中国供热节能概述
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前 言
建筑节能受到国家的高度重视，这不仅是因为世界 能源问题日益突出，也因为在我国经济高速发展的过程中，必须处理好能源和环境的关系，这是坚持可持续发展的要求。
当前我国的建筑能耗已超过总能耗的1/4，预计到2020年将达到总能耗的1/3以上。这表明建筑能耗将对我国的能源消耗带来长远的影响，因此对建筑节能必须给予持久性的关注。
建筑节能包括围护结构节能和供热采暖系统节能两个方面，实践表明这两个方面是相辅相成和缺一不可的，围护结构节能是实现建筑节能的基础，供热采暖系统节能是建筑节能的重要组成部分。
供热节能进展概况
近十年来，我国北方地区15个省、自治区、直辖市的供热节能工作有较大的进展，普遍在各自的基础上取得不少成绩，下面介绍部分城市和地区的概况。
一、北京市近十年调整供热燃料结构、实施“煤改气”工程
为改善首都大气环境质量和迎接奥运，还北京市的蓝天，北京市经国务院批准，自1998年开始采取调整供热燃料结构和控制大气污染的措施，以极大的决心和力度，实施了大规模的“煤改气”工程，经过十年的努力，在节能减排和改善大气质量方面取得了很大成绩。
北京市调整供热燃料结构后分类供热面积
截止2006年底，全市总供热面积 51815万㎡，其中住宅34771万㎡，锅炉房5590座，锅炉18294台，供热单位3323个。
集中供热（含热力、开拓） 11327万㎡ （21.8%）
燃煤锅炉供热 18963万㎡ （36.6%）
燃气锅炉供热（含壁挂炉） 20152万㎡ （38.9%）
燃油锅炉供热 841万㎡ （1.6%）
电采暖（含其他） 533万㎡ （1.1%）
燃煤、燃气锅炉供热基本情况
燃煤 燃气
总供热面积 18963万㎡ 20152万㎡
住宅供热面积 14219万㎡ 15220万㎡
锅炉房 1575 座 2725 座
锅炉 3522 台 12643 台
目前，全市天然气用量由2000年的11亿m3增长到2006年的38.4亿m3，其中供热用气量由5.5亿m3增长到23亿m3，供热用气量约占总用气量的60%。
北京市的城八区，20吨/时以下的燃煤小锅炉房已基本完成了“煤改气”。 四个城区20吨/时以上的燃煤区域锅炉房，还有4座，将来会取消；四个近郊区还保留了70座，除有一部分将会与城市热力联网外，其余的继续燃煤，但这些大型燃煤区域锅炉房必须做除尘、脱硫的改造，以便使污染物排放指标能达到北京市环保的新标准。
北京市的十个远郊区、县，因目前尚无条件采用燃气，仍继续燃煤，其节能减排的措施是实施资源整合，按照各区、县的供热规划，把现有的燃煤小锅炉房逐步联片改造为大型区域锅炉房，这些区域锅炉房的供热规模和单台锅炉容量，普遍比市区的大，供热规模一般为数百万平方米，锅炉容量为65吨/时、80吨/时、90吨/时，其污染物排放指标应达到环保的新建标准，难度很大。
北京市今后的供热面积还将有很大发展，按照年均增长3000万㎡的发展趋势，预计2010年为6.5亿㎡，2020年为10亿㎡。
二、天津市积极推进“热改”和供热计量
天津市供热事业的发展起步较晚，直到1990年很多正规的住宅楼都没有安装暖气设备。但是在最近的十多年来，天津市紧紧抓住全国推进“热改”的大好机遇，成功地实现了全市供热事业的大发展，最初他们通过建设7座大型区域锅炉房，完成了对“八大片”居民住宅的供暖补建工程，2006年底，天津市住宅集中供热面积已达11246万㎡，集中供热普及率达到84.6%，这个发展速度是相当快的。与此同时，在推进“热改”、供热计量和供热节能方面都做了大量扎扎实实的工作，取得了如下的好成绩：
1、在“热改‘方面，天津市早在2000年即开始“暗补”改“明补”的供热收费制度改革，早已初到成效，热费收缴率不断提高，由改革前的70%上升到93%。既保障了供热单位的利益，又因供热质量的提高，使居民的满意率不断上升。
2、为实现节能减排，大力推广供热节能技术。2001-2005年共“拆除并网”小锅炉房426座，并在供热面积4300万㎡的34座大、中型区域锅炉房，推广应用节能技术和产品，提高了锅炉运行效率和室外管网输送效率。
3、在供热计量方面，天津市起步较早，制定了“坚决推进、稳步实施：试验完善、逐步推广”的工作方针，并在实际工作中认真贯彻执行。2005-2006年度对200万㎡供热计量试验取得经验的基础上，2006-2007年度进一步筛选了条件相对较好、在总供热面积达300万㎡的34个新建住宅小区进行供热计量试验。对其中100万㎡的用户进行计量收费，而对其余的200万㎡只进行抄表试验。供热计量方式以户用热表为主，热分配表为辅。全冬120天供热，每半个月抄表一次，共组织9次，累计了40万个数据，最后进行分析，结果表明：按供热计量收费的用户全冬平均累计耗热量为90.5kwh/㎡。只做抄表试验的用户全冬平均累计耗热量为101.52 kwh /㎡。两组数据对比表明，供热计量激励用户的行为节能约为11%。
热费计算是按照天津市确定的两部制热价进行的（固定部分所占比例为50%）。固定热价按单位面积计算，10元/㎡；可变热价按单位热量计算，0.102元/ kwh。最后计算得出的各小区退费率一般在60%以上，较高的为70-80%，退费额在8-18%。 2008年计划对1000万㎡的老住宅实施计量供热。
三、沈阳市坚持整合现有供热资源，推广节能、环保的新型供热方式
沈阳市的供热是随着重工业的建设起步的，在几十年形成规模的同时，也沉淀了许多矛盾和问题。虽然该市早在1968年就有了热力供热，但在缺少供热规划的情况下，小锅炉房不断增加，直至2002年前，全市供热锅炉房已达2516座，单台锅炉容量在10吨/时以下的小锅炉房占90%。
自2002年制定了供热专项规划后，经过几年努力，至今已拆除烟囱1900根，小锅炉3000多台，联片供热达2600万㎡，新建和改扩建的热源近100座。沈阳市现有供热面积已达1.78亿㎡，其中集中供热面积1.52亿㎡，集中供热率由55.8%提高到85.4%。供热单位由1062个减少到350个。
近年来，沈阳市为降低城区燃煤供热的使用量，正在积极探索调整热能结构。由于地源热泵可以利用、地下水、土壤、城市污水等作为热（冷）源，使用较少的电能，达到供热、制冷的目的。它高效、节能、环保，有利于可持续发展，使沈阳市在供热方式上找到了新的突破点。沈阳市有丰富的再生水资源，“十一五”末期将建成23座污水处理厂，污水处理能力很大，如能全部应用于再生水源热泵供热，可满足1500万㎡的供热需求。
2007年5月沈阳市政府批准实施《沈阳市再生水源热泵供热规划》，目前沈阳市推广应用地源（包括地下水源、土壤源、再生水源）热泵系统的供热面积已达到1840万㎡，走在了全国的前列。已引起国内外的关注，纷纷前来调研和交流经验。今年该市计划再增加1600万㎡，同时明确今后在有条件上地源热泵的地区，原则上应作为首选，预计到2010年将实现6500万㎡，占全市总供热面积的30%。
与此同时，2008年沈阳市还开始启动了“联网供热”工程，计划用3年时间，再拆除10吨/时以下的燃煤小锅炉房803座，用大、中型热电厂及热源厂取代，使联片面积达到2700万㎡。
对市区内除采用地源热泵技术和集中供热范围之外，仍需分散供热的建筑，则要求以电、天然气、油等为主要能源。沈阳市正在积极为创建“国家生态市”而努力。
四、各地区发展集中供热、实施资源整合、推进可再生能源利用
1、东北地区
（1）黑龙江省是我国北方最冷的地区，采暖天数近200天，但至今省内各城市的冬季供热，依靠的仍是大量的燃煤小锅炉，大气污染严重。为实现节能减排、改善大气环境，近年来，哈尔滨市及全省各地普遍重视发展集中供热，2008年全省将新增热电联产供热面积2100万㎡。今后还将通过全面规划，进一步加快热电联产和集中供热事业的发展。
（2）佳木斯市于2007-2008年冬季，经过慎重考察，决定在国内率先引进世界500强企业——法国的达尔凯公司（这是欧洲最大一家跨国经营城市集中供热的公司，是全球38个国家和地区、650个城市的供热商），该公司接替了原佳木斯热力公司，负责对佳木斯全市的供热提供服务。该公司与佳木斯市政府签署了为期25年的城市供暖特许经营协议，这也是达尔凯公司在我国获得的第一个城市供暖特许经营权。该公司投资5000万元进行技术改造，经过一个冬季的运行，初见成效，该公司先进的运行和管理模式，有效地保证了供热效果，也使热费收缴率有了提高。
2、华北地区
（1）山西省省会太原市，长期以来由于集中供热能力严重不足，出现了大量燃煤小锅炉房，不仅浪费能源还污染环境。目前正在大力发展集中供热，预计到“十一五”末期，太原市的集中供热面积将达到9000万㎡，供热普及率达到90%以上。山西省其他各城市也在加快推进集中供热、供气和拆除小锅炉的工作，要求在城市热力管网和供气管网敷设不到位的区域，也不得使用原煤散烧的低效锅炉，要全部安装脱硫除尘装置或改用洁净能源。
（2）河北省省会石家庄市，2007年开始积极推进太阳能、地能、污水源热泵等可再生能源在建筑中的应用。2008年供热结束后，已全面启动拆除燃煤锅炉房。河北省保定市是市区100万人口居住的城市，目前市区仍有燃煤锅炉1100台，污染严重。为改善大气环境，该市已决定自今年至2012年，将逐步取消市区的全部燃煤锅炉，全面推广集中供热和清洁能源。
（3）内蒙古自治区首府呼和浩特市目前的热力供热1000万㎡，今年再新增280万㎡，今后计划实现3000万㎡。
3、西北地区
（1）新疆自治区首府乌鲁木齐市，2007年全市热电联产供热面积1000万㎡，现已制定大力发展集中供热的计划，预计到2010年将达到5000万㎡、占全市供热面积的50%。
（2）甘肃省兰州市目前集中供热普及率为32.8%，计划今后15年内完成“三网三厂”供热工程，将大大提高该市集中供热普及率。
（3）宁夏自治区首府银川市，在关停、改造燃煤小锅炉房的同时，加快建设集中供热的热源，已审批建设17座大型燃煤锅炉房，规划总供热面积达1500万㎡。
4、山东省
省会济南市将于2010年建成为西部城区供热的大型热源厂，供热面积可达2000万㎡。
五、建设部决定开展供热计量改革示范城市工作
自我国北方地区推进“热改”以来，有30多个城市进行了供热计量试点，试点面积超过4000多万㎡，取得了初步成效。但是，从总体看供热计量改革进展缓慢，供热采暖能耗没有明显下降。距离完成国务院“十一五”节能减排任务还有较大差距。
实践证明，实施供热计量改革是完成建筑节能任务最直接最有效的措施，必须立即把供热体制改革工作重点转移到供热计量改革上来，所以要开展供热计量改革示范城市工作。
根据各地申报情况，同意北京、天津、长春、大连、兰州、呼和浩特 、包头、唐山、承德、威海、德州、招远等12个城市为第一批供热计量改革示范城市。
1、北京市
北京市自2006-2007年采暖期开始，在市热力集团供热范围内、具备热计量条件的54个公共建筑用户，试点实施热计量价格，试点供热面积共366万㎡。试点实行两部制热价，基本热价为12元/㎡，计量热价为44.45元/GJ（0.16元/kwh）。该试点是为全面实施热计量积累经验。
2、唐山市
唐山市2007年完成了中德合作既有建筑节能改造项目，2008市政府已批准了全市建筑节能改造规划，计划用5年时间完成市区既有建筑供热计量和节能改造。
3、承德市
承德市市区已在11个试点小区的12600户安装了热表，热计量试点供热面积24.7万㎡，实现了按计量收费的运作模式，得到了建设部的肯定。
燃煤、燃气锅炉供热能耗
中国建筑业协会建筑节能专业委员会供热网能耗调查结果如下：
一、燃煤锅炉供热能耗
1、大容量（20吨/时、40吨/时）锅炉平均值
煤 (kgce/㎡) 电( kwh/㎡) 水(kg/㎡)
1999-2000年度 22.45 3.57 89
2005-2006年度 20.51 2.84 46
2、小容量、大容量（1吨/时 — 40吨/时）锅炉平均值 （北京市）
2003-2004年度 25.3 3.82 61
二、燃气锅炉供热能耗
燃气（m3/㎡） 电( kwh/㎡) 水(kg/㎡)
2003-2004年度 11.9 3.57 64
2005-2006年度 9.99 2.91 40
锅炉供热现存问题及节能技术
各地区在实施供热节能工作中，由于经验不足，都出现过一些这样或那样的问题，而解决这些问题的办法，就是很可贵的经验，值得借鉴，下面简介锅炉供热现存问题及相关节能技术。
一、燃气锅炉供热现存问题及供热节能技术
北京市“煤改气”数年之后，曾对2003-2004年度的燃气锅炉供热，进行过一次全市大范围普查，结果表明，普遍存在三个问题：
一是：采暖期单位面积耗气量偏高，且高、低差别很大。
平均为11.9m3 /㎡ ，其中低的为9-10 m3 /㎡，高的为14-15 m3 /㎡ 。
二是：燃气锅炉普遍存在因冷凝水腐蚀锅炉而缩短炉龄的问题。这是因为锅炉燃用天然气，其烟气成分中水蒸汽的比例比燃煤时要大很多倍，当锅炉的回水温度低于烟气中水蒸汽的露点温度时，就会出现冷凝水腐蚀锅炉。因此，为避免腐蚀问题的发生，只有在燃气锅炉房的水系统设计中采取相应措施，才能有效地实现对燃气锅炉回水温度的控制，而我们最初缺少经验，造成此问题非常普遍还相当严重，这是一个很值得吸取的教训。
三是；缺乏燃气锅炉供热运行经验，不能很好地实现自动控制。
2000年起我们找到了解决上述存在问题的办法，就是采用燃气锅炉供热节能技术。经过试点，自2003年至今北京市已陆续对很多燃气锅炉房（供热面积大约1000多万㎡）进行了节能改造，效果普遍良好。据对22个燃气节能改造项目共422万㎡供热面积的跟踪调查，单方耗气量为7.67 — 8.69m 3/㎡。目前这些节能技术已编入相关的北京市地方标准。
下面简介两项应用最多的燃气锅炉供热节能技术。
1、气候补偿技术
气候补偿技术是燃气锅炉供热一项最重要的节能技术，其目的是要达到“精确供热”，即在任意室外气候条件下，按照用户对热量的需求合理供给热量，在保证室温的条件下达到最大限度的节能。
该项节能技术包括的装置有：气候补偿器、电动三通阀及仪表等。当采用此项技术时，要求改变以往锅炉房（热力站）水系统的传统做法，按二级泵（一级泵在锅炉侧，二级泵在用户侧）系统设计。
其工作原理为，气候补偿器通过采集各种室内外参数，自动计算出供水温度，同时控制电动三通阀的开度，使供水温度达到要求，这样即可随时根据室外气候变化，实现科学的运行调节，达到保暖前提下节能的目的。而一级泵水系统可使一部分锅炉出水与用户的回水混合，能使进入锅炉的回水温度提高，可以有效地避免因锅炉回水温度过低而造成的锅炉腐蚀。该技术可用于直供式的燃气锅炉房或间供式的热力站。
2、烟气余热回收技术
燃气锅炉的热效率较燃煤锅炉要高，这是因为燃气锅炉的热损失只有排烟热损失和锅炉散热损失两项，而且90%以上的热损失来源于排烟热损失，因此如何降低排烟热损失，就成为提高燃气锅炉运行效率的关键。
由于天然气的主要成分是甲烷，所以燃气锅炉的烟气成分中，水蒸汽所占的比例比燃煤锅炉要大很多。如果能够在锅炉尾部设置烟气余热回收装置，让烟气温度急剧下降，可利用降低烟温的物理潜热和水蒸汽在冷凝成水的相变过程中所释放的汽化潜热，就可达到提高锅炉效率的目的。
一、燃煤锅炉供热现存问题及节能技术
1、大、小容量燃煤锅炉运行效率低的问题
目前，我国20吨/时以下小容量燃煤锅炉运行效率约为60%，20吨/时以上的大容量锅炉运行效率燃煤约为 65%。与国外的锅炉运行效率80-85%相差15-20个百分点，这个差距是相当大的，这正是我国燃煤锅炉节能潜力之所在。
分析燃煤锅炉运行效率低的原因，主要是因为目前我国链条炉排锅炉燃用的是未经洗选、筛分的原煤，当用原煤散烧时，因粒度过大、不均，细末又过多，造成机械不完全燃烧损失增加。因燃煤达不到锅炉设计要求的技术条件。再加上送风不均匀，导致过量空气系数偏大，增加排烟热损失。而当煤中灰分和细末过多时，还会直接影响锅炉烟尘的初始排放浓度（国外为1000mg/ m3，国内为1800 mg/m3），即增加了烟尘污染，也加大锅炉尾部除尘装置的负担。
原煤如能经过洗选、筛分的加工，即可除去原煤中60%的灰分以及近一半的硫分，能使煤炭成为粒度均匀的筛选块煤，才最适合链条炉排锅炉，可提高运行锅炉效率。国外都是这样做的，燃用的是市场供应的专用“链条炉煤”。而我国多年来只是在锅炉内加装“分层给煤装置”的办法，做一些改善。
事实上，我国早在2001年就发布了《链条炉排锅炉燃煤技术条件》的国家标准，只是没能得到贯彻执行。建议应尽快将此项工作提到议事日程上来，我国燃煤供热锅炉的运行效率几十年没有太大的突破性进展，此项工作即为症结所在。此外，燃煤锅炉的运行人员水平不够高，也是造成锅炉运行效率低的重要原因，必须改进。
2、燃煤大型区域锅炉房普遍存在的两个问题
（1）运行调节自控水平较低
燃煤锅炉的特点是升温和降温的过程是缓慢的，而热水锅炉的负荷变化却是经常的，在整个“采暖期”以至每一天，负荷都在变化，如何对燃煤锅炉实施科学的运行调节，一直是个难点。虽然目前燃煤大型区域锅炉房普遍配置了计算机控制系统，但在实际运行中，完全实现自控的并不太多，多数还是结合二次水的经验参数作人工调节，因而并不能随气候变化合理调整水系统的运行参数，难免出现过度供热的情况，造成热损失。
（2）一次水系统存在不利供热安全和节能的问题
近几年，我国北方采暖地区在大力发展热电联产集中供热的同时，普遍在资源整合中对小锅炉房进行“联片改造”，新建或改建的燃煤大型区域锅炉房很多。这些区域锅炉房的供热面积很大，多采用间供式供热，热力站可以多达几十个，一次水管线也较长。按照以往传统的设计方法，往往会出现以下三个问题：
一是：锅炉房内的一次水循环泵必然是扬程高、功率大，耗电多，有时因水泵功率过大，不得不配用电机的电压值超过380V的水泵，还会增加配电系统的投资。
二是：锅炉运行承受的压力大（动压、静压），出现停电或故障停泵时，存在安全隐患。
三是：通过调节各热力站一次水阀门，往往很难解决好一次网的水力失调问题，还会无谓消耗很多电能在阀门上。
分布式二级循环水泵综合节能系统可以较好解决大型区域锅炉房普遍存在的两个问题。
为解决上述存在问题，根据国内外专家提出的分布式二级泵理论，将其应用于燃煤大型区域锅炉房的间供式供热一次水系统，可以实现大幅度节能。
所谓分布式二级循环水泵综合节能系统，就是在锅炉房内设置一次水主循环泵（即一次水一级泵），在各热力站分别设置配有变频调速装置的一次水二级泵。也就是说，用热力站一次水二级泵取代了以往的一次水调节阀，实现“以泵代阀。原来一次水系统的水力平衡调节是通过调节各热力站一次水阀门消耗多余的资用压头来实现，现在转变为用一次水二级泵来为本站提供必要的资用压头。因此，锅炉房内的一级泵的扬程只需按锅炉房内部阻力计算，而各热力站的二级泵扬程为各热力站内一次侧阻力和本站与锅炉房之间的阻力之和。
热力站一次水的量调节是通过二级泵的变频调速装置实现的，因此，在各热力站要设置气候补偿器，根据室外温度变化，通过变频调节二级泵的转速，改变进入换热器的一次水循环量，达到自动控制二次水的温度，实现按需供热和节约能源。
由于燃气的特点，较燃煤易于实现运行调节的自控，北京市在“煤改气”的实践中，业内已经逐渐接受和熟悉了气候补偿器在运行调节中的应用。近两年
分布式二级泵综合节能技术已在北京市和天津市一些燃煤大型区域锅炉房间供式供热工程中得到成功应用，取得了很好的节电、节煤综合节能效益。该项技术能适应全国燃煤锅炉供热规模较大的发展趋势，可从根本上解决传统间供式一次水系统存在不利供热安全和节能的问题，特别是为提高燃煤供热系统运行调节的自控水平提供了一个全新的途径，是一项有突破性进展的综合节能技术，在我国北方地区正在实施资源整合、联片供热中值得借鉴，以进一步总结经验。
燃煤、燃气锅炉供热共同存在并值得关注的问题
一、室外管网输送效率问题
根据国家标准，非节能居住建筑室外管网输送效率的基础值为85%，一步、二步、三步节能标准规定值皆为90%。但 |