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1、1,北京市供热概况,清华大学建筑技术科学系2003年2月19日,2,内容,北京市供热的的基本情况 各种供热方式的概况 结论,3,北京简况,冬季平均气温1.6，采暖期室外设计温度为9，法定采暖期11月中旬到次年3月中旬，120天。截至2001年底，总供热面积为2.78亿平米，其中城八区供热面积约为2.33亿平米。,4,1 北京市供热的的基本情况,2000年底，采暖用煤约为600700万吨，约占全市能源消耗总量的18左右，占全部煤炭消耗总量的1/3左右。1997年11月陕甘天然气进京，天然气约占北京市能源消耗总量的89左右，2000年燃气总用量为11亿立方米，其中相当部分天然气用于采暖。煤炭和天然
2、气构成了北京市主要的采暖能源，其余是电力、燃油，还有极少量的地热和工业余热。,5,各种供热方式的概况,城市集中热力网 区域燃煤锅炉房供热 燃气供热 电采暖 其余几种供热形式,6,1.1 城市集中热力网,北京市城市集中热力网由北京市热力集团统一运行管理北京集中热力网共有8个热源：其中热电厂4座、大型锅炉房4座一热的尖峰锅炉、二热的所有锅炉以重油为燃料；双榆树、方庄、左家庄3座大型锅炉房为天然气，其余热源均以煤为燃料,7,城市集中热力网,2001年底，北京集中热网管网干线总长度已达到400余公里，最大管径达1.4米。管网的输配能力已达到1.2亿平米，实际负担供热面积5655万平米以燃气为热源的三个
3、大型供热厂承担的面积约为1400万平米(25%)。提供的民用供热总热量为2699.41万GJ，同时还提供工业用蒸汽359.2万吨，民用热水1000万吨。,8,1.2 区域燃煤锅炉房供热,区域锅炉房主要是燃煤、燃气，少数为电、燃油，极个别也有热电联产方式2001年底，区域供热锅炉房2300余座，锅炉5800余台，供热面积约为1.6亿平米，占北京市总供热面积的58左右。其中城八区范围内单台锅炉容量大于20T/小时的锅炉房约70余处，总供热面积约3200万平米规模大小不一、相差很大，运行管理水平参差不齐,9,区域燃煤锅炉房供热,2001年底，采用区域燃煤锅炉房供热面积约为13748万平米，约占全部区
4、域锅炉房供热总面积85.6，其中城八区范围内约为9473万平米1999-2000年采暖季对94个规模不等（0.4万m2188万m2）区域燃煤锅炉房抽样调查各种耗量的范围变化很大，往往相差2-3倍，可见运行管理水平的差别很大,10,区域燃煤锅炉房供热,2001-2002年采暖季对几处规模不等的热网进行了实际测试，锅炉效率在5070，热网输送效率在6882，总体供热效率只有3558司炉人员运行技能欠缺，锅炉运行效率低下；管道的保温效果较差（有些管段保温脱落严重、甚至就直接泡在水中）；调节手段缺乏，不均匀性损失严重等种种问题，浪费了大量的热量。,11,1.3 燃气供热,燃气区域锅炉房供热分户（楼栋）
5、燃气炉供热天然气便于输送、计量，容易实现自动调节和控制。舍弃天然气的这些优点，简单继承燃煤集中供热模式，而保留了集中供热输配损失、不可调、不易计量这些问题，不是正确的解决方案,12,燃气供热,天然气1997年刚进入北京时，为提高北京空气质量，提倡采暖锅炉“煤改气”，并且特别提倡对大型锅炉房的改造。经过这两年的调查分析和研究，对这项工程的实施有了一定的重新认识和评价,13,1.3.1 燃气区域锅炉房供热,20T/hr或40 T/hr以上燃煤锅炉单位吨位的排放量可以做到6 T以下小锅炉的三分之一到五分之一替换污染过重的燃煤锅炉，优先替换6T/hr以下的小锅炉，而保留大型高效燃煤锅炉从大锅炉改起的做
6、法，使得减排成本过高，“煤改气”采取“宜小不宜大”,14,燃气区域锅炉房供热,减少了燃煤量，改善了局部大气环境，但燃料成本的增加导致供热价格大幅度增加，特别是大型供热厂的经济效益变差提高供热总体效率,15,燃气区域锅炉房供热,北京市规划原则上城区之内不再保留区域燃煤锅炉房。城区内区域锅炉房相继“煤改气”，燃气锅炉热效率较高，一般锅炉效率在90以上，启停方便，锅炉房占地面积小，无需煤灰厂，避免了扬尘和运输过程引起的污染2001年底，采用区域燃气锅炉房供热的面积已达到2240万平米，其中城八区范围内为2000万平米，约占城八区范围内全部区域锅炉房总供热面积的18左右,16,燃气区域锅炉房供热,20
7、00-2001年采暖季对78个规模不等（供热面积从0.53万m255万m2）的区域燃气锅炉房抽样调查2001-2002年采暖季对北京市几处区域燃气锅炉房的锅炉进行了实际测试，结果表明锅炉的效率约为92左右，排烟筒处NOx的排放量约为50ppm,17,1.3.2 分户燃气炉供热,分户燃气炉具有很好的环保效益，方便热计量收费，又能实现分户可调，住户可以根据自己的舒适性要求进行控制；无外网散热损失和水力失调引起的不均匀性热损失；对开发商而言可以逐步投资等优点采用该种采暖方式约有300万平米2000-2001和20012002连续两个采暖季对两个小区100多住户做了跟踪调查。调查分为问卷调查和数据测试
8、两部分，此外还利用烟气分析仪测试了锅炉运行时的污染物排放数据和锅炉的效率,18,分户燃气炉供热,问卷调查：舒适性、操作的方便性、安全感、噪音影响、分散排烟影响等数据测试：住户燃气耗量和住户室内温度2001-2002年采暖季，除去住户生活用气后平均采暖用燃气耗量5.85 m3/m2（该年采暖季室外平均温度2.5），折合设计年采暖季约为7.4 m3/m2.a（室外平均温度1.6）住户负担费用（含电费）折合设计年平均为13.45元/m2，相当于北京市燃煤间供方式住户负担热价19元/m2的71左右,19,1.4 采暖费,热力公司：民用采暖 20 24元/m2建筑面积 生活热水2.5 5元/吨燃油、燃气
9、电锅炉：采暖28 30元燃煤锅炉（直供）：16 16.5元燃煤锅炉（间供）：1819元,20,1.5 电采暖,热泵采暖 电蓄热采暖 无蓄热装置的电直接制热的采暖,21,热泵采暖,空气热泵的cop一般2.04.0，火力发电效率30%，空气热泵的总体效率约为110120，高于直接燃煤或燃气的效率从电采暖方式来讲，热泵最大程度的利用了电能，是电采暖的最理想方式热泵系统投资略高，但夏季可以作为空调系统使用，相当于节省了部分初投资费用,22,1.5.1 风冷热泵采暖,压缩比（50热水）,23,风冷热泵采暖,一般活塞压缩机单级压缩比不超过10风冷热泵的主要问题是在室外温度过低时，其制热效率明显减低：压缩机
10、容积效率降低蒸发压力降低，吸气比体积过大，制冷系统质量流量变小，机组供热量减少北方大部分城市压缩比大于10室外温度过低时需要辅助热源,24,风冷热泵采暖,结霜：室外温度05，相对湿度85结霜最严重；室外温度 5 时，空气中含湿量明显减少，结霜速率降低反向循环化霜：0，70出力；6，62；10，55；15，停止运行北方地区开发新型的适合低温运行工况的风冷热泵机组就非常必要，有些公司在技术上已经有实质性进展，并在实际运行中取得较为满意的效果,25,1.5.2 水源热泵采暖,水源热泵在容积率小于0.8的建筑群是很适用的。采用深井回灌方式的水源热泵，不存在外温低时热泵效率下降的问题北京地区民用建筑冬夏
11、冷热负荷大致相当，采用此方式可保持地下的热平衡。由于地下水抽出后经换热器后又回灌至地下，属全封闭方式，不使用任何水资源，不会污染地下水源,26,水源热泵采暖,地下水温常年稳定，整个冬季气候条件都可实现较高的能量转换，运行成本低于燃煤锅炉房供热。冬季可产生45热水，因此仍可使用目前的采暖散热器夏季提高了空调系统的效率，降低3040的制冷电耗建筑采暖空调系统的最佳方案,27,1.5.3 地源热泵采暖,垂直埋管：套管式换热器,28,地源热泵采暖,垂直埋管：U型管换热器，40100W/m(孔深），2050W/m（管长）,29,地源热泵采暖,垂直埋管：单管式换热器水平埋管：直管、螺旋管；单层、多层,30
12、,1.5.4 电蓄热采暖,大型火电调峰困难，为解决电力负荷的峰谷差，设法利用夜间谷期电力蓄热用于供热水箱蓄热：常压和高压水箱两种。其缺点是占地大，蓄热损失也较大，且高压水箱还有安全问题相变材料蓄热：地板夹层内的相变材料蓄热；用相变材料制作的蓄热电暖气真正实现削峰填谷，其放热量又可随时人为控制，是末端电采暖的最佳解决方案这两种采暖方式在北京都有使用，尚未得到较大范围的推广应用。,31,1.5.5 不蓄热、电直接制热采暖,电直接制热的采暖：家用电暖气（锅炉）、电热膜、集中电锅炉采暖等优点：可以方便的实现分户调节和分户计量（仅指非集中电直接制热采暖方式）目前北京市电力的结构性矛盾是峰谷差较大，随着经
13、济的发展，电力短缺的现象还会出现。综合分析表明，现阶段不应提倡采用电直接制热采暖不提倡采用集中电热锅炉：既丧失了末端调节的灵活性，热水的集中输送又会损失大量热量，不便于实现分户热计量，供暖费难以收缴等社会问题依然存在。,32,1.5.6 其它方式,燃油：一热尖峰锅炉、二热全部锅炉 燃油区域锅炉房供热面积250万平米 30元/m2，发展缓慢地热：低温热田，2000年，供热面积143万工业余热：首钢，50万平米,33,结论,结合我国能源资源的特点，煤炭仍然是北京主要的采暖能源发展以燃煤热电厂和大型燃煤锅炉房为热源的城市集中热力网供热仍然具有重要的意义。但要提高热网的运行管理水平，在热源处采用先进的
14、燃烧技术和高效的脱硫、脱硝措施，以取得更大的节能环保和经济效益,34,结论（燃气）,为改善空气环境质量，发展天然气采暖也很重要，天然气用于采暖时宜采用“宜小不宜大”原则采用分户燃气锅炉采暖的小区比采用区域燃气区域锅炉房采暖的小区节能14.4左右。是由于分户可调、无外网热损失、无水力失调损失和住户主动节能等因素共同作用的结果,35,结论（电）,电采暖最佳方式是热泵方式，尤其使空气源热泵，当解决了低温下供热的问题后具有更大实用价值带蓄热的电直接制热采暖方式，对缓解城市日间的巨大负荷峰谷差具有一定的作用，适当时可以推广使用一般不应采用无蓄热能力（或装置）的电直接制热方式，只有在老城区，无其它采暖方式可资利用时，又有较高的环境质量要求时，才可以考虑采用,
