淺談城市供熱方式

于惠泳

摘要：城市供熱作為城市基礎設施之一的，是城市發展水平的重要標志，也是影響環境質量的重要因素。我國的城市供熱，從分散到集中，從以小煤爐為主到多種清潔燃料為熱源，發生了很大的變化，但隨著技術的進步，社會事業的發展和能源結構的變化，特別隨著人們在認識上的深化，愈來愈注意到環保效益、資源利用、經濟效益的綜合分析決定供熱方式,如何選擇并確定城市供熱方式，以適應國際化大都市在環保、節能諸多方面的要求，便成了我們亟待解決的問題。

關鍵詞：城市；供熱；方式

1城市供熱方式的分類

1．1按供熱的規模與被供熱建筑物的種類

城市集中熱力網供熱：熱源主要有燃煤熱電聯產、大型燃氣鍋爐房、大型燃煤鍋爐房、大型燃油鍋爐房、燃氣－蒸汽聯合循環等；

區域集中供熱（含樓棟式或單元式集中供熱）：小區燃氣鍋爐房、小區燃煤鍋爐房、小區燃油鍋爐房、樓棟式（或單元式）燃氣供熱、集中水源熱泵、小區帶蓄熱裝置的電鍋爐、地熱熱水、地源熱泵等；

分戶供熱（individual heating）：分戶燃氣爐供熱、電暖氣（電熱膜）供熱、分戶水源熱泵供熱、分戶空氣源熱泵等；

商業或公共建筑供熱（指其自備熱源的情況）：燃油或燃氣直燃機、空氣源熱泵、水源熱泵、電鍋爐、小型燃氣－蒸汽聯合循環機組等。

1．2按能量形式

內能供熱 ：煤、石油(汽油、柴油)、天然氣、酒精、炭、柴、草、沼氣等燃料燃燒后，將燃料的化學能轉化為內能；電能供熱 ：以化學能、水能、風能、核能獲得電能后，通過電爐、電飯煲、電熱毯、電取暖器、電熱拖鞋、宇航員穿的電熱保溫裝置等再將電能轉化為內能，主要有直接電熱方式（包括電暖氣與電熱膜供熱）和風冷熱泵、集中和分戶水源熱泵、地源熱泵等熱泵供熱方式；光能供熱 ：通過太陽灶、太陽爐、太陽能熱水器轉換裝置將光能轉化為內能。

1．3按資源

城市熱力：以熱電廠和大型供熱廠為熱源的城市熱力網；

燃氣供熱：以天然氣、液化石油氣、人工煤氣等氣體燃料進行供熱，包括燃氣蒸汽聯合循環、大型燃氣鍋爐房集中供熱、小型模塊化單棟建筑或單元式燃氣供熱、分戶燃氣爐供熱等；

電力供熱：以電力資源進行供熱，主要的方式有分散式直接用電供熱（電熱供熱）、蓄熱式電熱鍋爐、電動熱泵三種。

燃油供熱：以燃油為能源的供熱方式，包括大中型燃油鍋爐房集中供熱、商業建筑中的直燃機等；此種方式受國際市場油價影響較大，而且目前，油品價格呈上漲的總趨勢，另外，燃油鍋爐及配套的儲油罐和輸配管網在市區選址較困難，故我國的大多數城市不易選擇此種方式。

工業余熱和地熱供熱：充分利用工業余熱和地熱資源，對節約能源改善環境都有良好作用。地熱是一種清潔無污染的能源。由于供熱時要受某些技術條件的限制，因此在我國供熱面積不大。

其它方式：主要是指燃煤小鍋爐及其它非清潔能源爐供熱。

1．4按供熱范圍

集中供熱：以蒸汽或熱水為載熱介質，由集中熱源通過供熱管網向整個城鎮或其中某一地區的用戶供應生產和生活用熱，稱集中供熱。

分散供熱：除集中供熱以外其他供熱。

在燃煤的條件下，集中供熱與分散供熱相比，有明顯優勢：有較好的經濟效益。因集中供熱用的鍋爐容量大，熱效率高，可以達到90%以上，而分散供熱的小型鍋爐熱效率只有60%左右，或更低。因此城市集中供熱代替分散供熱綜合起來可節約20～30%的能源；有良好的環境效益。城市污染主要來源于煤直接燃燒產生的二氧化碳和煙塵。集中供熱的鍋爐容量大，大量減少了煙囪數量，加之有較完善的除塵設備，采用高效率的除塵器，除塵率可達90～98%，甚至更高，能有效降低城市污染；有很好的社會效益。城市集中供熱對于方便人民生活，減少了鍋爐房占地面積，有利于土地資源的合理使用。

2分析城市供熱幾種方式

隨著我國對環境保護的重視，城市燃料結構以煤為主并采取以熱電廠和區域鍋爐房供熱的集中供熱方式受到了挑戰；熱電廠高空排放有利于改善供熱地區的排放濃度，但其總排放量包括發電用煤將超過供熱用煤的排放總量，因此，必須以清潔能源供替煤炭，以減少污染物的排放量，達到國家要求的環境標準。在此形勢下燃氣供熱和電力供熱得到了迅速發展。

2．1燃氣集中鍋爐房供熱方式的適用條件與適用范圍

由于煤改氣，清潔燃料天然氣的使用，大型區域鍋爐房在燃燒效率、環境影響等方面已無明顯優勢，而中型、小型區域鍋爐房則有投資省、運行成本低、規模適中、布局靈活等（特別是小型區域鍋爐房）的突出優勢。因此，對于燃氣的區域鍋爐房供熱，其規模在幾萬至幾十萬平方米供暖面積的范圍內較為適宜。

樓棟式鍋爐房雖有投資小、運行成本低。占地少（布置在住宅樓內）、便于籌資的優點，但其燃燒效率較低，不易采取低NOx措施，再加上煙氣的低空排放等原困，不適合大面積采用，可作為其它區域鍋爐房供熱方案的調劑和補充。

大型燃氣鍋爐房主要問題是投資高，但其鍋爐燃燒效率高，可采用低NOx措施，運行成本較低，相對占地面積小，對于已形成市區熱網的地方，為充分發揮己有集中供熱的潛力，可適當配合采用。

2．2 燃氣常規熱電聯產供熱方式的適用條件和使用范圍

常規熱電聯產在全年供熱工況的節能和經濟效益都相當顯著，如果僅用于冬季供熱供熱，在供暖季節當然效益尤佳，但非供熱季就停機，或純凝汽運行都是不合適的；如果非供熱季有生活熱水負荷或生產性負荷當然可以繼續運行。由于本電站機組的抽汽和排汽壓力都是按供熱負荷選用的，最高壓力為0.245MPa，僅適用于生活熱水負荷和電站附近的制冷工藝。

在燃煤的條件下，常規熱電聯產供熱的節能和經濟效益都比熱電分產有明顯優勢。但在燃料為天然氣的條件下，是否采用常規熱電聯產供熱方案，除了要與區域鍋爐房進行全面的技術經濟比較外，還應與聯合循環熱電聯產的供熱方案進行比較，因為，在這種情況下，燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產的節能效益可能更加明顯。

2．3燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產供熱的適用條件與使用范圍

燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產供熱方式，煙氣排放濃度都在國家排放標準以內，能源利用率都比較高，特點是能源全品位的梯級利用，具有較高的技術性能。熱電聯產應堅持以熱定電的原則，聯合循環熱電聯產和區域熱電聯產的熱化系數分別為0.33和0.44，雖然其運行成本較高，但有利于環保，初投資較低。特別是區域熱電聯產方式，便于單位自籌資金，在允許上網的條件下，在熱電聯產方式中應優先考慮。

2．4分散式直接用電供熱（電熱供熱）

分散式直接用電供熱方式很多，如：電暖氣、紅外線電加熱器、低溫輻射電熱膜等。目前，只有少量無供熱系統的用戶采用了電暖氣和電熱膜等分散式直接電熱供熱的方式，但數量少。低溫輻射電熱膜供熱具有以下優點：舒適；節水；節省鍋爐房儲煤、堆灰等一系列占地；無環境污染；使用壽命長；計量、調節方便；施工簡便等優點。但從節能角度看，用電供熱不合理，因為產一度電要耗能3000千卡，而只有860千卡轉化為熱能，能源利用效率不到30％。

2．5蓄熱式電熱鍋爐的特點：

電熱鍋爐沒有燃燒，不排放有害氣體，沒有廢棄物。因此它具有無污染、無噪音、有利于環境保護等特點；既能削峰填谷，又可充分利用低谷電價，達到經濟運行的目的；自動化程度高，運行安全可靠，實現機電一體化；鍋爐供熱系統熱效率較高，但由于是直接用電這種高位能源供熱，所以綜合能源效率較低。

2．6電動熱泵的主要特點：

合理地利用了高品位能量，綜合能源效率較高；對供熱區域無污染，環保效益好；一機兩用，提高了設備利用率；具有熱回收功能，可以充分利用室外陽光、室內人員、電器辦公設備等放出的熱量，節能效益明顯；運行靈活、方便、調節簡便；一次性投資高，設備維護較復雜；熱泵噪音較大。

2．7 壁掛式供熱爐

易在分散的別墅住宅采用,在多層和高層住宅中使用，煙氣宜集中排放，并注意防火。

2．8直燃式溴化鋰冷熱機組供熱方式

直燃式溴化鋰冷熱機組供暖，從環境保護考慮不如熱電冷三聯供和區域鍋爐房供暖，但優于獨立式壁掛供暖爐供暖。從能源效益分析，不如熱電冷三聯供和熱泵。就年總費用評價，優于熱泵，不及其它供暖方式。但如綜合考慮，由于冷、熱源一體化，不需要建筑獨立的鍋爐房，資金分散到各用戶籌措，自動化程度高等特點，特別適合于小區供熱。