【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（ CJJ28281989 ）， 1990 年頒布了《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CJJ341990 ）。此后，不斷完善制定相應(yīng)配套設(shè)計(jì)法規(guī)文件，對(duì)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(dá) 億㎡，城鎮(zhèn)供熱面積中住宅面積約占 60%以上。 我國(guó)是能源消耗大國(guó)，在能源消耗結(jié)構(gòu)中，煤炭約占總能耗的 75％。供熱、通風(fēng)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(zhǎng)。因此，供熱工程的發(fā)展，在消耗能源的同時(shí)也間接的對(duì)環(huán)境造成污染。生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)和社會(huì)均衡發(fā)展是當(dāng)前的全球環(huán)境問題之一。 新中國(guó)成立以來，供熱事業(yè)的發(fā)展對(duì)發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)、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(jiān)持集中供熱為主，多種方式互為補(bǔ) 充，大力開發(fā)和利用太陽(yáng)能、地?zé)岬瓤稍偕茉春颓鍧嵞茉础Ｊ逡?guī)劃以來，按照全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求，以提高能源利用為核心、以節(jié)能為重點(diǎn)，大力實(shí)施了城鎮(zhèn)供熱體制改革。推動(dòng)了建筑節(jié)能和供暖系統(tǒng)的節(jié)能，新建住宅基本實(shí)現(xiàn)節(jié)能 50%的目標(biāo)。 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(shè)備組成的一個(gè)熱力系統(tǒng)，其主要任務(wù)是生產(chǎn)和供給熱媒。 當(dāng)集中供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)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(shè)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?zé)峒泄嵯到y(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(jī)排汽或從汽輪機(jī)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(shí)不可能與大型發(fā)電廠在同等起路線上“競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的。熱電廠裝機(jī)容量受熱負(fù)荷大 小、性質(zhì)等制約，機(jī)組規(guī)模要比目前火電廠的主力機(jī)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(shè)鍋爐容量以備用，水處理量也大。熱電廠必須靠近熱負(fù)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(shí)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(jī)組 (熱效率達(dá) 40％ )還要高得多。 供熱汽輪機(jī)是熱電廠實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)過程中的關(guān)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(jī)是排氣壓力高于大氣壓力的供熱汽輪機(jī)。抽汽式汽輪機(jī)是從汽輪機(jī)中間抽汽供熱的汽輪機(jī)。 (1)背壓式汽輪機(jī)的發(fā)電功率是由通過汽輪機(jī)的蒸汽量決定的，而通過背壓式汽輪機(jī)的蒸汽量決定于熱用戶熱負(fù)荷的大小，所以背壓式汽輪機(jī)的發(fā)電功率受用戶熱負(fù)荷的制 約，不能分別地獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)。因而限制了背壓式汽輪機(jī)供熱系統(tǒng)只適用于用戶熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)。 (2)抽汽式供熱汽輪機(jī)上有多個(gè)抽汽口，其中多數(shù)不可調(diào)節(jié)，它的抽汽量是隨汽輪機(jī)的負(fù)荷變化的。雙抽式供熱汽輪機(jī)有兩個(gè)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(jī)負(fù)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(jī)的發(fā)電功率是由通過汽輪機(jī)的蒸汽量決定的，而通過背壓式汽輪機(jī)的蒸汽量決定于熱用戶熱負(fù)荷的大小，所以背壓式汽輪機(jī)的發(fā)電功率受用 戶熱負(fù)荷的制約，不能分別地獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)。因而限制了背壓式汽輪機(jī)供熱系統(tǒng)只適用于用戶熱負(fù)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(shè)熱電廠的投資比較高，建設(shè)周期也較長(zhǎng)。 圖 1雙抽汽式汽輪機(jī)供熱輪機(jī)供熱系統(tǒng)示意圖 區(qū)域鍋爐房 在鍋爐房中設(shè)置蒸汽鍋爐或熱水鍋爐作為熱源，向一個(gè)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(duì)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(diǎn)： 13 (１）區(qū)域鍋爐房供熱設(shè)備比較簡(jiǎn)單，建廠條件要求不高，投資較低，易于實(shí)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(shè)備的需求而選定的，比較簡(jiǎn)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(shè)周期短，易于與城市建設(shè)同步進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于局部鍋爐房的熱效率。 基于上述特點(diǎn)，區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)目前在我國(guó)發(fā)展 集中供熱事業(yè)過程中占有相當(dāng)重要的地位。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，調(diào)峰區(qū)域鍋爐房與熱電廠相結(jié)合的集中供熱系統(tǒng)，可以使熱電廠的運(yùn)行達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)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(shè)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(yīng)生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，同時(shí)也可供應(yīng)供暖、通風(fēng)以及熱水供應(yīng)熱負(fù)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(shè)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(fēng)熱負(fù)荷較大的場(chǎng)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(shè)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(shè)備中排出的可燃?xì)怏w、工業(yè)爐中排出的高溫?zé)煔?、工業(yè)設(shè)備中蒸發(fā)出來的蒸汽以及動(dòng)力設(shè)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(shè)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(diǎn)： （ 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(dòng)較大，與外界的熱負(fù)荷無直接關(guān)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(shí)，往往需要加添熱能轉(zhuǎn)換裝置，或直接利用時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)載能體適當(dāng)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(duì)載能體的特點(diǎn)，設(shè)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?fàn)t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(gè)重要途徑。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)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(guān)于集中供熱系統(tǒng)中利用工業(yè)余熱作熱源的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)問題，還有待于進(jìn)一步研究和實(shí)踐。 地?zé)崾堑責(zé)豳Y源的簡(jiǎn)稱，通常指能夠經(jīng)濟(jì)地為人類所利用的地球內(nèi)部的熱資源。地?zé)豳Y源是一種典型的清潔 能源，同時(shí)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(yùn)藏著巨大的熱水庫(kù)。據(jù)科學(xué)家推算，地殼內(nèi)地?zé)崴s有 1億 km3 ，相當(dāng)?shù)厍蛏先亢Ｋ偭康?10%。我國(guó)的地?zé)豳Y源非常豐富，在我國(guó)大陸地區(qū)地?zé)豳Y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?zé)崮苤苯佑糜诩泄嵯到y(tǒng)是僅次于地?zé)岚l(fā)電的地?zé)崂梅绞健? 地?zé)崮艿姆诸悾旱責(zé)崮馨雌湓诘叵碌馁A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?zé)崮苁堑責(zé)崴? 地?zé)崴岬膬?yōu)點(diǎn)：利用 地?zé)崴崤c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(diǎn)。 地?zé)崴姆诸悾? (1)根據(jù)地?zé)崴疁囟鹊牟煌?，地?zé)崴煞譃椋旱蜏厮?t40℃）；中溫水（ t=40～60℃）；高溫水（ t=60～ 100℃）；過熱水（ t100℃）。 (2)根據(jù)化學(xué)成分不同，地?zé)崴煞譃椋簤A性水和酸性水。 (3)根據(jù)礦物質(zhì)含量，地?zé)崴煞譃椋撼ê}量低于 ）；鹽水（含鹽量大于 35g/L）。 作為供熱的熱源，地?zé)崴哂幸韵碌囊恍┨攸c(diǎn)： (1)在不同條件 下，地?zé)崴膮?shù)（溫度、壓力）及成分會(huì)有很大的差別。地?zé)崴某煞滞怯懈g性的，因而必須注意預(yù)防在傳熱表面和管路上發(fā)生腐蝕和沉積。 (2)地?zé)崴膮?shù)與熱負(fù)荷無關(guān)。對(duì)于一個(gè)具體的水井，地?zé)崴臏囟葞缀跏侨瓴蛔兊?，地?zé)崴膮?shù)不能適應(yīng)熱負(fù)荷變化的特性，使得利用地?zé)崮艿墓嵯到y(tǒng)變得復(fù)雜。 (3)一次性利用。地?zé)崴疅崮鼙焕煤笸ǔ＞鸵粡U棄。為了最大限度的利用其能位，就要采用分級(jí)利用地?zé)崴疅崮艿臒崮芾梅绞剑沟孟到y(tǒng)復(fù)雜和費(fèi)用增大。 開采深層地?zé)崴畬?duì)地面沉降的影響雖不象淺層水那么嚴(yán)重，但應(yīng)引起 重視。從保護(hù)地?zé)豳Y源和防止地面沉降考慮，地?zé)豳Y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(biāo)。統(tǒng)一規(guī)劃，嚴(yán)格控制井位、井?dāng)?shù)、井距和開采強(qiáng)度，有計(jì)劃有步驟地科學(xué)開發(fā)利用，才能更好地發(fā)揮地?zé)豳Y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(diǎn)是可解決城市能源供應(yīng)、減輕運(yùn)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(yīng)堆工作參數(shù)高 ,必須按照核電廠選址規(guī)程建在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地點(diǎn)，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(guó)能得到發(fā)展應(yīng)用。 熱泵是可以用作集中供熱系統(tǒng)輔助熱源的一種設(shè)備。其工作原理與制冷機(jī)相類似，主要是靠機(jī)械能、電能或其他能量的作用，把低溫?zé)嵩吹哪芪惶岣叩娇杀还嵯到y(tǒng)利用的能位水平。 熱泵是以低溫?zé)嵩磁懦龅臒崃孔鳛楣釤嵩础２捎脽岜霉釤嵩淳哂忻黠@的節(jié)能效果。與鍋爐房供熱系統(tǒng)相比，（對(duì)熱泵系統(tǒng)，發(fā) 電效率為η =；熱泵效率系數(shù) COP=；對(duì)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(jì)效益和社會(huì)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(yáng)能熱源與常規(guī)能源相比較，太陽(yáng)能資源優(yōu)點(diǎn)很多，同時(shí)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(gè)方面。 (１ )數(shù)量巨大：每年達(dá)到地表面的太陽(yáng)能輻射能約為 130 萬(wàn)億 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，即為目前全世界所消費(fèi)的各種能量總和的 20200 倍。 (２ )時(shí)間長(zhǎng)久：根據(jù)天文學(xué)的研究結(jié)果可知，太陽(yáng)系已存在大約 150 億年左右。根據(jù)目前太陽(yáng)輻射的總功率以及太陽(yáng)上氫的總含量進(jìn)行估算，尚可繼續(xù)維持1000 億年之久。對(duì)于人類存在的年代來說可以認(rèn)為是“取之不盡，用之不竭”的。 (３ )普照大地：太陽(yáng)輻射能“送貨上門”，既不需要開采和挖掘，也不需要運(yùn)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(yáng)能素有“潔凈能源”和“安全能源”之稱。它不僅毫無污染， 遠(yuǎn)比常規(guī)能源清潔；也毫無危險(xiǎn)，遠(yuǎn)比原子核能安全。 (5)雖然太陽(yáng)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(diǎn)，致使目前還不能或至少是不容易與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。但是由于太陽(yáng)能資源具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是太陽(yáng)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 國(guó)內(nèi)實(shí)踐證明，太陽(yáng)能利用中最先實(shí)用化的是太陽(yáng)能供熱水和太陽(yáng)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(gè)重要原因是：近年來隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全國(guó)總能耗量的增加迅速 ，其結(jié)果導(dǎo)致環(huán)境的嚴(yán)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(shì)在必行。目前從工程實(shí)用來看，太陽(yáng)能能夠主要用于單棟建筑物供暖或熱水供應(yīng)上。 （ 本章內(nèi)容摘錄于 《 供熱工程 》 ，田玉卓等，機(jī)械工業(yè)出版社 ） 第 四 章 BF30a 熱水鍋爐防腐阻垢技術(shù) 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進(jìn)程的加快，與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的工業(yè)鍋爐及熱水鍋爐采暖系統(tǒng)規(guī)模也快速增長(zhǎng)。由于鍋爐水處理技術(shù)水平的限制等原因，目前工業(yè)鍋爐普遍存在腐蝕結(jié)垢問題，導(dǎo)致鍋爐壽命縮短，維護(hù)及運(yùn)行成本上升。 “ 國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的專家”北京化工大學(xué)魏剛教 授，根據(jù)工業(yè)鍋爐腐蝕結(jié)垢規(guī)律，利用“協(xié)同作用”原理首創(chuàng) BF30a 鍋爐水處理技術(shù)。突破了把鍋爐運(yùn)