中国供热采暖历程及发展趋势

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中国供热采暖历程及发展趋势

中国供热采暖技术发展概况

1、城市集中供热 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,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;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;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%;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1989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;2.锅炉供热据全国供暖专业网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%;

2、锅炉供热 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,到1960年和平里需供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;1975年2.8MW机械燃烧的快装链条炉排热水锅炉终于在上海问世了;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;而1997年之后对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;

3、室内采暖系统和耗能 2000年以前一直采用垂直式单管双管热水采暖系统,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;据全国供暖专业网对“三北”地区八大城市的调查,每0.7MW1t/h的锅炉容量由原来只能供4000-5000m2,提高到8000-10000 m2;连续供热运行效率74.2%,间歇供热运行效率57.65%;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22.5kg/m2;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./m 据北京市2004年最新的调查结果,集中锅炉房和分散锅炉房平均煤耗量指标为25.3 kg/ m2,而集中锅炉房为22.5 kg/ m2;

4、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;进入21世纪,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散热器等都遇到了商机;

5、节能推广 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0.7MW1t/h的锅炉容量由原来只能供4000-5000m2,提高到8000-10000 m2,供热面积;连续供热运行效率74.2%,间歇供热运行效率57.65%;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;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;

6、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;这也与运行人员水平低以及缺乏最基本的自动控制密切相关;

7、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/ m3国际先进水平一般小于1000 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;

8、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%,比国际先进水平低10-15个百分点;燃气锅炉供热普遍存在因冷凝水腐蚀锅炉而缩短炉龄的问题;烟气中水蒸汽的露点温度是58℃,其只要接触到低于露点温度的介质,就会冷凝成水,因此要求进入锅炉的回水温度一定不能低于此限,而供热回水温度往往较低,故造成结露腐蚀;

多元化供暖现状

供暖市场的现状

目前,世界上有二种供暖模式:一是来源于前苏联的城市集中供暖、小区单位锅炉供暖;二是来源于欧洲的分户供暖,我国是两者并存;而市场上的供暖产品可分为两大家族:一是锅炉热水供暖,约占80%的市场份额,常用的产品有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等;二是非热水电暖,约占20%的市场份额,常用的产品有电油汀、暖风机、电暖器、电

热膜、电磁辐射、空调、电热膜地热采暖等;二者比较:前者供暖质量高舒适,倍受人们的青睐,其弊端是要安装锅炉、管道、暖气片,投资大、运行费用高、安装麻烦、不能自主调控;后者安装使用方便、自主、环保,但致命的缺陷是干燥、舒适度差、耗能高,普及率低;各种供暖模式产品分析如下;

市政热力管线供暖:不能按住户需要安排采暖季,采暖费用固定,不论用户是否居住,都得交采暖费;供暖的技术、设备落后,效率低,施工、运行、维修水平跟不上,造成运行浪费,供热质量没保证;需要在室内外安装管道、暖气片;投资:120-150元/平方米;运行费用:每平方米20-36元/冬季;

住宅小区锅炉供暖:采用小区锅炉供暖方式时间可由小区业主协调决定,费用略微有些高,并且用户不住也得交钱,否则会影响其他层的供暖,有时系统失调、冷热不均、不能自主控制室温等状况,必需切实加以解决;需要在室内外安装管道、暖气片;投资:120-160元/平方米;运行费用:每平方米25-40元/冬季;

家用电锅炉:操作便利,舒适性高,采暖的同时也能提供生活热水,最先进之处在于具有多种时段、不同温控预设功能;缺点: 需要在室内安装锅炉、管道、暖气片,作为家庭采暖设备前期投入较大,运行费用较高;综合评价:这种采暖设备根据需要一周内可预设几种不同温度,一天里可预设几种不同时段温度,可大大提高住宅的舒适度;投资:100-150元/平方米,使用费用:100平方米25-35元/日;

户式燃气炉供暖:可由用户自由控制采暖时间以及温度,家中无人可低温运行,比集中供暖节能,有的设备还可同时提供生活热水,可安装在墙体上、房间角落里;缺点:燃气排放有空气污染等问题,也存在安全隐患;在密集的高层公寓式楼群中应用户式燃气炉采暖,燃烧的废气会滞留在小区内,污染环境;另外,它是一个需连续长期运行的设备,其检修维护工作住户难以胜任;这种方式建设快,用户入住后采暖费、室温标准和户内设备管理都由用户自行控制,计量收费简单能很快实施;需要在室内外安装锅炉、管道、暖气片;投资:100-180元/平方米;运行费用:100平方米25-35元/日;

空调

:档次高、外形好,制冷效果好,但采暖效果很差,受室外环境温度影响大;不适合大多数普通家庭使用,室外温度低时不能启动,舒适度差;投资:100-150元/平方米;运行费用:100平方米30-40元/日;

低温地板辐射采暖:埋管式热水地面辐射采暖优点是舒适性好,室内温度梯度小、温度均匀,室内易于布置也便于分户温控和计量;能增加2%-3%的室内使用面积,便于摆放家具;缺点:不便于二次装修,安装麻烦,不利于间歇供暖,浪费能源,维修麻烦,要选择耐压耐温耐腐蚀、热稳定性能好的高科技环保管材,不利于间歇供暖;对层高有影响,铺装管线需要占用约8公分的空间,地板上如铺地毯将影响采暖效果;投资:120-150元/平方米;运行费用:100平方米25-35元/日;

间接电热采暖系统:电热膜,地热电缆供暖可视为间接电热方式,电热膜和地热电缆分别在房间的天棚内和地板下隐藏安装,其热量依靠天棚石膏板和地板材料受热后缓慢散发以加热室内空气予以供暖,此类供暖方

式尽管考虑并采用对楼板或地板的保温层处理,但效果难达满意,仍有部分热量转移或消耗,热量利用率有折减,电热膜与地热电缆供热的控制性能不好,它很难保证对人的即时供暖,行为节能空间小,因此较直接电热产品供暖多耗能耗电,另外间接供热方式需占用楼房一定的高度空间完成安装,要增加建筑成本,且安装检修十分复杂,使用中造成顶棚裂缝与地板松动均不如人意;电热膜取消了传统的水循环供暖方式,不会发生跑冒滴漏事故;可使房间内的使用率提高3%左右,利于家具的摆放和家居装修;使用该产品时,为避免局部过热,不能在装修时在其上覆盖其它物体,不能在顶棚钻孔、钉钉子等,空气干燥、舒适度差;投资:100-120元/平方米;运行费用:100平方米25-35元/日;

电热油汀暖风机等直接电热 :壁挂式及安装在室内电暖器属于直接电热产品,其热量利用外表材料辐射扩散或以对流传热原理发出热量,直接加热室内空气,室内升温快,能够方便快捷的通过开停电控制室温,直热电暖器配合温控装置形成电采暖供暖系统,该系统可以满足人的即时需要,达到按需供热的理想化供暖;直接电热系统供暖控制性能好,行为节省空间大,线路隐蔽安装,消除了室内管道困扰,产品本身精致,无须装修包装,安装检修均简单、方便; 直接电热类电暖器按发热元件区别一般有板式电热板和管式电热管,电热板类产品系将电热丝浇铸在绝缘、导热性能俱佳的硅酸盐材料中,外衬散热性佳的铝合金材料,因其形如板,故有称“电热板”,电热板设计使用低温发热元件,工作温度≤300℃,故此类产品寿命长≥3万小时; 电热管类电暖器也有称对流式