【摘 要】随着集中供热要求的不断提高，研究其环境影响凸显出重要意义。以某市为例，以二氧化硫、可吸入颗粒物作为代表性污染物，应用PHOENICS软件，对集中供热和分散供热锅炉房排放污染物对空气质量的影响进行了比较。污染物的分布主要受城市主导风向的影响，对于主城区，采用集中供热和分散供热时的污染物质量浓度分别是污染源的1%和5%，集中供热产生的污染面积约为分散供热的20%。
【关键词】集中供热；环境；影响
1 前言
作为最为重要的供热方法之一，集中供热的有着其自身的优势特点。研究集中供热的环境影响，有助于更好地提升集中供热的整体效果，优化供热管网的运行效能。
2 概述
某市位于四川盆地东部，长江、乌江交汇处，主城区规划用地为60km2，可容纳60×104人。现有人口23×104人，建成区面积10.8km2。该市位于夏热冬冷地区，但中心城区及城区外围组团没有民用集中供热设施。企业自建锅炉房将增加投资额，同时会加剧环境污染。为了创造一个理想的投资环境，并降低环境污染，该市在总规修编中制订了集中供热专项规划。本文就集中供热对环境的影响进行分析。
3 现状分析
3.1工业用热
该市拥有蒸汽锅炉225台，总热功率为564MW，承担着全区的工业用汽及部分供热、生活热水、空调制冷任务。其中蒸发量为10t/h以上的蒸汽锅炉仅12台，总热功率约为312MW。
3.2供暖空调
随着人民生活水平的提高，为了满足生产工艺和环境的要求，该市部分单位如市卷烟厂在生产车间、办公楼等公共建筑物内设置了集中式空调系统。由锅炉房供汽，冬季采用汽-水换热机组供热，夏季采用蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机组供冷，系统造价和运行成本均比电制冷方式低。
空调制冷的方式与建筑的类型、生产工艺的要求紧密相关。居住建筑主要使用窗式、分体式或柜式空调，办公建筑和公用建筑大部分采用热泵型空调机。少数建筑使用集中式空调系统，使用的空调机组为风冷热泵型冷热水机组或水冷螺杆式冷水机组。电制冷空调的增加，加剧了区内电力供应的紧张局面。空调耗电对该市的电力系统将带来巨大的压力。
3.3存在的问题
通过对现状的分析研究，可以看出目前分散供热存在的问题有以下5点:①供热系统造价较高，劳动生产率低，经济性差；②锅炉热效率低，能耗大；③城市中烟囱林立，影响市容；④烟气分散排放导致城市空气质量下降，空气中SO2质量浓度增加，PM10(可吸入颗粒物)和TSP(总悬浮颗粒物)的含量均升高；⑤锅炉房周围噪声大，烟尘污染大。
4 集中供热规划
该市现在唯一的集中供热热源为位于该市西部龙桥镇的龙桥热电厂。电厂总装机容量为50MW(2台25MW凝汽式汽轮机发电机组)，年发电量约3.0×109kW·h。龙桥热电厂与城区相距14km，与行政、商业中心交通便利，辐射半径可达南岸浦工业园区、李渡工业园区。
4.1规划原则
民用空调以热泵型空调为主。新建宾馆、机关、学校等对生活热水有需求的单位，选用燃气型无压热水锅炉，已建燃煤锅炉分期分块实施煤改气工程。工业类需热企业向南岸浦工业园区迁移，避免热电厂的热量浪费。有供热需求的外资企业安排在南岸浦工业园区，其他企业安排在李渡工业园区。
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4.2热源的分布
热源的分布应充分利用现有热源(大型企业自建供热锅炉房)，遵循“三点四片”原则，即龙桥热电厂主要供应南岸浦和李渡工业园区；扩建太极集团、卷烟厂的锅炉房向江南片区供汽；扩建金帝集团锅炉房向江东片区供汽；对于江北片区，由于属于该市的旅游区，且居住人口少而分散，所以采用分散供热方式，并使用清洁能源。
5 环境评价
5.1集中供热后环境变化
根据该市2003年环境质量公告，SO2、NO2、TSP的年均质量浓度分别为0.072mg/m3、0.036mg/m3、0.276mg/m3。除NO2质量浓度未超标外，SO2、TSP质量浓度都超过国家标准，而且SO2质量浓度日均超标率为2.4%，TSP质量浓度的日均超标率为39.5%。与2002年相比，2003年SO2质量浓度降低了41%，NO2质量浓度上升了20%，TSP质量浓度降低了9.8%。主要原因是城区中心的企业都搬迁到李渡工业园区，城区锅炉减少，但汽车数量增加了。
5.2大气污染模拟
应用PHOENICS软件对龙桥热电厂的现有污染源(燃煤锅炉烟囱)的最大落地点浓度及落地点离源距离进行模拟，用最大落地点范围内的区域作为污染源，模拟对整个该市的环境影响，并与分散污染源(分散供热)的情况进行比较。
选用的代表性污染物为SO2和PM10，SO2是大气污染物中数量较大、影响面较广的气态污染物。PM10可吸入颗粒物是空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物，可在大气中长时间漂浮。模型左侧为主导风入口，风速2m/s，静风率达57%。
用浓度较大的落地点周围的区域作为污染源，集中供热的污染源尺寸为400m×400m，污染源污染物的质量浓度由该区域污染物质量浓度变化曲线积分得出，PM10的质量浓度为0.164mg/m3，SO2的质量浓度为0.394mg/m3。分散供热的污染物质量浓度的模拟假设该市里5个工业区采用单独的锅炉房，将集中供热时的总污染量平均分给5个假设污染源。可得到分散供热的各个污染源尺寸为200m×200m，污染源PM10的质量浓度为0.027mg/m3，SO2的质量浓度为0.065mg/m3。
5.3模拟结果
模拟结果表明，污染物质量浓度值随城市主导风向的方向减弱的程度远低于非主导风向方向，在集中供热时尤为明显。沿着城市主导风向，污染物一直影响到城市边缘，尤其是SO2影响距离达18km。而沿着非主导风向的方向，污染物质量浓度在2km之内就能减少80%以上，可见烟囱排放的污染物分布主要受风向的影响。
集中供热锅炉房改进了污染物排放的控制技术，使污染物的出口质量浓度降低，同时集中供热所产生的污染区域要小于分散供热污染区域。集中供热产生的污染面积约为分散供热的20%，降低了对居民区等人口密集区的污染。虽然分散污染源比较小，但总的污染面积大，而且有一些污染区域靠近居民区及商业区等人群密集区。实行集中供热以后，龙桥附近的污染源变大，但受污染物影响的总区域减小。虽然龙桥处于城市主导风向的上风向，但在主城区(桥南小区)的污染物质量浓度仅为污染源污染物质量浓度的1%。而分散供热时，主城区污染物质量浓度为污染源污染物质量浓度的5%。从该市现有的城市布局结合气象资料及污染源情况分析大气污染情况，集中供热对整个城市的大气污染程度要小于分散供热。
集中供热对于环境问题的改善会起到积极作用，特别是对于我国，目前煤耗仍占总能源消耗的66%左右，而且近20年来供热锅炉平均以2×104台/a的速度增加，而这些锅炉以蒸发量小于4t/h的蒸汽锅炉为主。因此，充分发挥热电联产的节能、环保功能，对环境的改善将起到良好的作用。
6 结束语
通过对集中供热环境影响的研究，我们可以发现，该项集中供热良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从集中供热的客观实际需求出发，研究制定最为符合实际的环境影响应对实施措施。
参考文献：
[1]王淞，姜波.集中供热改造项目的环境效益分析[J].沈阳大学学报.2015（12）：60-62.
[2]王米娜，贾超.基于城市集中供热问题分析与探索[J].城市建设理论研究.2016（02）：88-89.
论文作者:司楠楠
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第16期
论文发表时间:2016/11/11
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