【文章內(nèi)容簡介】 熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》（ CJJ28281989 ）， 1990 年頒布了《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》（ CJJ341990 ）。此后，不斷完善制定相應配套設計法規(guī)文件，對供熱事業(yè)的發(fā)展起到了保證作用。截止到 2020 年，城鎮(zhèn)供熱面 積達 億㎡，城鎮(zhèn)供熱面積中住宅面積約占 60%以上。 我國是能源消耗大國，在能源消耗結構中，煤炭約占總能耗的 75％。供熱、通風是能源消耗大戶。供熱事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展意味著資源持續(xù)利用、 也意味著不可再生能源消耗的增長。因此，供熱工程的發(fā)展，在消耗能源的同時也間接的對環(huán)境造成污染。生態(tài)環(huán)境得到保護和社會均衡發(fā)展是當前的全球環(huán)境問題之一。 新中國成立以來，供熱事業(yè)的發(fā)展對發(fā)展我國經(jīng)濟、提高人民生活水平和改善環(huán)境發(fā)揮了重要作用。優(yōu)化配置城鎮(zhèn)供熱資源，堅持集中供熱為主，多種方式互為補 充，大力開發(fā)和利用太陽能、地熱等可再生能源和清潔能源。十五規(guī)劃以來，按照全面落實科學發(fā)展觀，構建節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，以提高能源利用為核心、以節(jié)能為重點，大力實施了城鎮(zhèn)供熱體制改革。推動了建筑節(jié)能和供暖系統(tǒng)的節(jié)能，新建住宅基本實現(xiàn)節(jié)能 50%的目標。 集中供熱的熱源及類型 集中供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三大部分組成。熱源：熱源是泛指能從中吸取熱量的任何物質(zhì)、裝置或天然能源。如區(qū)域鍋爐房和熱電廠等。熱網(wǎng)：由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)。熱用戶：集中供熱系統(tǒng)利用熱能的用戶 。 集中供熱系的熱源是供熱系統(tǒng)中的重要組成部分，它是由管道和設備組成的一個熱力系統(tǒng)，其主要任務是生產(chǎn)和供給熱媒。 當集中供熱系統(tǒng)的設計熱負荷、熱媒種類及其參數(shù)確定之后，就需要正確地選定熱源型式、熱源的熱力系統(tǒng)及其設備。因此目前，集中供熱系統(tǒng)主要按照熱源種類分類：分為區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)、熱電廠集中供熱系統(tǒng)、工業(yè)余熱集中供熱系統(tǒng)、地熱集中供熱系統(tǒng)等。 熱電廠 火力發(fā)電廠在生產(chǎn)電能的過程中，利用汽輪機排汽或從汽輪機中間抽出一部分蒸汽提供給供熱系統(tǒng)以滿足生產(chǎn)和生活的需要， 我們把這種聯(lián)合生產(chǎn)、供給熱能和電能的火力發(fā)電廠稱為熱電廠。 熱電廠由于客觀事實不可能與大型發(fā)電廠在同等起路線上“競價上網(wǎng)”的。熱電廠裝機容量受熱負荷大 小、性質(zhì)等制約，機組規(guī)模要比目前火電廠的主力機組小很多。熱電廠由于既發(fā)電又供熱，鍋爐容量大于同規(guī)?；痣姀S。熱電廠必須比一般火電廠多增設鍋爐容量以備用，水處理量也大。熱電廠必須靠近熱負荷中心，往往又是人口密集區(qū)的城鎮(zhèn)中心，其用水、征地、拆遷、環(huán)保要求等均大大高于同容量火電廠，同時還建熱力管網(wǎng)。 熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽沒有 冷源損失 ，所以能將熱效率提高到 85％，比大型凝汽式機組 (熱效率達 40％ )還要高得多。 供熱汽輪機是熱電廠實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)過程中的關鍵裝置，大體可分為背壓式和 12 抽汽式兩大類。背壓式汽輪機是排氣壓力高于大氣壓力的供熱汽輪機。抽汽式汽輪機是從汽輪機中間抽汽供熱的汽輪機。 (1)背壓式汽輪機的發(fā)電功率是由通過汽輪機的蒸汽量決定的，而通過背壓式汽輪機的蒸汽量決定于熱用戶熱負荷的大小，所以背壓式汽輪機的發(fā)電功率受用戶熱負荷的制 約，不能分別地獨立進行調(diào)節(jié)。因而限制了背壓式汽輪機供熱系統(tǒng)只適用于用戶熱負荷比較穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)。 (2)抽汽式供熱汽輪機上有多個抽汽口，其中多數(shù)不可調(diào)節(jié)，它的抽汽量是隨汽輪機的負荷變化的。雙抽式供熱汽輪機有兩個可調(diào)節(jié)抽汽口。由于它的抽汽量可以調(diào)節(jié)使其不隨汽輪機負荷改變而變化，所以既可以保證供汽量隨著用戶的要求而變化，又可以保證在一定范圍內(nèi)不影響發(fā)電量。 (3)背壓式汽輪機的發(fā)電功率是由通過汽輪機的蒸汽量決定的，而通過背壓式汽輪機的蒸汽量決定于熱用戶熱負荷的大小，所以背壓式汽輪機的發(fā)電功率受用 戶熱負荷的制約，不能分別地獨立進行調(diào)節(jié)。因而限制了背壓式汽輪機供熱系統(tǒng)只適用于用戶熱負荷比較穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)。 總之，以熱電廠為熱源采用熱電聯(lián)產(chǎn)的方式可以有效提高熱能利用率，節(jié)約燃料，減少有害物排放量，供熱范圍比較大。但是，建設熱電廠的投資比較高，建設周期也較長。 圖 1雙抽汽式汽輪機供熱輪機供熱系統(tǒng)示意圖 區(qū)域鍋爐房 在鍋爐房中設置蒸汽鍋爐或熱水鍋爐作為熱源，向一個較大區(qū)域提供加熱的系統(tǒng)，稱為區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)。相對于熱電廠等其它熱源的供熱系統(tǒng)，區(qū)域鍋爐房集中 供熱系統(tǒng)具有以下特點： 13 (１）區(qū)域鍋爐房供熱設備比較簡單，建廠條件要求不高，投資較低，易于實現(xiàn)。 (２）以區(qū)域鍋爐房為熱源的集中供熱系統(tǒng)，供熱范圍可大可小，比較靈活。 (３）區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)熱媒的種類及其參數(shù)，主要是根據(jù)熱用戶用熱設備的需求而選定的，比較簡便。 (４）供熱管網(wǎng)施工安裝工程量較小，工期短，見效快。 (５）系統(tǒng)建設周期短，易于與城市建設同步進行。 (６）區(qū)域鍋爐房熱效率低于熱電廠的熱能利用效率，但遠遠高于局部鍋爐房的熱效率。 基于上述特點，區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)目前在我國發(fā)展 集中供熱事業(yè)過程中占有相當重要的地位。 根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，調(diào)峰區(qū)域鍋爐房與熱電廠相結合的集中供熱系統(tǒng)，可以使熱電廠的運行達到最佳經(jīng)濟效益。 (1)蒸汽鍋爐房： 為集中供熱系統(tǒng)生產(chǎn)和供給熱媒的蒸汽鍋爐及其附屬設備稱為蒸汽鍋爐房。以蒸汽鍋爐房為熱源的集中供熱系統(tǒng)稱為蒸汽鍋爐房集中供熱系統(tǒng)。蒸汽鍋爐房普遍用于工礦企業(yè)中供應生產(chǎn)工藝熱負荷，同時也可供應供暖、通風以及熱水供應熱負荷。 (2)熱水鍋爐房 為熱水集中供熱系統(tǒng)生產(chǎn)和供給熱媒的熱水鍋爐及 其附屬設備稱為熱水鍋爐房。以熱水鍋爐房為熱源的集中供熱系統(tǒng)稱為熱水鍋爐房集中供熱系統(tǒng)。熱水鍋爐房大多用于城市區(qū)域或街區(qū)的供暖，或用于工礦企業(yè)中供暖通風熱負荷較大的場合。 近幾年來發(fā)展較快。 集中供熱系統(tǒng)的其他熱源 工業(yè)余熱通常指的是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品和排放物料所含的熱以及設備散發(fā)出來的熱。 可回收和利用的工業(yè)余熱根據(jù)其載體不同通常分為三大類：①氣態(tài)余熱。如化工設備中排出的可燃氣體、工業(yè)爐中排出的高溫煙氣、工業(yè)設備中蒸發(fā)出來的蒸汽以及動力設備中 排出的乏汽等所含熱量；②液態(tài)余熱。如從工業(yè)爐或其它設備排出的冷卻水等所含熱量；③固態(tài)余熱。如高溫焦炭、各種金屬的鑄錠或熔渣所帶有的物理熱等。 工業(yè)余熱的特點： （ 1）工藝余熱的數(shù)量和參數(shù)直接受生產(chǎn)工藝影響，波動較大，與外界的熱負荷無直接關系。 （ 2）大多數(shù)工業(yè)余熱的載能體都屬于高溫和非潔凈的載能體，利用這能量時，往往需要加添熱能轉換裝置，或直接利用時，應考慮對載能體適當潔凈的問題。 （ 3）工業(yè)余熱在較大工礦企業(yè)中較大量地存在、多種多樣，因此，要針對載能體的特點，設置合適的余熱利用裝置。 利用工業(yè)余熱的方法： （ 1）利用蒸汽鍛錘廢汽的供熱系統(tǒng) （ 2）焦爐冷卻水的供熱系統(tǒng) 14 （ 3）閃蒸循環(huán)系統(tǒng) （ 4）中間介質(zhì)法 工業(yè)余熱利用是節(jié)約能源的一個重要途徑。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前許多大中型工礦企業(yè)中還存在著大量的工業(yè)余熱未被利用，被利用的部分，大多都用在企業(yè)內(nèi)部的供熱系統(tǒng)中。關于集中供熱系統(tǒng)中利用工業(yè)余熱作熱源的技術經(jīng)濟評價問題，還有待于進一步研究和實踐。 地熱是地熱資源的簡稱，通常指能夠經(jīng)濟地為人類所利用的地球內(nèi)部的熱資源。地熱資源是一種典型的清潔 能源，同時它也被稱為 “綠色能源”和“可再生能源”。在地球的最外層 —— 地殼（平均厚度 33km）中蘊藏著巨大的熱水庫。據(jù)科學家推算，地殼內(nèi)地熱水約有 1億 km3 ，相當?shù)厍蛏先亢Ｋ偭康?10%。我國的地熱資源非常豐富，在我國大陸地區(qū)地熱資源分布豐富的地區(qū)有西藏、云南、廣東、河北、天津、北京等地。 將地熱能直接用于集中供熱系統(tǒng)是僅次于地熱發(fā)電的地熱利用方式。 地熱能的分類：地熱能按其在地下的貯存形式分為：蒸汽、熱水、干熱巖體、地壓、巖漿。目前開采和利用最多的地熱能是地熱水。 地熱水供熱的優(yōu)點：利用 地熱水供熱與其他熱源供熱相比具有節(jié)省礦物燃料和不造成城市大氣污染的特殊優(yōu)點。 地熱水的分類： (1)根據(jù)地熱水溫度的不同，地熱水可分為：低溫水（ t40℃）；中溫水（ t=40～60℃）；高溫水（ t=60～ 100℃）；過熱水（ t100℃）。 (2)根據(jù)化學成分不同，地熱水可分為：堿性水和酸性水。 (3)根據(jù)礦物質(zhì)含量，地熱水可分為：超淡水（含鹽量低于 ）；鹽水（含鹽量大于 35g/L）。 作為供熱的熱源，地熱水具有以下的一些特點： (1)在不同條件 下，地熱水的參數(shù)（溫度、壓力）及成分會有很大的差別。地熱水的成分往往是有腐蝕性的，因而必須注意預防在傳熱表面和管路上發(fā)生腐蝕和沉積。 (2)地熱水的參數(shù)與熱負荷無關。對于一個具體的水井，地熱水的溫度幾乎是全年不變的，地熱水的參數(shù)不能適應熱負荷變化的特性，使得利用地熱能的供熱系統(tǒng)變得復雜。 (3)一次性利用。地熱水熱能被利用后通常就要被廢棄。為了最大限度的利用其能位，就要采用分級利用地熱水熱能的熱能利用方式，使得系統(tǒng)復雜和費用增大。 開采深層地熱水對地面沉降的影響雖不象淺層水那么嚴重，但應引起 重視。從保護地熱資源和防止地面沉降考慮，地熱資源的開采要合理規(guī)劃井群布局，做好開采層位的調(diào)整，控制每眼井開采指標。統(tǒng)一規(guī)劃，嚴格控制井位、井數(shù)、井距和開采強度，有計劃有步驟地科學開發(fā)利用，才能更好地發(fā)揮地熱資源的作用。 定義：核能供熱是以核裂變產(chǎn)生的能量為熱源的城市集中供熱方式。 15 優(yōu)點是可解決城市能源供應、減輕運輸壓力、消除燒煤造成的環(huán)境污染。 方式：核熱電站供熱方式和低溫供熱堆供熱方式。 核熱電站反應堆工作參數(shù)高 ,必須按照核電廠選址規(guī)程建在遠離居民區(qū)的地點，從而使其供熱條件在一定程度上受到限制。 低溫供熱堆的壓力參數(shù)較低，一般為 1～ 2Mpa，從安全角度，可能建造在城市近郊，因而，低溫核供熱堆用作城市集中供熱的熱源，今后在我國能得到發(fā)展應用。 熱泵是可以用作集中供熱系統(tǒng)輔助熱源的一種設備。其工作原理與制冷機相類似，主要是靠機械能、電能或其他能量的作用，把低溫熱源的能位提高到可被供熱系統(tǒng)利用的能位水平。 熱泵是以低溫熱源排出的熱量作為供熱熱源。采用熱泵供熱熱源具有明顯的節(jié)能效果。與鍋爐房供熱系統(tǒng)相比，（對熱泵系統(tǒng)，發(fā) 電效率為η =；熱泵效率系數(shù) COP=；對鍋爐房系統(tǒng)，鍋爐效率η =）其節(jié)能效果約為 26％，減少向城市的排熱量約為 74％?？傊?，熱泵供熱系統(tǒng)不僅節(jié)能，而且能改善環(huán)境具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。熱泵系統(tǒng)已逐步地被人們接受。今后開發(fā)和利用熱泵供熱系統(tǒng)熱源用于集中供熱具有廣闊的商景。 太陽能熱源與常規(guī)能源相比較，太陽能資源優(yōu)點很多，同時又都是一般常規(guī)能源所不能比擬的，概括起來有以下四個方面。 (１ )數(shù)量巨大：每年達到地表面的太陽能輻射能約為 130 萬億 t 標準煤，即為目前全世界所消費的各種能量總和的 20200 倍。 (２ )時間長久：根據(jù)天文學的研究結果可知，太陽系已存在大約 150 億年左右。根據(jù)目前太陽輻射的總功率以及太陽上氫的總含量進行估算，尚可繼續(xù)維持1000 億年之久。對于人類存在的年代來說可以認為是“取之不盡，用之不竭”的。 (３ )普照大地：太陽輻射能“送貨上門”，既不需要開采和挖掘，也不需要運輸；普天之下，無論大陸或海洋，無論高山或島嶼，開發(fā)和利用都極為方便。 (４ )清潔安全：太陽能素有“潔凈能源”和“安全能源”之稱。它不僅毫無污染， 遠比常規(guī)能源清潔；也毫無危險，遠比原子核能安全。 (5)雖然太陽能也存在分散性，間斷性和不穩(wěn)定性以及效率低和成本高等缺點，致使目前還不能或至少是不容易與常規(guī)能源相競爭。但是由于太陽能資源具有上述諸多優(yōu)點，特別是太陽能是“取之不盡，用之不竭”的，而且是潔凈的優(yōu)質(zhì)可再生能源，如能合理利用，必將取得巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。 國內(nèi)實踐證明，太陽能利用中最先實用化的是太陽能供熱水和太陽能供暖。其原因之一是它們所需要的集熱溫度不太高（ 40～ 60℃），另一個重要原因是：近年來隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全國總能耗量的增加迅速 ，其結果導致環(huán)境的嚴重污染和常規(guī)能源的短缺。因此，節(jié)約常規(guī)能源和開發(fā)利用可再生能源勢在必行。目前從工程實用來看，太陽能能夠主要用于單棟建筑物供暖或熱水供應上。 （ 本章內(nèi)容摘錄于 《 供熱工程 》 ，田玉卓等，機械工業(yè)出版社 ） 第 四 章 BF30a 熱水鍋爐防腐阻垢技術 隨著我國城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進程的加快，與生產(chǎn)生活密切相關的工業(yè)鍋爐及熱水鍋爐采暖系統(tǒng)規(guī)模也快速增長。由于鍋爐水處理技術水平的限制等原因，目前工業(yè)鍋爐普遍存在腐蝕結垢問題，導致鍋爐壽命縮短，維護及運行成本上升。 “ 國家級有突出貢獻的專家”北京化工大學魏剛教 授，根據(jù)工業(yè)鍋爐腐蝕結垢規(guī)律，利用“協(xié)同作用”原理首創(chuàng) BF30a 鍋爐水處理技術。突破了把鍋爐運