中国供热采暖技术发展概况及现状分析.docx

1、中国供热采暖技术发展概况及现状分析中国供热采暖技术发展概况及现状分析温丽建筑节能专业委员会供暖节能网一、中国供热采暖技术发展概况冬季采暖是中国北方地区城镇居民的基本生活要求。新中国成立 56 年来， 供热事业有了很大发展， 对国家经济建设、 提高人民生活水平和改善环境发挥了 重要作用。让我们先一起回顾一下热力供热和锅炉供热的发展概况。这样做一方面是 为了让我们看到成绩， 增强信心； 另一方面是因为只有了解过去， 才能更深刻地 分析现状，明确今后的努力方向。1热力供热中国采用热电联产的城市集中供热方式，是在 1958 年由北京市建设第一热 电厂开始的， 48 年来经历了曲折发展的过程。在最初的

2、10 年中曾有过较快的发 展，如继北京市之后， 1968 年东北地区的沈阳市也率先开始发展集中供热，但 是后来在很长一段时间里，一直发展缓慢。改革开放后，尤其是 1986 年国务院 22号文件的颁布，对“三北” （东北、西北、华北）地区集中供热事业的发展起 到了重要的推动作用，各大、中城市积极规划和实施。据统计， 1980 年北方只 有 10 个城市建设了集中供热设施，到 1989 年已有 81 个城市发展了集中供热， 供热面积达1.56亿m2。最近的15年来更有了快速的发展，2003年全国600个 设市城市中，有集中供热设施的城市已达到了 321个，供热面积18.9亿m2,是15年前 198

3、9年的 12倍。热水管网 5.8万公里，蒸汽管网 1.19万公里。北京市的热力供热近十几年来也得到了很快发展，供热面积由 1989 年的 1675万m2，增加到2004年的8487万m2,目前已突破9000万m2,是1989年 的 5.7 倍，其管网能力尚有很大余量，只是热源不足。在热力供热发展的进程中， 时刻伴随着技术进步。 如过去因存在运行管理水 平低和缺少有效的调控装置而造成热用户冷热不均， 曾采用过加大系统循环流量 和提高供水温度的办法试图加以解决，实际形成了“大流量、小温差”的不合理 运行，不仅不能从根本上解决问题， 反而浪费了能源。 后来通过采用国外先进调 控装置（包括消化吸收研制

4、国产化产品）才得到了较好的解决。再如，过去的运 行调节普遍采用质调节， 目前正在探索质、 量并调以及为提高供热的可靠性， 将 枝状单热源系统变为多热源联网的环状供热系统等， 这些技术都正在有效地实施 和推广之中。 此外，大部分供热企业已经在热源的生产和热网的输配上采用了计 算机监控技术， 而供热企业管理的信息化建设尚处于起步阶段。 现在存在较为普 遍的仍是因过热造成能源浪费的问题，这是因为热力供热企业一般只管到热力 站，而二次网和热用户终端是由单位自管，因此解决起来难度较大。2锅炉供热回顾热力供热艰难、 曲折的发展进程， 不难看出， 正是由于热力建设跟不上 城市高速发展的需求， 在缺少热力供热

5、和锅炉供热统一规划的条件下， 必然导致 锅炉供热自发、无序的发展，最终形成了单台锅炉容量小、能耗多、污染大的众 多分散小锅炉房在“三北”地区各大、中城市占主导地位的被动局面。据全国供 暖专业网 1989 年对“三北”地区八大城市的调查，锅炉供暖占 82%，热力供暖占15%,其他占3%。尽管北京市2004年热力供热已发展到8487万m2,而其在 全市供热的份额中仍只占 19.8%。这表明抓好锅炉供热十分重要。那么,在中国的北方, 量大面广, 以锅炉房为热源的供热采暖系统几十年间 是怎样发展过来的？在技术上有过哪些进步？取得了什么节能效果？还存在什 么主要问题？其形成原因是什么？下面暂以北京市为例

6、做简要概述。 北京市是首 都,又是特大城市,与北方的一般城市相比,具有其特殊性,但供热采暖系统的 发展进程和模式大体是一致的， 只不过是规模比北京市小一些， 在发展的时间段 上滞后一些，总的来看，还是可以说明问题的。 以锅炉房为热源的供热采暖系统发展概况锅炉房几十年来，供热行业变化最大的应该说是锅炉。 新中国成立初期至 1975 年， 只有手工燃烧的铸铁锅炉，最大单台容量仅为 0.46MW，由于住宅小区规模的不 断扩大，到1960年和平里当时最大的一个锅炉房，需供 13万m2的供热面积， 苦于没有大容量锅炉，无奈曾选用过 32台铸铁锅炉， 100人烧锅炉。好在 1975 年 2.8MW 机械燃

7、烧的快装链条炉排热水锅炉终于在上海问世了，这才为上世纪 70 年代中期北方的消烟除尘、锅炉改造创造了条件。当时，要求将手烧锅炉全 部改为快装锅炉，或往复炉排机烧锅炉，以求不冒黑烟，环保达标。进入 80年 代，不少住宅小区规模已超过百万 m2，但仍无大容量热水锅炉，再次出现过 24 台 2.8MW 快装锅炉的设计方案送审的怪事。后在多方呼吁下， 1981 年和 1987 年 14MW 和 29MW 的大容量热水锅炉终于首批投入了使用。此后，在 1997年 前，北京市建成了一大批选用 14MW 和 29MW 锅炉的大型供热厂，大约 100余 座，供热面积 6000 万 m2 左右，一般采用间供式，

8、设热力站。而 1997 年之后至 今这一阶段的突出任务，就是对 14MW 以下的燃煤锅炉实施“煤改气” 。2006 年北京市控制大气污染已进入第十二阶段， 作为加快实施奥运倒排期环境治理项 目，要求城四区和石景山区14MW以下的燃煤锅炉1400台于年内全部改完，对 朝阳、海淀、丰台三个近郊区要求改 50%以上。此外，几十年来由于环保的要求 不断提高，燃煤锅炉的脱硫除尘任务日益繁重，一直处于改造之中，问题不少。室外管网以往普遍采用半通行沟的敷设方式， 现已逐步被直埋管取代了， 新建管网已 全部采用，既有的管网直埋管约占 40%。 室内采暖系统2000年以前一直采用垂直式单管 （双管）热水采暖系统

9、， 至2000年12月1 日执行新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程 后，开始采用共用立管的 分户独立系统型式， 并设户用热表。 近几年低温热水地板辐射采暖也开始占有一 定市场份额。顺应上述变化，室内系统也开始广泛采用各种塑料类管材。散热器，过去一直采用铸铁散热器，直至 70 年代中期，才增加了钢串片对 流散热器，后改进为闭式。 随后陆续出现了多种钢制散热器， 但始终没有广泛采 用。进入 21 世纪，中国经济持续快速增长和巨大的散热器市场吸引了外商，很 多知名品牌进入中国市场， 中国的散热器生产大发展， 新型、美观的钢制（板式、 柱式）散热器、 钢铝复合散热器、 铝制散热器以及新型无粘砂铸铁

10、散热器等都遇 到了商机。为适应这一形势， 2004年 12 月 15日，北京市发布了供热采暖系 统水质及防腐技术规程 ，正在贯彻执行中。 燃煤锅炉供热的十项节能技术措施和节能效果全国供暖专业网 1985 年成立以来，广泛开展“三北”地区供热运行管理单 位的课题成果交流，于 1993 年正式总结出燃煤锅炉供热十项节能技术措施，并 在网内外大力推广，收到良好效果。燃煤供热十项节能技术措施采用连续供暖辅以间歇调节的运行制度，改变锅炉低负荷不合理运行，提 高锅炉运行效率。提高集中锅炉房间供式系统一次水参数，改变换热器低负荷不合理运行。在搞好外网初调节、消除水平失调的基础上，改变“大流量、小温差”的 不

11、经济运行。把凭经验的“看天烧火”变为科学的运行调节。在集中锅炉房配装微机， 根据外温变化实行监控；在分散锅炉房安装仪表实行监测。采用变频调速补水泵定压，改“变压运行”为“定压”运行。在大容量锅炉上采用分层燃烧装置，减少炉渣含炭量，提高锅炉效率。 在小容量锅炉上采用炉渣与煤混合回烧的“混合烧煤法” ，节约用煤。 将室内采暖系统末端的手动集气罐换成国外质量可靠的自动排气阀，防止暖气不热和控制丢水推广燃煤锅炉供热十项节能措施的效果据全国供暖专业网对“三北”地区八大城市的调查，1989年连续供暖只占28%，到目前绝大部分已实行连续供暖，使每 0.7MW( 1t/h)的锅炉容量由原来只能供4000-50

12、00m2，提高到8000- 10000 m2，供热面积，提高 了负荷率，效率也相应提高，且全天保持室温达标，提高供热质量。连续 供热运行效率 74.2%,间歇供热运行效率 57.65%。室外管网的平衡调节有效地解决了冷热不均，并实现节电、节煤。 鼓、引风机采用变频技术后，大幅度节电( 30%- 40%)。 变频调速定压补水泵保证了系统的安全、稳定运行。各项措施综合节能效果明显，如天津市1989年单方煤耗为32.4kg/m2，据 全国集中供暖分网的调查，2000年集中锅炉房降为21.14kg/ m2，已低于 北京市集中锅炉房的 22.45kg/m2。 燃气锅炉供热七项节能技术和节能效果 北京市建

13、委下属的北京市房地产科研所金房暖通节能技术公司开发研制的 七项节能技术，在北京市实施节能效果明显。燃气锅炉供热七项节能技术气候补偿系统烟气冷凝热回收系统锅炉集控系统变频风机系统分时空控制供热水力平衡系统室温调控系统推广燃气锅炉供热七项节能技术的效果据北京市 2003- 2004 年度燃气锅炉供热普查，全市平均单方气耗为11.9m3./m2，采用上述部分节能技术后，可降为 9 9.5m3/m2，投资回收期23 年。提高供热质量。延长锅炉使用寿命。 燃煤锅炉供热存在的主要问题及形成原因锅炉运行热效率低中国工业锅炉的设计效率不低， 一般为 72% 82%，但实际运行热效率大多 在 60% 65%，国

14、家节能标准要求运行热效率达到 68%。国际先进水平为 80% 85%，低 20 个百分点。其形成的主要原因是燃用散烧的未经洗选、 筛分的原煤，不能符合锅炉燃烧的基本要求（灰分高、细末多） ，机械不完 全燃烧热损失大， 普遍存在低负荷运行， 过剩空气系数大， 排烟热损失大等。 这也运行人员水平低以及缺乏最基本的自动控制密切相关。除尘脱硫较难实现达标目前北京市要求烟尘排放浓度为 50mg/ m3, SO2排放浓度为150mg/ m3。实 际运行中问题不少， 真正达标的不多。 烟尘减排与锅炉的初始排放浓度密切 相关，标准要求 1600 mg/ m3 1800 mg/ m（3 国际先进水平一般小于 1

15、000 mg/ m3）,实际多为1000 mg/ m3 3000mg/ m3,这就增加了除尘器的负担。而煤 的灰分和细末量直接决定锅炉初始排放浓度。 因此，原煤散烧对减排也是十 分不利的。关于SO2减排，目前多采用“燃烧后“减排，较难达标。如采用循环流化床 技术,就可以在“燃烧中”脱硫,但适用于大中型锅炉。而“燃烧前” SO2 减排技术， 是指采用洗选块煤、 固硫型煤等， 这应是中小型锅炉比较实用的 方法，但目前供热锅炉还没有条件用。管网输送效率低国家节能标准要求管网输送效率达到 90%（基础值定为 85%，现在看来定 得偏高）。据清华大学近年来的实测数据（一次管网损失 2w/m2,二次管网

16、损失5 w/m2,失调损失7 w/m2）推算，管网输送效率只有 66% 68%。其 主要原因， 国外管网热损失基本上是保温， 在中国此项热损失除保温外， 还 有泄漏和失调的因素， 特别是失调造成的热损失很大又非常普遍， 必须改进。 燃气锅炉供热存在的主要问题及形成原因2004 年本人亲自参加了北京市市政管委组织对全市以住宅为主的锅炉供热 普查和典型调查，初步摸清了燃气锅炉供热存在的四个主要问题及形成原因。燃气锅炉供热平均单位面积耗气量偏高，且高低差别很大。耗气量低的9- 10 m3/m2，高的14- 15m3/m2,平均11.9 m3/m2。主要原 因是在“煤改气”的设计中未采用燃气节能技术，经实测，平均运行热 效率 80- 85