关键词 : 区域供热；能源；热源；
一、引言
1.环境污染严重，供热面临挑战
近几年，我国大部地区遭遇到了严重的雾霾天气。由国家及各地的环境监测站实测数据可知，冬季是严重雾霾天气的频发时期。为满足供热需求而消耗的大量化石燃料是冬季污染物的主要来源之一，每年12月、1月和2月氮氧化物排放的来源中，北京和天津与供热相关的排放已经排在第一位，超过了交通和工业领域排放，这主要是由冬季大量燃烧天然气和煤形成的。河北省钢铁及电力等工业能耗大户集中，工业用能污染排放居首位，供热排放仅次于工业排放处于第二位，冬季供热业已成为我国北方地区大气污染排放的一个主要来源之一，如何大幅度降低供热领域污染物排放已迫在眉睫，成为业界必须认真面对的核心问题。
2.能源短缺日益严重，热源紧张
城市供热的核心是热源，城市供热规划的重点是热源规划。我国当前热源紧张的现状，已经无法满足新增供热面积的需要。热源与供热面积的不匹配，导致供需衡，需要采取适当的技术路径，实现供需匹配。随着人民生活水平的提高，对供热和境质量的要求也逐步提升，需要做到既“暖身”又“暖心”。中国区域供热白皮书·编撰动机和方法
3.过量供热导致能耗过高
根据2015年出版的《中国建筑节能年度发展研究报告》北方城镇供热节能专题所述，我国建筑实际耗热量往往要高于需热量，主要来源于局部过热，整体过热和行为损失。
4.开源节流，重在节流
鉴于目前我国区域供热的现状和发展趋势，维持供热系统和谐发展，必然要遵循扩大热源规模和降低系统能耗并举的技术路径。扩大热源规模会遭遇诸多方面的限制条件：如能源安全、燃料选择、运行成本、环境污染、位置等，但通过采取各种“节流”的系统节能措施将起到立竿见影的效果，在不增加热源规模的情况下扩大供热面积，实现供需匹配。因此，“节流”是最大的资源。
区域供热普遍存在的能耗偏高现象，既造成能源巨大浪费，也加剧了环境污染。如何采取切实可行的技术路线，合理有效地优化利用资源，是我们必须要考虑的问题。对于供热行业而言，头疼医头和脚疼医脚无法从根本上解决问题，必须着眼于整个系统，采用系统思维模式，分析和处理所面临的现实和发展问题。
二、中国的区域供热现状和挑战
供热现状
1. 热源部分 设备选型时参数较大，与实际运行工况不匹配，导致“大马拉小车”情况较普遍，设备运行效率较低多热源联合运行时缺乏运行经验，没有发挥出优化运行的优势仅凭经验“看天烧火”，缺乏有效的控制指标，导致系统热力失调缺乏热源供热量与需求侧（随室外环境参数变化）的合理联动。
2.换热站部分 现场设备老旧落后，效率低下，维护欠佳，运行人员劳动强度高现场仪表配置不合理，不具备二次仪表和数据双向传输功能缺乏有效的换热站两侧流量控制设施，无法进行负荷的精确调控缺乏计量装置，包括热、电和水的计量，无法进行量化管控没有下位机控制系统，不能实施远程操作，现场手动调节的及时性和准确度难以保障没有有效的针对水力耦合的解耦措施，不利于一次系统工况调节中国区域供热白皮书·区域供热现状、机遇和挑战和方法。
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3. 热网 热网年久失修，管道和保温老化、管道和设备泄漏、导致运行参数低，存在爆管风险水力耦合导致热网难以调节，热网失调现象几乎无处不在二次网热力入口缺乏调节装置或调节装置失效一次网资用压头过高，导致水力失调严重，造成系统前端过流，末端没有流量现象为降低用户投诉，人为提高热源供热量，导致热量浪费
4. 热用户 部分用户室温合格率偏低，存在过冷过热的热力失调现象老旧建筑能耗高，围护结构传热系数偏大，也影响室内温度达标不同类型的热用户没有根据使用特性区别对待，导致能量损失没有安装热计量设备，或即使安装有热表，也不实施热计量收费没有进行分户改造和缺乏室内温控装置
5. 控制 系统没有上位机监控平台，系统缺乏“大脑”指挥仅有简单和不完整的数据采集和显示系统，只起到监视作用仅可进行远程单点调控，没有形成“群控”，导致工况失调现象自动化、信息化和智能化不完善，不能充分保障热用户利益和增加系统能耗缺乏有效的数据分析和应用技术，使数据的优势难以发挥
机遇和挑战
1. 我国环境形势严峻，面临环境和可持续发展的必要抉择，需要妥善处理好环境和发展的关系。在能源安全上要采取开源节流和多元并举的策略，节流先行。节能环保意识从国家、企业和个人层面上得以重视和提高，并逐步转化为行动，为供热系统节能创造有利的外部和内部环境。对比国外区域供热发展现状和趋势，中国目前存在巨大差距和发展空间，也预示着巨大的节能空间可供操作。能源的供给侧和需求侧改革已得到国家和政府层面的极大关注和重视。供热设备质量标准及控制系统在节能中所处的关键地位认识的逐步提高，为供热系统整体技术路径的确定和实施提供了先决条件。
2. 供热系统能效提高离不开区域供热各环节（子系统）的能效提高，需要提升能源转换和传输过程中的运行效率。能源供给侧和需求侧的匹配和平衡，需要系统性思维才能实现。强化信息化建设力度，实现量化管控，有效进行数据挖掘和应用，完善基础信息和平台建设，为供热持续发展提供相应支撑。在“煤改气”和“煤改电”的实施过程中实现社会效益、经济效益和环境效益最大化。降低建筑物能耗指标，从源头降低系统能耗，实施“暖房子”工程。
三、技术路线：
1.智能高效的供热系统
需要建立安全、可靠和稳定的供热系统；改善和提高热用户的舒适性，并与系统能效并重；在技术上保持未来5-10年内较为先进，同时引领区域供热系统由热源侧推动式向用户侧拉动式
2.末端用户分户温控
对室内系统分户和分环的供热系统，在进户支线上安装温度控制阀，与安装于户内的房间温控器配合，实现分户房间温度的自动控制。分户温控可与动态水力平衡功能相结合，提高系统的用户室内温度控制精度和系统稳定性。
3.全网动态水力平衡
既要实现静态工况的水力平衡，还应实现当用户侧调节、系统扩展、运行调控和系统维护等情况下的动态的水力平衡。实现一次侧水力平衡到换热站，保证热源热量能够合理有效地分配；实现二次侧水力平衡到户/室，并与分户/室温控相结合，提高系统能效。另外，要达到热网水力平衡，不但要做到系统的良好设计和选用优质调控设备，而且也要经过全面的调试才能实现。为应对因各种原因导致的水力失调现象，采用压力无关型调节阀是一种有效地解决水力耦合的主要措施（水力耦合：在热网水力系统中，改变任一节点的阻力值，如调整节点阀门开度，导致相临管网压力和流量发生改变的现象）
4.安全可靠的管路系统
充分了解热网的结构特征，确定热网的关键控制点。在热网关键点设置供热专用隔离阀门，保证长期运行时的低阻性和关断可靠密封性，以便降低运行费用及系统和热网故障时的可靠关断，缩小供热事故影响范围。
5.专业有效的换热站自动控制
尽量选用机组的标准化，供热专用控制器，数据化管理，压力无关型电动控制调节阀，并采用间接换热楼宇机组/智能控制热平衡机组，靠近末端用户。
6.准确的热计量方式和据需求预判的热源运行机制
四、结语
本文主要针对当前中国区域供热系统的现状，就供热系统各环节，如：热源、热网、换热站及终端热用户，提出一些具有前瞻性的供热系统整体解决措施，以便在保证用户热舒适度的前提下提高系统能效。
论文作者:彭飞
论文发表刊物:《城镇建设》2020年1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：系统论文; 热源论文; 水力论文; 区域论文; 用户论文; 现状论文; 中国论文; 《城镇建设》2020年1期论文;