伴隨著城市建設(shè)飛速發(fā)展和城市供熱需求的增加，集中供熱發(fā)展和規(guī)劃面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。這就要求集中供熱企業(yè)對(duì)集中供熱進(jìn)行合理的戰(zhàn)略規(guī)劃，并且能夠合理利用城市熱力網(wǎng)系統(tǒng)中現(xiàn)有熱源和擬建熱源等資源，以充分發(fā)揮城市熱力網(wǎng)的輸配能力。本文通過(guò)闡述供熱規(guī)劃領(lǐng)域關(guān)于熱源、熱網(wǎng)等的規(guī)劃建設(shè)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題，提出合理源、網(wǎng)規(guī)劃建議。--北京市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司 王紅霞
 
一、前言
城市供熱的發(fā)展伴隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)歷了一個(gè)單體、聯(lián)片、到區(qū)域集中供熱的發(fā)展過(guò)程，并逐步成為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施。供熱是直接關(guān)系公眾利益的基礎(chǔ)性公共事業(yè)，在城市發(fā)展歷程中充分發(fā)揮了城市基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)功能，在促進(jìn)生產(chǎn)、環(huán)境治理和保障居民正常工作、生活方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
與城鄉(xiāng)供熱發(fā)展和市場(chǎng)化的客觀環(huán)境相適應(yīng)，供熱正在經(jīng)歷著由福利性、自用性向商品化、市場(chǎng)化的轉(zhuǎn)變過(guò)程。特別是在城市化高速發(fā)展的時(shí)期，供熱已不僅僅是各級(jí)政府在構(gòu)建和諧社會(huì)中必須重視的基本保障性問(wèn)題，同時(shí)也是各級(jí)政府在協(xié)調(diào)城市能源結(jié)構(gòu)、資源利用、環(huán)境建設(shè)、安全保障以及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中必須涉及到的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。
就北京市來(lái)說(shuō)，十二五期間，要求規(guī)劃必須站在建設(shè)世界城市的高度，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展，從促進(jìn)能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展出發(fā)，將發(fā)展與節(jié)能減排相結(jié)合，保障供熱事業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。這就使集中供熱發(fā)展和規(guī)劃面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，要求集中供熱企業(yè)適應(yīng)新的形勢(shì)，對(duì)集中供熱熱源、熱網(wǎng)資源進(jìn)行合理地規(guī)劃，合理利用現(xiàn)有熱源和擬建熱源的供熱能力，以充分發(fā)揮集中供熱優(yōu)越性。本文通過(guò)闡述供熱規(guī)劃領(lǐng)域關(guān)于熱源、熱網(wǎng)等的規(guī)劃建設(shè)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，圍繞建設(shè)人文北京、科技北京、綠色北京理念，提出源、網(wǎng)規(guī)劃建議。

二、關(guān)于規(guī)劃應(yīng)遵循的程序及存在現(xiàn)象
供熱規(guī)劃作為專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，應(yīng)該嚴(yán)格服從于城市總體規(guī)劃。在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照供熱負(fù)荷發(fā)展預(yù)測(cè)，編制合理專(zhuān)項(xiàng)供熱規(guī)劃，包括熱源規(guī)劃、熱網(wǎng)規(guī)劃。因地制宜，研究不同地域供熱方式，但同時(shí)要求總體規(guī)劃也盡量地與城市實(shí)際發(fā)展相符。以下列舉幾種規(guī)劃中存在的現(xiàn)象與大家共同探討：
現(xiàn)象一：對(duì)城市建設(shè)的發(fā)展速度估計(jì)不足。城市基礎(chǔ)熱源、熱網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)相對(duì)落后于城市發(fā)展。熱源供熱能力嚴(yán)重不足，現(xiàn)有熱源處于達(dá)產(chǎn)滿發(fā)狀態(tài)。熱網(wǎng)建設(shè)速度由于多種原因滯后于用戶需求。一些急需用熱地區(qū)，由于路由確定、項(xiàng)目審批、投資等多種因素造成用熱難。在我國(guó)《節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃》中明確提出：熱電聯(lián)產(chǎn)與熱、電分產(chǎn)相比，熱效率提高30%，集中供熱比分散小鍋爐供熱效率高50%，然而這種優(yōu)勢(shì)的發(fā)展、延續(xù)卻被集中供熱熱源的緊張形勢(shì)嚴(yán)重制約了。有關(guān)方面要求根據(jù)擬建有限熱源資源發(fā)展城市集中熱網(wǎng)，甚至不允許預(yù)留分支。但事實(shí)上，城六區(qū)的供熱負(fù)荷需求仍然很旺盛，如新建、改建、擴(kuò)建建筑等等。若把未來(lái)的發(fā)展任務(wù)完全交由小型燃?xì)忮仩t來(lái)承擔(dān)，既是一種高品質(zhì)能源的浪費(fèi)，也是浪費(fèi)土地資源、效率低下的一種供熱方法，而且多熱源聯(lián)網(wǎng)、熱電聯(lián)產(chǎn)的顯著優(yōu)點(diǎn)也未能體現(xiàn)。

現(xiàn)象二：在＊＊建設(shè)過(guò)程中，搞＊＊建設(shè)的設(shè)計(jì)師及專(zhuān)家們，與地下空間的總體規(guī)劃脫節(jié)。好多條＊＊線路的初步設(shè)計(jì)審查、總體方案審查會(huì)議上，專(zhuān)家們只是在如何優(yōu)化＊＊方案上做足文章，能替市政各專(zhuān)業(yè)公司說(shuō)一句話的專(zhuān)家?guī)缀鯖](méi)有，這就造成在下一步項(xiàng)目綜合、設(shè)計(jì)綜合會(huì)議上，暴露出很多問(wèn)題。有的＊＊車(chē)站甚至設(shè)計(jì)零覆土方案，意味著即使占地很小的電信管線都敷設(shè)不了，別提熱力、電力等大管線。要知道，如果幾個(gè)車(chē)站處無(wú)法按照規(guī)劃實(shí)施，極有可能造成整條道路無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)劃。大多數(shù)＊＊車(chē)站都設(shè)計(jì)為占用大的路口大部分空間，留給專(zhuān)業(yè)管線位置空間非常有限。如某＊＊車(chē)站設(shè)計(jì)中，為了避免拆遷和管線改移帶來(lái)的諸多不便，選擇站位占用了幾乎全部路口平面空間。車(chē)站頂板3米多覆土內(nèi)，其他專(zhuān)業(yè)規(guī)劃管線除了要在這狹小的空間布置外，還得避開(kāi)現(xiàn)狀管線，

管線綜合非常困難，而且按照燃?xì)獾葘?zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，與現(xiàn)有建筑物、構(gòu)筑物的安全間距根本滿足不了，違背規(guī)范的設(shè)計(jì)會(huì)簽如何能夠完成？于是會(huì)議陷入僵局，留給管線綜合人員、專(zhuān)業(yè)會(huì)簽人員及規(guī)劃人員一個(gè)無(wú)法完成的車(chē)站設(shè)計(jì)會(huì)簽，這真的是值得我們車(chē)站建設(shè)及設(shè)計(jì)人員反思啊！這樣的＊＊建設(shè)雖然拉動(dòng)了周邊經(jīng)濟(jì)，但是市政配套設(shè)施的不同步發(fā)展，依然不符合大都市發(fā)展的要求標(biāo)準(zhǔn)。
建議充分發(fā)揮集中供熱優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)集中供熱在城市基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)功能，以便其在促進(jìn)生產(chǎn)、環(huán)境治理和保障人民正常工作、生活方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，建議能夠通過(guò)政府引導(dǎo)，使包括＊＊設(shè)計(jì)在內(nèi)的地下空間合理利用，根據(jù)城市發(fā)展需求整體規(guī)劃，合理布局。

三、關(guān)于燃料的思考
為了滿足北京市十六階段大氣治理要求， “十二五”期間，北京市將構(gòu)建安全高效低碳的“1+4+N+X”城市供熱體系，即：1指的是建設(shè)一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定并和發(fā)展匹配的中心大網(wǎng)；4指的是建設(shè)四大燃?xì)鉄犭娭行淖鳛闊峋W(wǎng)主力支撐；N是指利用城區(qū)現(xiàn)狀燃煤鍋爐房改造的空間資源，按照基荷與尖峰1：1的配比適度建設(shè)燃?xì)饧夥邋仩t；并建設(shè)滿足不同組團(tuán)發(fā)展的X個(gè)供熱系統(tǒng)，如能源中心。
“十二五”期間北京市必須面對(duì)的供熱格局是燃料由燃煤改為燃?xì)猓桓囊酝悦簽橹稳剂系母窬帧Ｓ扇細(xì)鈫我荒茉粗危岢杀就瑫r(shí)也加大，而且燃?xì)鈿庠磪s不得不讓人擔(dān)憂。如2010年底采暖季期間日高峰用氣量達(dá)到6000萬(wàn)立方米，小時(shí)高峰用氣量將達(dá)到300萬(wàn)立方米，而現(xiàn)有天然氣門(mén)站有效接收能力為240萬(wàn)立方米/小時(shí)，僅僅依靠外援供氣及陜京三線供氣，運(yùn)行安全保障風(fēng)險(xiǎn)很大。
從能源合理利用及能源保障安全角度出發(fā)，建議有少數(shù)燃油或排放完全達(dá)標(biāo)的燃煤熱源點(diǎn)作為應(yīng)急儲(chǔ)備熱源，這樣才能在應(yīng)對(duì)能源緊張等突發(fā)事件中提高城市風(fēng)險(xiǎn)防范能力。另外，煤的清潔燃燒技術(shù)研究目前也在一些高校及科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行，建議能夠引起重視。作為一種能源利用方式，減小能源利用風(fēng)險(xiǎn)，使整個(gè)城市能源利用更加合理。
四、關(guān)于供熱用戶向外延發(fā)展的思考
隨著＊＊建設(shè)延伸等多種因素拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城中心區(qū)供熱需求相對(duì)飽和，供熱用戶有向外圍延伸趨勢(shì)。遠(yuǎn)郊區(qū)縣等地區(qū)，這些集中熱網(wǎng)不能輻射到的區(qū)域，需有良好運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)的供熱企業(yè)因地制宜制定合理規(guī)劃，建立獨(dú)立的區(qū)域供熱網(wǎng)。熱源及燃料也可有多種形式可以選擇。

根據(jù)北京市“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃，遠(yuǎn)郊區(qū)縣新城部分在基本完成燃煤供熱資源整合后，原則上不再新建燃煤供熱設(shè)施，積極發(fā)展燃?xì)饧捌渌履茉础⒖稍偕茉垂帷Ｐ鲁侨济汗嵩O(shè)施管網(wǎng)有條件的實(shí)現(xiàn)聯(lián)通，提升供熱安全保障水平，燃煤供熱管網(wǎng)附近建設(shè)燃?xì)忮仩t可采取聯(lián)網(wǎng)供熱的方式，降低供熱成本。鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)供熱應(yīng)根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源條件、現(xiàn)狀及規(guī)劃負(fù)荷、發(fā)展速度、經(jīng)濟(jì)水平等因素，采用生物質(zhì)燃料、大型燃煤集中供熱、燃?xì)夤嵊袡C(jī)結(jié)合的方式，有區(qū)別、有重點(diǎn)地推動(dòng)供熱設(shè)施建設(shè)，42個(gè)重點(diǎn)鎮(zhèn)2015年基本普及集中供熱。如此看來(lái)，在十二五規(guī)劃中，關(guān)于城區(qū)以外的區(qū)域供熱方式有了比較明確的指導(dǎo)意見(jiàn)。供熱企業(yè)如何靠自己品牌占領(lǐng)市場(chǎng)？這就要求企業(yè)必須依靠科學(xué)技術(shù)和多年積累的豐富運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，本著節(jié)能、減排、可持續(xù)發(fā)展理念，制定適合市場(chǎng)需求的戰(zhàn)略規(guī)劃，合理規(guī)劃并服務(wù)好各供熱區(qū)域。
根據(jù)常年運(yùn)行管理及大范圍聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用自動(dòng)控制等高新技術(shù)，按熱量需求供熱，推行熱計(jì)量的同時(shí)控制水力失調(diào)等不良現(xiàn)象；采用分布式變頻系統(tǒng)代替現(xiàn)有平衡閥，從根本上達(dá)到節(jié)能目的。大型供熱企業(yè)在當(dāng)前倡導(dǎo)節(jié)能、高效大環(huán)境下，做好行業(yè)領(lǐng)軍，做大做強(qiáng)企業(yè)。但是，存在的問(wèn)題是：政府在推行熱計(jì)量等高新技術(shù)時(shí)，能夠給予供熱運(yùn)行企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)什么樣的支持？包括政策導(dǎo)向、資金支持、法律、法規(guī)的約束力等等。同時(shí)，

建筑物本身在墻體保溫、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、與熱計(jì)量裝置對(duì)接的預(yù)留端是否能夠以規(guī)范形式約束并實(shí)施到位？
同時(shí)，在遠(yuǎn)郊區(qū)縣可以推廣一些新的能源形式，如垃圾焚燒熱電項(xiàng)目、污水源熱泵技術(shù)等推廣。即使是燃煤系統(tǒng)，也可在節(jié)能上做足文章，如成本控制、系統(tǒng)控制、一次網(wǎng)、二次網(wǎng)、熱力站系統(tǒng)節(jié)能改造、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等。

五、關(guān)于供熱網(wǎng)絡(luò)工況的思考
（一）基本要求
建議把熱網(wǎng)的水力工況模擬計(jì)算結(jié)果作為規(guī)劃的理論基礎(chǔ)。不僅要考慮接入用戶時(shí)管網(wǎng)能夠提供給用戶的資用壓頭和流量，而且還應(yīng)考慮在接入用戶以后對(duì)整個(gè)管網(wǎng)工況的影響。如果熱網(wǎng)較龐大時(shí)，需借助計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行熱網(wǎng)水力工況模擬計(jì)算。
在供熱系統(tǒng)的規(guī)劃、控制等方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了深入的研究和探索。筆者認(rèn)為，無(wú)論采用何種設(shè)計(jì)，都應(yīng)滿足以下要求：
1.可及性要求。達(dá)到熱用戶要求的流量和資用壓頭。不僅對(duì)于設(shè)計(jì)工況，而且對(duì)所有運(yùn)行工況。
2.可靠性要求。當(dāng)系統(tǒng)中局部出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)能保證其他用戶的基本要求。
3.經(jīng)濟(jì)性要求。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)形式的選擇、結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度方式的規(guī)劃，使得系統(tǒng)總體的經(jīng)濟(jì)性趨于合理。
4.可調(diào)性要求。供熱輸配系統(tǒng)各回路之間存在密切的相互關(guān)系和相互作用，這一問(wèn)題必須在規(guī)劃、設(shè)計(jì)時(shí)引起重視，并采取合理、可靠的規(guī)劃措施，提高系統(tǒng)利用率及穩(wěn)定性。
要滿足以上要求，必須應(yīng)用流體網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)，對(duì)供熱輸配系統(tǒng)水力工況、熱力工況進(jìn)行合理的研究和分析，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，本著節(jié)能的目的，結(jié)合變頻技術(shù)和相關(guān)控制理論，得出正確的設(shè)計(jì)方法，用于指導(dǎo)實(shí)際。
（二）流體網(wǎng)絡(luò)基本理論
在模擬計(jì)算熱網(wǎng)水力工況時(shí)，首先應(yīng)對(duì)現(xiàn)況熱網(wǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析其流量分布和壓力分布，找出最不利的工況點(diǎn)和最不利環(huán)路，并繪制整個(gè)熱網(wǎng)的水壓圖。結(jié)合近遠(yuǎn)期用戶發(fā)展情況，合理作出擬建熱源和必要熱網(wǎng)聯(lián)通線的規(guī)劃建設(shè)方案。
水力計(jì)算基本理論公式如下：
?誗基爾霍夫電流定律（KCL）：對(duì)任何集中參數(shù)（與位置無(wú)關(guān)的）網(wǎng)絡(luò)，所有流入或流出任一節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。
對(duì)于不可壓縮的流體網(wǎng)絡(luò)，由于質(zhì)量守恒規(guī)律，所有流入或流出任一節(jié)點(diǎn)的流量的代數(shù)和為零。
?誗基爾霍夫電壓定律（KVL）：對(duì)任何集中參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的任何回路，其電壓降的代數(shù)和為零。
沿流體網(wǎng)絡(luò)中的任何回路，其壓力降的代數(shù)和為零。
?誗特蘭根定理 集中參數(shù)網(wǎng)絡(luò)具有N+1個(gè)節(jié)點(diǎn)與B條支路，設(shè)V與i給定為
Vb＝（■，■，……，V■■）T(1-1)
ib＝（■，■，……，i■■）T(1-2)
式中■表示支路bk的端電壓，■表示通過(guò)支路bk的電流，k=1，2，…，B，則：
■■■=0(1-3)
特蘭根定理在物理上的解釋為功率守恒，任一給定集中參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的各支路所吸收或提供的功率之和均為零。即在每一瞬間，網(wǎng)絡(luò)中的有源元件所提供的功率完全被該網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)源元件所吸收。
對(duì)于流體網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，特蘭根定理解釋為： ■HkGk=0(1-4)
其中Hk為支路壓降，Gk為支路流量。即在每一瞬間，網(wǎng)絡(luò)中的有源元件—水泵提供的能量完全被網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)源元件—管段、閥門(mén)等消耗。
（三）以模擬水力工況資料為規(guī)劃依據(jù)
基于以上基本理論，供熱企業(yè)需針對(duì)不同區(qū)域的用戶發(fā)展需求，運(yùn)用水力計(jì)算軟件進(jìn)行水力工況模擬計(jì)算，并參照模擬計(jì)算及繪制的水壓圖，合理規(guī)劃源、網(wǎng)等，做到結(jié)合整個(gè)城市發(fā)展需求，合理布局熱源；結(jié)合負(fù)荷分布特點(diǎn)，正確規(guī)劃熱網(wǎng)，有效彌補(bǔ)現(xiàn)有熱網(wǎng)不足，合理設(shè)計(jì)新建熱網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用資源，節(jié)約、高效地按規(guī)劃發(fā)展城市熱網(wǎng)。在集中供熱熱網(wǎng)輻射不到的區(qū)域，可以采用區(qū)域網(wǎng)集中供熱方式，有效利用能源，拓展市場(chǎng)。
另外，本著節(jié)能、高效原則，改變傳統(tǒng)資用壓頭供給方式，采用分布式變頻系統(tǒng)，節(jié)能效果與調(diào)節(jié)工況能力非常顯著。目前在新疆、山東萊州等地已有試點(diǎn)工程。
盡量做到熱量、流量“按需分配”，需要多少就給多少，避免能源浪費(fèi)。并在熱源緊缺時(shí)，

做到最大限度地利用現(xiàn)有資源。

六、結(jié) 論
2011年是十二五的開(kāi)局之年，對(duì)于供熱企業(yè)來(lái)說(shuō)，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，需要把握機(jī)會(huì)，敏銳地占領(lǐng)市場(chǎng)，同時(shí)積極推動(dòng)供熱技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步，制定合理戰(zhàn)略型供熱規(guī)劃。好的總體規(guī)劃和地下空間合理布局是基礎(chǔ)，供熱企業(yè)自身規(guī)劃制定是否合理也將直接影響到未來(lái)企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況及發(fā)展規(guī)模。企業(yè)應(yīng)在充分估計(jì)未來(lái)供熱發(fā)展需求、掌握詳實(shí)的供熱市場(chǎng)前提下，根據(jù)城市建設(shè)總體規(guī)劃，面對(duì)不斷增加的供熱需求和用熱性質(zhì)不同的報(bào)裝用戶，作出合理的戰(zhàn)略部署。同時(shí)，要改變供熱發(fā)展的傳統(tǒng)思想，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)，提高熱能利用率，使集中供熱系統(tǒng)在節(jié)約能源、治理環(huán)境、減少污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善人民生活等方面發(fā)揮更大的作用。
 
參考文獻(xiàn)
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