%，而到1991年，上述的比例分别變成57.8%、20.94%和20.83%。北京市的變化見表1。

表1終端能源消費結構

[table=560][tr][td=1,1,132]1.1.4科技進步為城市燃用清潔煤創造了條件。

a開發和推廣清潔煤技術。主要措施，嚴格限制高硫煤的開采和大力推行煤炭的選洗加工。1995年我國含硫量大于3%的高硫煤的産量為9500多萬噸，為煤炭總産量的7%，但卻占全國二氧化硫排放總量的25%。北京市經委、市環保局等聯合發布了"關于全面推廣使用低硫優質煤的通告"，徹底封殺高硫煤。煤炭經過洗選加工，可以将裡面的硫分、灰分大部分去除，是解決燃煤污染的一個重要手段。

b開發和推廣循環流化床鍋爐。這種鍋爐的最大優勢是在燃燒過程中能有效控制有害氣體NOX和SO2的産生和排放(脫硫率可達90%)。

c除塵技術和裝備制造。降塵技術和設備已向既除塵又脫硫的方向發展。

d電廠脫硫技術及其成套裝備制造。目前采用的脫硫方法有簡易半幹法，簡易濕法，爐内噴鈣尾部加濕和電子束脫硫工藝等。大幅度降低脫硫設備的造價，開發和推廣适合中國國情的脫硫工藝是當前的主要任務。

1.2有條件的重點城市，建立無燃煤區，采用清潔能源，如天然氣，液化石油氣、輕油和電等供熱方式，提高城市大氣環境質量。

我國的大氣污染屬煤煙型污染，主要污染物是煙塵和二氧化硫，燃煤是形成我國大氣污染的主要原因。

随着電力進入買方市場，随着熱泵技術的發展，有些地區開始用電采暖。目前，我國電力暫時供大于求，但峰谷差越來越大，要發展用電供熱方式，就要求發展蓄熱(冷)裝置，增加用電投資，在目前電價較高的條件下，用電供熱大多在南方地區，過渡地區，北方地區僅在10月底，11月初或4月氣候較寒冷時采用。

燃天然氣不排放SO2，并比燃煤減少NOX45%，CO252%，比燃油減少NOX63%，CO226%。按照國際上采用的成本效率分析法，即把大氣污染濃度降到指标水平的成本最低分析方法，發展天然氣供熱是一個可選擇的較佳的方案。由于我國天然氣探明程度較低，即使從國外引進，用于供熱的天然氣也是有限的，如北京2000年燃氣供熱熱化率約為11%，2010年約為28%。除此之外，燃天然氣供熱的熱價較高，用戶的承受能力有限，也限制了它的發展。

在當前城市集中供熱的發展速度低于房屋建設發展速度和低于城市化水平的速度條件下，燃天然氣供熱方式發展速度較快是不可避免的。目前，已從國外引進了許多類型的燃氣供熱設備，包括分戶采暖的璧挂式燃氣兩用爐包括樓棟式小鍋爐，包括直燃式溴化锂制冷機和燃氣熱電聯産方式。

1.3供熱商品化、市場化對集中供熱提出了更高的要求。

用戶對供熱要求安全、可靠、舒适、調節方便、維修方便，在計劃經濟體制下，民用采暖一直作為福利，采用按用熱面積計費的收費方法，這種方法既不利于節能，又給政府财政帶來了沉重的負擔，還出現了熱費收繳難的問題。對于集中供熱來說，正在逐步建立和完善對供熱用戶計量收費制度，積極開發熱量表和溫控閥，以滿足用戶的要求。

2可持續發展與供熱技術的進步

2.1可持續發展

當前，我國的能源形勢十分嚴峻，主要表現如下，能源年增長約4%，不能滿足國民經濟年增長8%～10%的要求。2000年約缺能4.6～5.4億噸标煤，2010年缺能8%，2050年缺能24%；節能任務重，通過調整産業結構，産品結構，貫徹執行節能措施，2000年節能5～7萬噸标煤，2010年約為8億噸标煤，2050年約為17億噸标煤。由此可見，節能是實現可持續發展戰略的最有效、最經濟的途徑。目前，我國城市環境污染嚴重，約有57%的城市總懸浮微粒超過國家限制值；約有48個城市SO2濃度超過國家二級排放标準；約有82%的城市出現酸雨。能效低、能源浪費，環境惡化與可持續發展極不相稱，隻有貫徹執行可持續發展的重大戰略，才能使經濟建設、人口、資源、環境相協調，才能實現良性循環。

2.2提高供熱系統能效、降低能耗，降低造價是供熱行業當前的主要任務。

城市民用建築快速發展，建築能源消費增長迅速。1996～2000年，全國城鎮新建住宅面積共12億m2，年均2.4億m2；2000～2010年，新建住宅33.5億m2，年均3.35億m2。采暖能耗約占總能耗的13%，與發達國家建築能耗占總能耗的40%相距甚遠。随着我國經濟的發展，人民生活水平必将朝着住房舒适化、生活現代化、娛樂多樣化目标發展，建築能耗的比重将不斷增長。

近幾年來，集中供熱一直在貫徹執行2000年技術進步發展規劃，技術上、管理上取得了很大的進步，但與國際先進水平比，仍存在技術水平偏低的現象。主要表現在熱源廠供熱效率不太高，如熱電廠平均供熱标煤耗約為40kg/GJ，供熱鍋爐運行效率平均約為70%，熱源廠運行時間短，供熱管網利用率低；供熱管網普遍存在管溝滲水、熱損失大、失水率高的問題；系統的控制及調節水平落後，許多城市均有多熱源，雖然管網已相互連接，但由于熱源仍為定速循環水泵，系統中熱力站自動化水平不高，管網無監控系統，因此，無法進行多熱源聯網運行，降低了系統運行的經濟性；二次管網水力不平衡等問題。由此可知，集中供熱應針對目前存在的問題，從規劃、系統設計、設備選型、施工建設等方面降低工程造價；推行采暖、生活熱水和制冷三聯供；采用新技術、新設備等提高城市熱網的保證程度和運行經濟性；加強供熱系統的運行調節；盡快地改變收費方法，實施計量收費，适應市場需求。

2.3供熱技術的進步是保證集中供熱可持續發展的先決條件。

我國集中供熱要實現可持續發展，隻有加大科技的力度，正如2000年技術進步發展規劃所說，采取多種方法提高熱源熱能的綜合利用效率。采取多種措施提高管網輸送熱能的經濟性、安全性、可靠性，吸收和消化國外先進經驗，降低供熱系統造價，才能促進集中供熱的可持續性的發展。如研制多熱源聯合運行技術，開發利用垃圾能源技術及垃圾焚燒設備，有條件的城市推廣應用熱電冷三聯供，提高熱源廠供熱熱效率，推廣直埋管敷設技術，增加熱力站調控設備，從實際出發，加速發展計算機監控系統，逐步推廣計量收費方法和研究适合按熱量計計量收費需要的戶内采暖系統等。

3設計觀念的改變

3.1從靜态設計到動态設計

靜态設計指的是根據估算的設計熱負荷，根據産品額定工況下的數據，選擇熱源設備，設計供熱熱網和用戶設備。各種設備(包括管網)的特性曲線、工作點和所遵循的标準不一定能很好地匹配，節能的設備不一定能組合成一個節能的系統。而動态設計實際上是系統設計，以保證系統能效比為最高，實現系統熱源、熱網、熱力站和用戶各組件的最佳匹配。因此，設計的任務就是要将系統全工況下的性能調整到最佳。這就是說，供熱設計者不僅要考慮系統在設計工況下的效率，還要考慮系統在部分負荷下的運行程序和控制邏輯。

3.2從純技術設計到技術、經濟、環保的綜合設計。

國外學者提出了壽命周期分析(LCA)的概念。他們認為無論從投資的角度還是節能環保角度來看，系統一生中的"重頭戲"是在其運行階段。在此基礎上，國外學者進一步提出了壽命周期地球環境負荷的概念，将供熱系統在壽命周期中的廢熱排放量、溫室氣體排放量、酸性氣體排放量、廢棄排放量以及破壞臭氧層氣體排放量等進行綜合考慮。

3.3從專業設計到跨專業的協同設計。除專業設計之外，還要進行能耗分析，系統模拟，進行自動控制和自動檢測設計，采用技術經濟分析方法，及掌握物業設施管理中的運行維護理論等。

4信息技術與供熱的發展

4.1供熱計算機的應用提高了設計質量和工作效率。目前，已從設計和簡單計算機輔助繪圖逐步向設計全過程一體化、智能化和交互式的方向發展。

4.2網絡技術的發展，特别是互聯網的發展，作為信息處理的人機系統正在開始由一個封閉系統向開放系統轉變。計算機控制及網絡技術的發展為供熱系統的運行調節提供了新的有力工具。由此可見，計算機的發展，系統方法，信息方法和人工智能的應用已經成為供熱技術發展的時代特征。

4.3信息技術的發展對供熱技術進步的影響。

計算機技術和現代化通信的結合正在改變着計算機應用的傳統模式。因特網以令人驚訝的速度發展。它将對供熱科技的進步産生重大的影響。用戶不僅從網上獲取信息，還可在網上租用軟件。基于WWW信息搜集系統和IDGS也應運而生。

供熱能源、供熱方式及它們與節能、環保之間的關系一直是大家關注的問題。本文的分析論證可能依據不充分，也可能不盡合理。如有不當之處，請批評指正。

參考文獻

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2.龍惟定.試論我國暖通空調業的可持續發展.第十屆全國暖通空調技術信息網論文集

3.陳在康.信息技術與暖通空調發展的未來.第十屆全國暖通空調技術信息網論文集

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