邢台市城市供热系统规划研究

第 1 章 绪 论

1.1 论文研究的背景
我国城市集中供热体系开始于二十世纪50年代。供热的发展经历了一个从单体、联片到区域化集中供热的趋势，供热体系已经逐渐成为中国的重要基础设施之一。随着中国经济的快速发展，作为城市供热网络基础设施的热能源系统发展很快，在我国设有集中供热设施的城市已经达到 42.8%，尤其是东北、华北、西北地区 13 个省、市、自治区城市的供热设施，已经形成了较大规模，并开始向大型化发展。全国城市集中供热面积中，公共建筑面积占 33.12%、民用住宅建筑面积占 59.76%、其他占 7.11%。目前，我国城市供热大部分是以保证城市冬季供暖为主，生活中用于热水供应的仅是很少的一部分，而用于夏天供冷就少之又少。城市供热已从华北、西北以及东北地区向山东、河南及长江中下游的浙江、安徽、江苏等省市发展[1]。随着城市建设规划和热用户规模的不断扩大，中央供暖系统已经成为城市中一个非常重要的基础设施。城市供热是与公共利益直接相关的基础性公共事业，在城市发展的过程中，要充分发挥城市基础设施的协调操作的功能，我国城市供热机制也越来越重视供热管网的优化和改造[2]。目前，许多城市工业用热和居民供热基本上是分散小锅炉的形式，不仅浪费燃料，而且污染城市环境。对城市集中供热管网的优化，不仅能降低采暖能耗和减少投资，而且在生产和保障居民正常工作生活、提高企业效益、促进环境治理等方面都发挥着越来越重要的作用[3]。为使城乡供热发展与市场化的客观经济环境相适应，城市供热正在由福利性、自用性向商品化、市场化转变。特别是在城市化快速发展的时期，供热已不仅是各级政府在构建和谐社会中必须重视的根本保障性问题，同时也是各级政府在协调环境建设、安全保障、能源结构、城市资源利用以及经济可持续发展中必须涉及到的重大战略问题。
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1.2 国内外城市供热规划研究概况
城市集中供热始于前苏联。前苏联是世界上集中供热较发达的国家，集中供暖系统自 1924 以来已有 70 多年的历史。无论是从供热管网的长度、热电厂的规模大小、热负荷的数量，还是从供热综合管理技术等方面，在国际上，俄罗斯都占有极其重要的地位。其中，莫斯科有世界上最大的供热管网、最大功率的热电厂、最大直径的供热管道。目前，俄罗斯城市集中供热占总热量需求的 86.9%，其中大型及超大型锅炉房占 45.9%，热电厂供热占 36.1%。在世界上，美国是第一个热电冷联供系统建成并投入运行的国家。几十年来，丹麦一直不遗余力地发展热电联产，其各个大城市都建有热电厂和垃圾焚烧炉用于集中供热，并且天然气、热电联产和一些再生能源满足丹麦全国 3/4 的热负荷需求。自上世纪七十年代以来，丹麦经济增长了70%，但能源消耗总量却仍保持在上世纪 70 年代的水平[5]，这要归功于能源利用的高效率和建筑保温技术的改善。大部分国外的国家集中供热发展大致分为四个阶段：第一阶段为单纯管理阶段，第二阶段为基础建设阶段，第三阶段为综合发展阶段，第四阶段为自动化控制阶段。在综合发展阶段中已从实时监测、人工调整配合，发展到无人值守、热力站远程控制，实现了自动化控制。前苏联（包括俄罗斯）、美国、日本、德国等集中供热发展很快，从设备、技术、管理和其他方面都处于世界领先水平，挪威、丹麦、日本将天然气、石油、生物量、热泵、垃圾、集中供热等为主要热源，其节能效益、经济效益和社会效益是显而易见的。近年来，日本集中供热（冷）系统开发速度更快，尤其是在日本关东地区的中心，已占日本国家的 60%。日本中央供热（冷）系统更注重能源节约、环境保护和提高能源的利用效率，表现为蓄热水箱、供热系统和余热的利用等方面。考虑到应对地球变暖，确保一个稳定的能源供应，实现环保效果，日本未来预期的方向为对新能源的发展和扩大应用[6]。美国是世界上第一个冷热系统安装的国家，该系统在 20 世纪于哈福德市建成并在其他 70 个国家投入运营。纽约世界贸易中心采用的新技术，成为世界上最大的冷却和加热工程[7]。
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第 2 章 城市集中供热系统的发展及问题

2.1 城市集中供热系统的发展
集中供热，指集中供暖的一种方式。它是指以热水或蒸汽作为热媒，由多个热源通过热网向城市某些地区的热用户进行供应热能的一种形式。集中供热是现在城市公共事业的重要组成部分，发挥着不可或缺的作用。集中供热由热源、热网和用户三部分组成。热源主要是以煤、油或天然气为燃料的热电站和区域锅炉房，工业余热和地热也可作热源。供热费用一般情况下都是按采暖季每平方米来计算收取的。对北方地区来说，冬季天气寒冷，供暖时间比较长，所以采用集中供暖的方式比较省钱。从资源方面看，集中供热一次性投资大，费用相对较高，例如暖气全天供热，而不考虑用户是否白天需要，这样就会使得一部分资源白白浪费掉。现代人们冬季生产生活用热主要是靠城市集中供热。生活用热主要包括了生活用的热水、冬季采暖。伴随着社会经济的发展和科学技术的进步，夏天用的空调也已经在城市供热的范围之内。城市集中供热的方式主要是热源集中，并按照规模的大小向用户输送。我国城市集中供热大多数是用于冬季供暖，与夏天的空调制冷相比较而言较少。
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2.2 城市集中供热系统存在的问题
热源存在的问题主要为：(1) 热电联产与区域锅炉房以煤炭为基础，它们将受到其他能源供热的挑战。这就要求必须采取相应的措施来解决此矛盾，一是降低投资减少用户的工程建设费用；二是提高供热产业的设备及管理水平，降低成本。(2) 供热规划和供热项目规划手续的不完善，不齐全，造成了盲目建设，出现了大马拉小车的浪费现象。(3) 城市集中供热负荷以采暖和工业为主，生活用热的相对较少，这就使得供热的效能不能得到充分利用。(4) 区域锅炉房的容量太小，技术不先进，看炉人员素质参差不齐，阻碍了供热的发展。(5) 区域供热锅炉以中、小锅炉量大面广，脱硫技术不成熟，造成了对环境的严重污染。我国目前热用户的热费收缴大部分上还是按供热面积计算收取的，这就带来一系列问题。热用户的热能消耗不能像同水、电、煤气那样准确计量，热用户的热费不按实际消耗计算收取，严重影响了热用户自主交费和主动节能的积极性，从而造成供热单位营运困难[18-20]。供热规划设计水平偏低，制约节能工作的实现。现在实行的室内供暖设计标准并没能系统地规定供暖装置的技术要求，也不能表现出当今实际节能技术水平，而规划、设计部门仍沿用从前的设计理念对待用户[20-22]，从而造成了先天不足的情况，不能真正的做到节能。
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第 3 章 邢台市城市供热规划现状.....13
3.1 邢台市城市规划概述 ......... 13
3.2 邢台市供热规划范围与供热现状 ..........14
3.3 热负荷预测 .... 16
3.4 本章小结 ........ 29
第 4 章 邢台市现有城市供热规划存在的问题......31
4.1 邢台供热现状存在的问题 ........ 31
4.2 处理供热问题的策略 ......... 33
4.3 集中供热发展趋势分析 ..... 35
4.4 本章小结 ........ 36
第 5 章 邢台市现有城市供热规划问题解决对策.........37
5.1 热源系统规划 ....... 37
5.2 实现热电联产与集中供热 ........ 43
5.3 供热管网规划 ....... 49
5.4 环境评述 ........ 51
5.5 本章小结 ........ 51

第 5 章 邢台市现有城市供热规划问题解决对策

5.1 热源系统规划
根据邢台市城市总体规划及环境保护规划的要求，尽快健全和完善城市供热设施的建设，统筹考虑，整体规划，从而保证热源建设能够满足城市发展的需要。为满足供热区的工业用气及居民、公共建筑及工业的冬季采暖用热，对供热区的各类建筑物进行了调查统计，根据现状热负荷的分布情况和今后城市的发展，应结合现状热源情况，确定各规划热源的供热规模和供热范围[29]。其规划热源的设置原则主要有：
(1) 根据现状和规划热负荷确定热源厂的供热规模；
(2) 尽量利用原有热源进行改造扩建和利用新规划热源，实现热电联产；
(3) 热源建设应同步或超前于城市建设的热负荷发展需要；
(4) 由于新规划热源供热范围大，供热距离长，使得系统运行压力较高，因此采暖用热介质采用高温水，以减少热损失，有利于热负荷的增长和发展；
(5) 热源建设在距热源较近的市区周边地区，以利于基础设施的共建共享[30-31]。

结 论

随着城市建设规划和热用户规模的不断扩大，供热系统作为城市建设中的重要基础设施，城市供热直接关系着我国基础公共事业建设的成败。在城市发展的过程中，，为充分发挥城市基础设施的协调操作的功能，我国城市供热规划也越来越受到人们的重视。本文在分析国内外集中供热事业研究的基础上，并结合邢台市城市供热规划现状，具体分析了邢台市城市供热规划存在的问题，在邢台市城市供热规划现状分析的基础上，通过对城市集中供热规划现状以及热负荷预测等进行全面系统的调查、分析并提出相应对策，用以改善邢台市城市供热规划存在的问题，促进邢台市的城市发展。本文主要工作与结论如下：
(1) 对邢台市城区供热管网的管理现在主要有冀中能源热电厂和邢台热力公司。邢台城区供热范围划分为42个分区，其近期规划供热面积为88.6平方公里，中期约144平方公里，供热主干线总长度达49.5公里。近期、中期及远期中心城区采暖热负荷预测分别为2335.70 MW、3921.29 MW和6081.21 MW。
(2) 邢台市供热现关存在的主要问题包括集中供热规划不到位、设备老化技术落后、主管网铺设年久、缺乏相关政策扶持及热费收缴率偏低等，具体表现为：冀中能源邢东热电厂、邢煤矸石热电厂等规划较小，效率低下，污染环境；冀中能源邢东热电厂管网至今已铺设18年，邢煤矸石热电厂已铺设14年，这些管网时间过久，已出现管网老化等问题；邢台市各个电厂没有联网供热，而且供热稳定性差；热源供热能力不充足，供需矛盾突出；邢台市集中供热普通率比较低等等。
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参考文献（略）