严寒地区热网节能评价指标体系研究

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1、严寒地区热网节能评价指标体系研究第一章绪论1.1我国热网发展现状2013年，住房和城乡建设部办公厅对我国北方15个省、市、自治区，共计140座城市集中供热管网进行了调查、分析和统计，包括北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、山西、新疆等15个省、市、自治区和上述省、市、自治区的地级市，以及单个供热系统供热面积达100104m2以上的县级市[1]。十九世纪八十年带，全国集中供热面积仅有1000余万平米，管道长度为359km[2]。到2005年，全国集中供热面积24.21亿m2，管道长度为8.61万km。截至2010年，全国集中供热面积4

2、3.57亿m2，管道长度为13.92万km。近两年集中供热发展更加迅速，2011年，全国集中供热面积47.38亿m2，管道长度为14.74万km。2012年，全国集中供热面积49.2亿m2。我国集中供热经过30多年的发展，已经具有相当大的规模，走出了一条中国特色的发展道路，集中供热能源也由单一的燃煤向以煤炭为主，燃气、地热、太阳能等多种能源发展。管道老化、材质低劣、施工技术落后是造成管道事故频发的主要原因。由于部分城市供热企业长期亏损，缺乏更新改造资金，一些供热管网已严重老化。东北一些集中供热发展较早的老工业区，部分管网已运行了30年以上，问题尤为

3、突出。早期敷设的供热管道由于技术和工艺的限制，大部分采用了管沟和架空敷设，保温材料质量差，加上供热运行温度较高，工作环境恶劣，年久失修，保温层脱落和管沟进水情况普遍，管道腐蚀严重，常常发生泄漏和堵塞事故[3]。1.2国内外集中供热系统发展规模与现状世界上有两大供暖模式，一是于前苏联的集中供暖，大到城市管网供暖，小到一个小区或者一个单位自建锅炉供暖，通过管网将高温热水送到千家万户[6]。另一种方式是于欧洲的分户供暖。每户一台供暖锅炉在自己的单元内循环加热取暖，与大网供暖减少了供暖管网的长度，并且能自己决定供暖的时间，与集中供暖比较体现出行为节能的优势

4、。抛开其它任何因素看，分户计量表供暖比集中供暖节能30%[7]；分室、分时自动控制室内温度又比分户计量表供暖节能20%[8]。前苏联是第一个推行城市集中供热的国家，苏联解体后俄罗斯也成为了集中供热发展较发达的国家之一，自上世纪二十年代开始推行集中供热，至今已有九十多年历史，无论是从热电厂的规模、供热管网的敷设长度、热用户的数量，还是从供热节能技术等各个方面来比较，俄罗斯都处在世界领先水平[9]。世界上最大的热网、最大直径的供热管道、最大功率的热电厂均出现在莫斯科，供热管道干线长约2200公里[10]。目前，俄罗斯的总热量需求86%由集中供热提供，其

5、中热电厂供热占36%，大型及超大型锅炉房占46%[11]。世界上第一个热电联供系统建成于美国，自上世纪四十年代开始，美国开始利用地源热，地源热泵技术飞速发展。自上世纪七十年代以来，热电联产技术在丹麦飞速发展，这与丹麦几十年来一直专注于发展热电联产是分不开的，几乎每座大城市的集中供热都由热电厂和垃圾焚烧炉提供。热电厂和可再生能源的利用能满足丹麦全国3/4的供热需求[12]。四十多年间，丹麦人均GDP上涨了70%，但能源消耗总量依旧保持在上世纪七十年代的水平，这不仅仅要归功于建筑保温技术的改善，高效的能源利用也是重要的原因。近年来，亚洲的供热系统发展也

6、取得了巨大的成功，最为突出的是日本与韩国。在日本，以东京为中心的关东地区集中供热系统发展迅速，供热规模已占全国的60%，在集中供热发展的同时，日本同样注重节能环保问题[13]。韩国的集中供热发展历史与我国相当，在上世纪七八十年代进入飞速发展阶段。经过四十几年的发展，韩国的集中供热发展之迅速、规模之庞大、技术之先进让世人瞠目结舌。这主要归功于其从集中供热的规划设计、施工管理等方面全面引进国际先进技术和经验，再结合自己的优势，在技术、投资效率、施工运行管理和安全方面达到了世界先进水平[16]。..第二章节能型热网系统的构成与运行管理2.1节能型热网系统

7、的构成必要的节能设备及热网自动控制监测系统是热网节能必不可少的两大部分，不仅可使调控方便，而且可以保证热网系统高效运行。换热站中的循环水泵、补水泵是能耗较大的电气设备，锅炉房用电负荷的80%以上都由循环水泵及补水泵消耗，换热站的流量会随着热用户的负荷变化而变化[9]，这种变化是随机的。在变频水泵出现之前，换热站内使用节流阀或调整水泵运行台数来调节流量，虽然降低了水泵的流量，但水泵消耗的电量没有降低，并且人为的控制控制水泵流量无法实时保证供热需求。而变频水泵的出现解决了定频水泵耗电量过高、无法实时调节流量的问题。变频循环水泵的选型也要按照系统整体流量

8、进行考虑，保证循环水泵的高效运行。因此，如何合理选择循环水泵成为了换热站内节能的重点。供热系统节能不仅仅要考虑热的节能，还