城市集中供热系统的优化研究

摘要： 经济社会的迅猛发展给能源带来的压力也越大，国际上已经有很多国家对此投入了很多人力和物力来研究能源问题，城市集中供热问题关系着国计民生，人们开始越来越关注城市集中供热的发展，我国对于城市集中供热的事业的建设已经有了很大的发展，但是在供热系统的运行中还存在着很多问题。对此，本从从城市集中供热的发展背景和建设意义出发，分析了在城市集中供热过程中所存在的一些问题，并提出了相应的措施。

关键词： 城市集中供热；供热系统；系统优化

中图分类号：TU833+.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）15-0284-03

0 引言

城市的集中供热是指采用集中的热源来提供水蒸汽和热水，并将水蒸汽和热水通过专门的管网设施来给一个城市的生产和生活进行供热。它构成了城市能源系统供应的主要部分，完整的供热系统包括了热源、管网和用户这三部分，而根据热源的供应不同，又可以分成电厂集中供热、锅炉房的集中供热、垃圾焚烧站的热量还有地热提供的热量，在电厂的集中供热系统里边，有背压式的汽轮机供热、企业自身的热电站还有可调节低压设置的汽口汽轮机供热。而锅炉型的供热系统又包括了蒸汽集中供热和热水集中供热这两种方式。利用城市的集中供热系统，可以使得供热的覆盖率得到提高，也可以减少燃料的使用，同时也减少了对环境的污染。鉴于集中供热所带来的良好效益，国际上很早就开始了对城市集中供热的研究和探索，像西北欧的一些国家和俄国，由于地理位置的特殊性，经常会遭遇全球极寒天气影响，使得这些国家对于供热的需要比其他国家要高出很多。那么集中供热就是整个城市的基础设施建设必须要重视的环节。而我国的集中供热体系起步要晚的多，新中国成立后，进行第一个五年规划时，曾经重点考虑了城市集中供热规划，建立了几个供热热电厂：北京游东郊热电厂，吉林热电厂等，不过总体来看，热电厂的数量不多，锅炉房的发展也不快，同时考虑到能源节约和环境治理等问题，还需要对以前的城市供热系统进行优化管理，这也正是本文写作的意义所在。

1 集中供热系统对于一个城市的发展意义

1.1 可以大大的减少燃料投入 目前，我们国家投入在工业锅炉上的煤炭资源每年达到了两亿多吨，而用在城市采暖上的煤炭量大约在五千万吨左右。一般来说，采暖所用的小锅炉和工业应用上的中小型锅炉产生的热效率都不高，如果对城市采用集中供热系统的话，集中供热所采用的都是大型容量的锅炉，所产生的热效率要比分散的小型锅炉产生的热效率高出很多，这样的话就可以大大减少每年在工业锅炉和在城市采暖上的煤炭使用量，如果条件允许的话，还可以采用热电厂来供热，热电厂可以进行热电的联合生产，可以有效的提高燃料的使用效率，这样会进一步的减少燃料的使用量，从而也进一步的减少了投入的资金量，从而给国家和企业都带来不错的经济效益。

1.2 可以减少二氧化硫和煤烟粉尘的排放 经济飞速发展所带来的环境污染问题也越来越严重，在供热过程中所产生的二氧化硫气体以及煤烟粉尘构成了城市大气污染的主要原因之一，通常供热系统的地址都位于城市人口稠密的中心，这对于人体的伤害也越大，分散的小型锅炉在这个问题上所造成的影响更突出，每当北方的城市进入冬季，供热所带来的环境污染问题就越明显，这个时候，大气中所含的二氧化硫一般比平常时期高出很多倍，而这主要是分散的小锅炉采暖时直接烧煤所造成的，很多国家和地区，开始探索建立城市的集中供热系统以解决所面临的环境污染问题，这是因为城市的集中供热系统通常都是使用大型的和集中的设备，采用自动化机械操作，可以提高燃料的使用效率，减少燃料的投入量，而且集中供热系统一般都会配置良好的除尘过滤系统，这样就使得空气中的污染物排放也减少了，在一定程度上改善了城市的空气质量。

1.3 人们的福利也可以得到提高 小型分散的供热系统既占用地方，又导致了居民用电的紧张，同时还不利于环境的保护，这样的使得居民的身体和生活在长期中容易受到影响，而采用城市的集中供热系统，可以充分的满足居民对于供热的需求，又不会占用居民的用地和用电，既清洁卫生，又十分便捷，对于国计民生来说非常有益。

2 城市集中供热系统建设过程中所突出的几个问题

2.1 之前的供热体系存在缺陷 当前，城市的供热普遍存在着这样的问题，供热系统分散凌乱，有的是一栋楼拥有一锅炉房，有的是一个院子里边有好几个锅炉房，要不有的城市就干脆没有建锅炉房，，新建好的居民区里边，连采暖设备都没有安装，居民只好自己在楼房里利用小火炉或其他的方式采暖。现在，随着城市化的进程脚步加快，在今后的城市住宅小区的建造数量会大大的上升，如果还是继续用的分散式的供热方式，那么将来煤炭的使用量会不可避免的上升，这样就会进一步的加重环境的污染。

在传统的供热体系影响下，供热的设计和运行等很多地方都存在着缺陷。大多数的供热系统设计的比较草率，很多都不符合实际要求，只是工人凭着经验和感觉在施工，在这种情况下，如果直接接入热网供应系统就会出现很多不可避免的问题，例如居民的水力和水温失调。从原来的供热体系上来看，一般都是间歇性的供热，导致热负荷难以计算准确，当按照散热面积来供热时，会造成室温偏高，当按照建筑物的实际的热负荷情况来供热时，又可能出现室温偏低的情况，这表现为采热管的温度严重失去均衡，要么是上冷下热，要么是温度不平衡。

2.2 收费制度缺陷所导致的难以避免的热能浪费 当前，我们国家对于供热的收费是通过面积来计算的，企业事业单位是按照所在办公楼的面积大小来缴纳供热费用，居民则是则是按照自己住房的使用面积数量来缴纳，这样的话，居民对于供热的能耗问题就显得漠不关心，觉得室温高了就打开窗户来散热，还有人盗用供热管道里边的热水。而现在的供热系统难以对拒不缴纳供热费的用户采取强制措施，同时当居民上班或外出时，也无法调节室内供热系统，只能让供热系统一直都开着，导致了很多不必要的热能浪费。

其次，在能源的使用方面，很多供热系统还是比较分散和小型化，这种方式对于能源的利用效率比较低，在供热过程中，所耗费的能源非常大，还有的是在供热时，不注重去 节约使用能源，随意的浪费燃料，虽然我国的煤炭储量目前还比较丰富，但是如果这种情况长期保持下去的话，在不久的将来，就会出现煤炭的供应问题了。

2.3 陈旧的热力设备以及对于供热系统的监控存在缺陷 当前，我国的热力设备大多比较破旧，供热设备不仅数量不多，很多质量还存在问题，导致经常会出现供热管道漏水和腐蚀等现象。而在当前的供热系统中，基本上都没有相应的监控检漏设施，也没有相关的处理措施，当其中的供热管道存在漏水事故时，首先，会很难立即查到漏水的管道是位于那个地方，其次也没有办法在第一时间到达事故管道采取解决措施。其次，很多供热的用户中，都存在这种现场：私自盗用供热管道中的热水，这样使得供热管道中的热水损失严重，既影响了供热管道的实际水力情况，也使得供热管道和设备的生锈腐蚀现场严重，由于腐蚀所导致的氧化物掉落到管道中，又会阻塞管道以及散热器，这样就使得供热的质量得不到保证。严重的阻碍供热事业的发展。

2.4 缺乏政策扶持和理论研究基础 在供热的产业研究这块，很多理论还停留在过去的基础上，缺少对工作程序进行设计的基本数据，导致对于理论创新和工程上的很多技术问题得不到解决。而国家关于供热领域出台的相关的政策法规也不多，各家单位都普遍的反映了这种现象，那就是关于供热领域的科研人员缺乏，在既没有理论背景和专业水平做基础，又缺乏国家的政策做扶持的条件下，供热行业将面临着很多挑战。

3 针对集中供热中存在的问题提出相应的几点建议

3.1 注意优化原有的供热系统 首先要注重对锅炉房燃烧的状况进行优化，提高对于燃料节约的意识。当前，我们国家很多供热系统是在解放初期时候所建，很多设备已经老化，在进行供热时消耗的能源就高，所以要改善锅炉的燃烧方式，改良锅炉的内部结构，以提高燃料的燃烧效率，同时开发新的措施，用来加强锅炉燃烧过程中和通风管道的密封性，以减少粉尘颗粒物向大气排放，降低空气的污染程度。

其次，要认识到供热系统的核心在于供热的输送配给上，因为这关系到热源的输出利用率，这是因为及时在集中供热的情况下，很多供热公司也只是注意到了提高锅炉燃烧时的效率，而对于在热能输送过程中的损耗却没有表现出应有的重视，这也给热能造成了极大的浪费，所以，应该重视对输配系统的改造创新，积极吸收先进的技术手段，重点关注输送配置范围与距离的机构问题。以最大限度的降低能源的损耗。

最后，在重视供热系统的监控问题，作为一个整体化和全局化的系统，如果其中的一个环节出现了损坏就会影响到整体供热系统的效益，所以在供热过程中，应当采用先进的技术手段，加强对温度和热量等参数的监控管理，及时发现和解决在系统中出现的问题。

3.2 将分散的锅炉房集中起来供热 将分散的锅炉房集中起来供热可以灵活的掌控供热范围，至于应该怎么集中，那得根据各个地方的实际情况来进行，在范围大的地方可以建立一个区域的锅炉房，在范围小的地方则可以以小区为单位建立小区的锅炉房。现在很多地方的小区建设一斤刚开始连成片，这有利于对锅炉房的集中整合，应当合理的利用这个机会。在热电厂的供热体系中配置规模合理的锅炉房集合，以方便居民的集中供热。同时要注意在合并锅炉房时所要解决的资金和技术问题。

3.3 对于热源的开发，寻求技术支持 我们国家有着丰富的地热资源，开发时要注意根据每个城市不同的资源结构特点来开发热源， 例如冰岛的地热源比较丰富，所以就针对地热建立一个相应的城市供热系统，在我国针对地热资源的开发利用也取得了不错的进展，在江西、广东以及辽宁等地区，已经建成了一批利用地热来进行试验的供热站。但是在试验中还存在着很多亟待解决的问题，例如应该怎样才可有效的收和储存丰富的地热资源，并且把它转变为我们需要的热能。另外也可以正确的使用工业生产过程所产生的余热资源，在化工、冶金以及建材等工业领域都存在着非常丰富的余热资源，把这些余热资源正确有效的利用起来，将会对我们的城市集中供热系统产生重大的影响。

此外，要重视技术革新在城市集中供热系统中的运用，认真的分析自己的供热设备和技术上所存在的不足的地方，积极的学习和引进关于节能减排的新技术和新方法，同时应当选派供热工作的相关技术人员去国外先进的地方进行培训，以加强在城市供热系统里边，技术人员的理论基础和专业水平。并且在供热企业内部也要定期对相关技术工作人员进行培训和考核，以加强供热工作人员的工作能力。

3.4 改变原来的计费方式 原有的计费模式是按供热面积来收费，这种收费模式下，对于热能的浪费现象非常严重，可以采用分户进行调节和按使用热量来收费这种手段，或者是采用机械化和超声波式的热量计量工具，只有这样此，才可以培养居民的能源节约意识，是的居民自觉的去采取措施减少热能损耗。有些国家已经开始实行按居民使用的实际热量来向用户收取费用，实践证明，利用这种手段，节约了很多的热能。

3.5 争取政府的扶持 任何一个行业要得到发展，都必须争取政府的政策扶持，我们国家的地域面积广阔，在西北的各大城市，冬季的气候非常寒冷，因此居民对于取暖的需求就会相对要高，而南方的各大城市对于工业的供热需求相对北方来说要高，因此，在对城市的集中供热系统进行规划时，需要从整体上去考虑，根据各个地区的差异和特点来制定相应的供热系统，尽量的照顾到每一个城市的用热要求，而不是只针对个别大城市，同时要制定一些扶持政策来支援中小城市的供热系统建设。

一些供热企业在生产经营过程中，很多都是为了追求自身利益的最大化，而不考虑对环境所造成的后果，造成环境的破坏污染情况进一步加深，也不利于当地居民的生活作息，针对这些违法违纪的供热企业，国家需要完善相关的法律法规，并且对外要加强相关法律法规的宣传，利用各大舆论的力量，促使法律观念深入人心，同时应加强法律手段方面的约束，对于出现违规违法情况的供热企业要进行严厉的处罚。

4 最后的总结

综上所述，一个城市的集中供热系统是非常重要的，它给企业和居民的用热都提供了充分的供热保障，但是，无论是从供热系统的设备上来说，还是供热的技术和理论，都存在着很多的问题，但是相信在未来的发展建设过程中，我们已经认识到了集中供热系统对于节能减排方面的不足之处，也已经在积极的采用一些新的技术和方法来解决这些问题，那么，在不久的将来，我们的城市集中供热系统的发展一定会得到一个很大的进步，从而进一步为社会和环境创造更多的价值。

参考文献：

[1]吕元.城市集中供热设计探讨[J].电力学报，2010（04）.

[2]欧阳连勤，阳季春.住宅区供热系统存在问题的探讨[J].安徽建筑，2007（05）.

[3]朱铁军.变频调速控制技术在集中供热系统中的应用[J].才智，2009（04）.

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