热力工程-课件-咨询师继续教育

热力篇的篇前语

在我国，热力行业受俄罗斯影响较大，供热制度、供热模式、学科设置是参照前苏联的体系建立的。前苏联影响较大的学术著作，例如柯比约夫的《供热学》、索柯诺夫的《热化与热力网》、约宁的《供热学》等，上述著作构成了我国供热行业的理论基础。

热力行业涉及四个专业：热能动力（即热机），电力系统与自动化（即电气）、建筑环境与能源应用工程（即暖通）和技术经济。在上述专业中，热能动力专业负责汽机和热网首站的设计，建筑环境与能源应用工程专业负责热网和热用户的设计。

专业三名称：暖通、建筑环境与设备工程、建筑环境与能源应用工程，老八校。专业发展趋势：向外、区域、综合、大能源。

由于PM2.5等环境问题，电力行业已有以下几点基本共识：

（1）从2003年至今，火力发电行业以容量扩张为主的发展模式不可持续，建设的黄金发展期已基本结束。

（2）煤电将在相当时期是主要的，但占比将逐年降低。

（3）控制燃煤发电总量，在敏感地区控制建设纯凝电厂，积极发展热电联产三点将是今后相当一段时间火力发电行业发展的主旋律。

（4）火力发电行业将以“节能、环保、安全、经济”为核心开展技改（包括供热改造）工作，需要精耕细作。

（5）集中供热和热电联产将是以后电力行业重要的发展方向之一，极应总结经验、确立研究方向、早日解决存在的问题。特点：多行业（市政电力）、多专业（机暖技经）、涉及技术政策管理。集中供热、热电联产建设工作分三种类型：

新建、凝改供热、技术改造（扩大供热能力：热泵、调峰）

对于集中供热、热电联产，国外可借鉴的经验少，仅在北欧、前苏联地区有大型热电厂供热的范例，多年以来，电力设计部门对于电，研究注意的足够了；对于热，研究注意的不够。可以认为在供热领域，研究发展相对较慢。

根据发改能源[2016]617号文的要求：力争实现北方大中型以上城市热电联产集中供热率达到60%以上，20万人口以上县城热电联产全覆盖，可见：热电联产集中供热是正在发展中的朝阳行业。我国的供热行业是以原苏联为基础的，已有60年，需要根据我国情况从理论、技术方面进行总结，需要有所发展。近年，我集团组织所属六院及有关单位，在设计技术等方面进行系列研究和总结：

（1）设计前期工作程序（我国特有，供热、热电联产规划与技术关联）

（2）设计接口管理问题（老难问题，热源、热网设计单位之间的）

（3）调峰热源及蓄热技术（热电厂内、外，可扩大供热能力20%以上）

（4）热源备用（60～75%,大，束缚，降到50～65%，扩大供热能力）

（5）多热源联合运行（安全、可靠，是发展方向）

（6）热电厂供回水温度选择（很重要的）

（7）热网首站设计技术、余热回收利用系统设计技术（新、规范化）

（8）厂外热网的KKS标识（信息化的基础工作，目前很需要）

（9）电厂供热改造技术（目前很需要）

（10）蒸汽长输供热（超20KM，可扩大供热范围）

（11）背压供热机组（小城市，是发展方向，但需解决经济性）

（12）南方供热问题

全是软性技术，研究成果已在公开刊物发表。但远不够，为了使之变成为规范的设计工作程序、真正形成设计应用的生产力。现正是好时机，我们集团试图把研究成果写进有关的标准、编写设计手册。需要写进：

（1）现行设计标准（ＣＪＪ34，GB50660，首站设计规程），

（2）设计手册（集中供热设计手册，已交稿，年底出版）。

（3）技术专著（火力发电厂供热改造技术，2017年3月交稿）

以下介绍：5章热力规划、6章集中供热、7章热电联产。第五章热力规划目录

第一节关于发展规划

第二节供热规划

第三节热电联产规划

第四节区域能源规划

第五节中小城镇能源规划

第六节三北地区供热改造规划第一节关于发展规划

发展规划是国民经济和社会发展计划的基本形式，在计划时序系列中居于主导地位。发展规划是战略性、宏观性、政策性的规划，包括发展目标、重大任务和主要措施。

1.发展规划的主要内容

（1）阐述政府的战略意图；

（2）明确政府的工作重点；

（3）引导市场主体行为方向。

具体内容包括分析中长期发展所面临的国内环境、阶段性特征及发展趋势；明确经济和社会发展中存在的突出问题；提出规划期国民经济和社会发展的指导方针、主要目标；提出对经济结构调整、重大生产力布局和科技、教育及社会发展重点领域发展的政策措施。2.发展规划体系

（1）发展规划按范围分为综合规划和专项规划。

综合规划是完整的全面的国民经济和社会发展规划。专项规划是针对国民经济和社会发展的重点领域或薄弱环节、关系全局的重大问题编制的规划，如产业结构调整规划、基础设施发展建设规划、生态建设和环境保护规划、西部地区开发规划、城镇化规划、科技教育发展规划等，专项规划是综合规划在若干主要方面、重点领域的展开和深化，必须符合综合规划的总体要求，并与综合规划相衔接。

显然，供热规划和热电联产规划都属于专项规划。

（2）按层次分为全国规划和地方规划。

全国规划是整个国家国民经济和社会发展的总规划，包含了地区经济和社会发展的内容，对制定地方规划具有宏观指导和调控作用，制定全国规划要充分听取各地区的意见，考虑地方上报的计划建议，但并不是地方计划的简单加总，而要从全国经济总量平衡、结构优化和正确处理全局与局部利益关系的要求来考虑。

地方规划包括省（自治区、直辖市）、地区（省辖市、自治州盟）、县（县级市、旗）的规划。地方规划以全国规划和上一级地方计划为指导，从本地区实际情况出发来制定。地方规划与国家宏观经济调控的政策方向相一致，通过对地方所能掌握的经济调节手段的综合协调，贯彻国家宏观调控意图、促使地方经济和社会发展目标的实现。3.与热力有关的两个发展规划

（1）供热规划。

（2）热电联产规划。

供热规划和热电联产规划属于地方性的专项规划。

4.政府有关管理部门历来十分重视规划对产业的指导作用。近几年，曾为此发布5个文件。

（1）2000年原国家计委以急计基础[2000]1268号文《关于发展热电联产规定》

（2）基础[2003]369号文《关于进一步做好热电联产项目建设管理工作的通知》

（3）2004年颁布的《节能中长期专项规划》

将热电联产列为节能重点领域，并将区域热电联产列为节能十大重点工程之一。

（4）2005年，国家发改委《我国热电联产行业发展的思路和建议》

（5）2005年5月17日，国家发改委《关于开展区域热电联产实施方案编制工作的通知》第二节供热规划

1.供热规划的作用

城市供热规划是城市总体规划的组成部分，是对城市总体规划中供热专业规划的深化，是城市集中供热和热电结合项目可行性研究的重要依据。制定科学的城市供热规划并按规划组织实施是避免盲目建设、重复建设、充分发挥城市集中供热整体效益的有效手段。热电联产、集中供热做得好的先进城市，往往是供热规划较为完善的城市；热电工程布局不合理，经济效益不能充分发挥，往往都与供热规划不合理、不执行或根本就不制定供热规划有关。城市供热规划范围包括集中热源向城市市区供应生产和生活用蒸汽、热水的所有供热方式，要在城市总体规划的指导下，严格按照《城市供热规划的技术要求》和《城市供热规划的内容深度》的规定编制，并与城市规划部门协调。

2.编制要点

编制工作由城市建设行政主管部门主持，计划、电力、环保等有关部门参加，必须委托具有相当资质和级别的城市规划和供热专业设计单位进行，经过相当级别的从事供热专业工作的专家论证后，由相应级别的建设行政主管部门批准实施。

3.供热规划的编制

（1）应在城市总体规划的指导下，按照现行国家标准（GB/T51074-2015）《城市供热规划规范》进行编制。

（2）供热规划的编制同时应符合《热电联产管理办法》的有关规定。

（3）供热规划中如果含热电联产的内容，有关热电联产的内容应按热电联产规划编制规定的要求编制和审查。第三节热电联产规划

1.热电联产规划的编制目的

热电联产规划依据城市供热规划和电力规划编制，目的在于保证热电联产机组建设做到统一规划、统一部署、分步实施，符合节约能源、改善环境和提高供热质量的要求，避免盲目建设、重复建设。热电联产规划应包括对城市供热现状和热电联产现状的具体描述，以及对热电联产机组建设进行规划的具体内容等，并且要阐述清楚热电联产在城市供热、改善环境及电力系统中发挥的作用等。

总结我国热电冷联产建设工作的经验教训：有很多热（冷）电工程布局不合理，经济效益不能充分发挥，均与规划不合理或根本就没有规划有关。从这一角度看，热（冷）电联产规划的作用是重要的。

热电联产规划是供热规划的重要组成部分，应与供热规划同步编制。2.热电联产规划编制中应注意几个问题。

（1）应由当地发改委牵头，委托给有资质的中介咨询部门编制，建设（市政）部门和电力部门参与工作。

（2）注意建设部门和电力部门的协调，两个部门做出的文件应进行整合。

（3）对规划的审批权限有具体要求。

（4）热电联产规划的编制依据是本地区的《城市供热规划》、《环境治理规划》和《电力发展规划》。

（5）规划涵盖的工作范围是前期工作，即可行性研究之前的工作。

（6）注意对其中几个关键性工作的深度要求：冷热负荷的预测，供热方案，电源布局、热源布局、调峰热源的设置。

（7）热电联产规划的最终需解决的问题是：

1）是否需建热电厂（或建集中供热锅炉房）；

2）在什么地方建热电厂（新建、扩建或改造老厂）；

3）建什么样的热电厂（单机容量、分几期、最终容量、机组选型）；

4）什么时候建厂（各期电厂投运的安排）；

5）怎样调峰。

3.推荐的《热电联产规划》编制格式

（1）应在城市总体规划的指导下，按照现行国家标准（GB/T51074-2015）《城市供热规划规范》进行编制。

（2）供热规划的编制同时应符合《热电联产管理办法》（2016年617号文）的有关规定。第四节区域能源规划

一、国内外区域能源规划的发展

1.区域能源的概念

区域供暖、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统和它们的综合集成统称为区域能源。

区域能源规划就是对所选定的区域的能源需求和供应在建设或开发（或是在扩充、改造）时有一个计划。具体来讲就是：对能源需求种类、品位、数量、使用的特点、时间、价格以及排放等有预期；对能源供应模式有展望（包括：能源资源的情况，可利用的情况，利用的成本分析）；对在本区域所采用的能源技术有技术经济分析对比；对能源消耗给环境带来的影响有定量分析。

2.国际上对区域能源的认识

国际区域能源协会1908年成立，它致力于促进其会员在提供可靠的、经济的、高效率的、对环境有利的、正确的区域能源方案方面，成为行业领先者。通过区域供冷、供热与热电联产等先进技术，促进能源效率和环境质量的提高。

3.我国区域能源的发展

在建国初期，我国北方地区就开始开发、建设区域能源系统，只不过是以区域供热为主，经过六十年的发展，在全国六百多个城市中，已有四百多个热力公司在从事着区域供热——单一供热的区域能源系统。而大多又是以燃煤系统为主。4.我国区域能源规划的民间组织

2009年9月，中国建筑学会热能动力分会的一个重要的专业分支---区域能源专业委员会成立，这是一个自发性的民间组织，参加的专业人员以暖通空调专业为主，以区域供冷、供热与冷热电联产为主行业，多专业多学科，致力于城市区域能源规划与实施、建筑区域能源合理利用、新能源规模化应用，试图推动中国区域供冷、供热与冷热电联产的技术进步和行业的健康发展。

二、区域能源规划

1.与区域能源有关的规划

目前，各级政府对能源规划是重视的，据统计，直接的能源类规划有8种，与区域能源有关的其他规划有5种，分别见5-1和表5-2。

问题：各种能源类规划都是只反映某一行业或领域的情况，缺少全面的综合性规划。

表5-1各种能源类规划规划名称主编单位涉及的单位热电联产规划电力设计院市政规划设计院、当地发改委、各发电集团集中供热规划市政规划院当地市政部门、当地建委、热力公司电力规划电力设计院当地发改委、电网部门燃气规划市政规划院当地市政部门、当地建委、燃气公司热力网规划市政规划院当地市政部门、热力公司可再生能源规划新能源公司当地发改委分布式能源规划新能源公司当地发改委节能规划市政规划院当地发改委表5-2与区域能源有关的规划规划名称主编单位涉及的单位环保规划市政规划院当地发改委、当地市政部门城市总体规化市政规划院当地市政部门、当地建委交通规划交通设计院当地市政部门工业园区规划工业设计院当地市政部门、当地建委城市建设规划市政设计院当地市政部门、当地建委2.与区域能源规划有关的单位

（1）设计院

当地的市政规划设计院、电力设计院、建筑设计院、热力燃气规划设计院。

问题：上述设计院只对本行业的专业知识全面了解，无全面综合能力。

（2）企业

当地的热力公司、燃气公司、水务公司、发电集团公司、建筑开发商。

问题：上述企业的主要经营目标是赢利，其它的目标在其次。

（3）政府部门

当地的发改委、建委、市政规划委、环保厅。

问题：政府部门是平级的，难以及时统筹协调决策。

3.与区域能源规划有关的专业

热能动力，采暖通风空调，电力系统规划，燃气，石油化工，环境保护，技术经济。

问题：各专业知识跨度大，缺少纳总统筹的专业。

三、区域能源规划五原则

1.品位对应原则/2.温度对口原则/3.梯级利用原则/4.综合利用原则/5.集成利用原则

四、目前区域能源规划中存在的问题

1.管理分散

2.传统的编制方法

3.缺少“全面、集成、区域”的概念

五、区域能源规划要点

1.区域能源规划总则

2.能源规划的总体目标

3.介绍区域概况

4.进行区域用能统计

5.说明区域内现有能源供应情况

6.建筑主体节能规划

7.区域能源高效利用的规划方案

8.可再生能源利用的规划方案

9.能源供应系统规划

10.说明能源规划方案的环境效益，及对周边地区节能减排的贡献

11.说明区域能源规划的经济性

12.规划实施进度、明确可落实技术

13.能源系统运营机制的研究及并制定规划第五节中小城镇能源规划

随着人类社会的发展，生产力的提高，我们农业经济必然会走向工业经济和后工业经济，城镇化就是这个发展过程的必然阶段，而农村人口的中小城镇化（其特点是人口数在15～45万人）将是未来我国城镇化的主要内容。

现代的城市有文化、艺术、体育、商贸、电信、交通等一系列公共设施，有水、热、电、气的集中供应，这使城镇人均能源消费要比农村大幅度提高，单位面积的能耗密度比农村增加，因此，探讨我国中小城镇能源消费特点和能源规划的重点具有普遍意义。

一、中小城镇能耗分析

1.农村用能的特点

（1）没有大型公用设施，能耗只限于饮食、民居，人均耗能低。

（2）居住分散，舒适度和生活质量的差异导致能耗水平低。

（3）不需要集中供暖、供冷。

2.中小城镇用能的特点

（1）耗能分为建筑、工业、交通三大类。但中小城镇的工业、交通耗能不大，建筑能耗占中小城镇总能耗的80%。

（2）据住房和城乡建设部的统计：我国城镇建筑能耗中各分项占比如表5-3所示，供暖和空调耗能占建筑总能耗的65%。

表5-3我国城镇建筑的平均能耗占比（%）供暖、空调生活热水民用电炊事及其它65%15%14%6%3.中小城镇能源规划的重要性

如果在城镇化过程中不进行能源规划，或者无视能源规划的重要性，简单认为城镇化只是建房子、修路，只是居民从农村搬到城里来，将会导致非常严重的后果。如果农民进城还烧煤烧柴，将大大加剧城市的污染；如果空调还是用电能，城市夏季用电高峰期的电负荷会大大增加。更重要的是，如果新建的城镇还是重复现在的城市能源利用的低效率、低水平的老模式，将使对能源的需求急剧增加，难以保障供应。在城镇化的过程中，政府部门应在能源规划上有所作为、有所创新，不能走先污染后治理、先低效后改造的道路。

（3）在我国北方的集中采暖区，应为中小城镇的居民提供公用的集中供暖设施，这是一种刚性需求。

（4）在北纬30度以南的中东部地区有较大的民用空调需求，这种需求是刚性的。

（5）在北纬40度以南到北纬30度以北区域有一定的民用空调需求，这种需求是准刚性的。

我国每年新增加建筑面积，其中有大部分在中小城镇。对建筑能耗的关注是节能之重点，而对供暖空调耗能的关注应是重中之重。

二、中小城镇能源规划的重点内容

中小城镇能源规划不应采用统计的线性外推和能源弹性系数的方法去粗略估计和推算未来几年中GDP增长目标所需求的各种能源的简单的加和。

工业、交通和建筑这三大用能领域能源规划的制定中体现如下。

1.工业能源的规划

2.交通能源规划

3.建筑能源规划

中小城镇中建筑能耗占比约为80%，是中小城镇能源规划的重点。

三、几点思考

（1）中小城镇能源规划应成为政府行为，以当地政府部门为主导，从当前中国政府机构的设置看，应以负责管理能源的政府部门主持，牵头组织，协调检查、督促中小城镇能源规划的编制和执行。

（2）中小城镇的能源系统运行管理具有较大的空间，目前处于起步阶段，几乎是空白。应培育这方面的运营商，鼓励民间资金注入这一领域，这是一个全新的有生命力和发展前途的行业，有益于节能，有助于民生，有利于就业。

（3）中小城镇能源规划是一个新颖的事物，涉及的部门，行业很多，在目前的管理体制下，只是一种先进的观念，但很难全面推进。但这是我国今后节能工作的主要方向，是政府部门应管理的重大事项，宜首先在合适的地区进行试点，取得经验后逐步推进。

（本文曾刊载于《中国能源》2010年9月，这里有删节）第六节三北地区供热改造规划

调研单位：电力规划设计总院

一、调研评估范围

根据2006年4月电力可靠性管理中心《全国发电机组手册》，截至2005年底，三北电网区域内约150个电厂已经投运了125MW及以上纯凝机组。根据国家发展改革委的有关要求，本次调研评估对象应满足位于三北电网区域、所在地区（城市）城镇人口10万人以上、位于城市周边15公里范围内、装有单机容量为125MW及以上的纯凝机组和机组于2005年底前投产等条件。

据此，通过对有关调研资料筛选、统计、整理，最终确定了50个符合条件的现役电厂作为本次调研评估的对象，纳入调研评估报告。第六章集中供热集中供热是指从热源通过热网向热用户供热。

第一节集中供热热源与热化系数

第二节供热热源布局

第三节调峰热源

第四节供热市场预测分析

第五节集中供热系统安全问题

第六节PM2.5对供热行业的影响

第七节利用弃风电能供热

第八节热电厂热网供回水温度选择

第九节集中供热系统热源备用系数选择

第十节KKS在供热系统的应用

第十一节南方供热问题

（八、九、十、十一节不出考题）第一节集中供热热源与热化系数

一、集中供热热源类型

1.燃煤热电厂

2.大型燃气—蒸汽联合循环热电厂

单机容量一般大于60MW。

目前，“西气东输”工程二线已完工，若干进口天然气工程已在实施中，我国将在有供热供冷需求的大城市建设一批大型燃气-蒸汽联合循环热电厂项目，这对大型燃气－蒸汽联合循环发电机组的设计技术提出了新的、更高的要求。

特点：电上网、调峰、高效。

3.燃煤锅炉房（或：燃煤供热厂）

4.燃气（油）锅炉房（或：燃气供热厂）

5.分布式能源站（冷热电联供）

国家能源局把分布式能源系统定义为：将能源系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户端，可双向传输冷、热、电能。分布式能源站的单机容量一般在0.2～6MW，总容量一般在0.2～50MW。

分布式能源包括冷热电三联供等多种形式，既可独立运行，也可并网运行。在能源使用上，分布式能源实现多系统优化，将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，将每一系统的冗余限制在最低状态，利用效率发挥到最大状态。分布式能源可以减少供电环节的投资和损耗达到节约资金的目的，可以提高供电安全性降低尖峰负荷，可作为电力系统的保安电源，减少停电损失。

目前，分布式能源系统多数是以燃气作为一次能源，实现制冷、供热（采暖和供热水）及发电过程一体化的多联产系统。

在我国，分布式能源系统的发电量所占比例较小，尚处于起步阶段，但我国学术界对分布式能源系统的研究却十分积极主动，现已成为热能动力、暖通、能源工程等专业的学术研究热点课题，多数专家认为这是解决我国能源利用问题的一剂良药。分布式能源的一次能源包括天然气、沼气、废弃生物质、煤矸石，以及可再生能源（风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源）。分布式能源采用的原动机包括小型燃气轮机、燃料电池、往复式发动机、太阳能光伏系统、风能电机等等。

6.其它（太阳能、核能、各类热泵）

二、热化系数选择涉及的因素

涉及：我国的技术经济政策、超高压供热机组的热力性能、当地燃料价格、当地气象等因素，应建立机组热化系数最优值的通用计算式公式（略）。

一般认为：在上述因素中，当地气象因素对热化系数选择的影响最大。为此，引用平均热负荷系数描述气象因素在采暖设计热负荷中所占的比重，采用采暖期采暖设计热负荷和采暖期供热所需平均热负荷，二者的比值即为平均热负荷系数。表6-1给出了我国10个集中采暖区城市的平均热负荷系数。表6-1平均热负荷系数序号城市名称平均热负荷系数1哈尔滨0.6492牡丹江0.6583长春0.6554乌鲁木齐0.6665沈阳0.6626呼和浩特0.6667丹东0.6738济南0.7129天津0.74410北京0.730为了简化起见，采用因素加权法选择热化系数，各种因素的权重见表6-2各种因素的权重表涉及因素所占的权重系数备注当地气象因素0.85占最大权重超高压供热机组的热力性能0.06占较小权重技术经济政策0.03占最小权重当地燃料价格0.06占较小权重总计1.00按因素加权法选择的十个城市的推荐热化系数见

表6-3推荐的热化系数序号城市名称推荐的热化系数1海拉尔0.622哈尔滨0.653长春0.684沈阳0.695秦皇岛0.706太原0.717北京0.738西安0.779石家庄0.7410济南0.75

三、我国采暖区各城市与热化系数有关的量化指标表

与热化系数有关的量化指标有较多，如：我国采暖区各城市热电厂的供热量（基荷），调峰热源的供热量（调峰热量），调峰热源运行时间、采暖期总的供热量。根据热负荷延续图，可做出我国采暖区各城市与调峰热源有关的量化指标表（表6-4）。

表6-4我国采暖区主要城市与调峰热源有关的量化指标表城市名北纬度冬季室外采暖计算温度℃采暖期

起止日期调峰期起止日推荐的热化系数%基本

热负荷量

（百万GJ）调峰

热负荷量

（百万GJ）采暖期

总供热量

（百万GJ）海拉尔49.22-31.610.01～04.26107天

11.22～03.090.62555.7105.4661.1哈尔滨45.75-24.210.17～04.1092天

12.15～03.150.65501.585.5587.1长春43.90-21.110.20～04.0687天

12.10～03.150.68488.979.1568.0沈阳41.73-16.910.30～03.3078天

12.12～02.280.69449.866.5516.3秦皇岛39.93-9.611.12～03.2665天

12.16～02.200.70432.646.7479.3太原37.78-10.111.06～03.2670天

12.01～02.080.71445.950.9496.8北京39.80-7.611.12～3.1462天

12.01～01.310.73415.642.1457.7第二节供热热源布局

供热热源布局的含意是：在城市规划供热区域内，根据热负荷分布，选择理想的热源布点，规划热电厂与调峰热源的组合以及所承担的供热区域。供热热源布局是热电联产中的重大原则问题。

一、供热热源布局涉及的因素

1.新建与扩建

在考虑热源规划布局时，应分新建热电厂和利用已有热电厂两种情况加以考虑。当新建热电厂时，可以依据现有热冷用户的相对位置和拟建热电厂厂址位置等因素合理确定热源布局。当对已有电厂进行供热改造时，实际上是在已有的供冷热区域内，热冷用户、热电厂的相对位置已固定。

2.供热供冷方式

考虑热电厂供热范围时，应结合热电厂向外供热的方式，一般有以下四种方式。

（1）以采暖负荷为主的用户

直接向外部供出高温水，当不采用中继泵和升压泵时，其供热半径一般为10kmm以内，超出范围，应采用特殊的输送方式。

（2）以工业用汽为主的用户

直接向外供蒸汽，输送压力应按最远用户压力考虑，对于低压力用户，可以采用减压方法。也可根据不同压力采用多管道输送。一般要考虑凝结水的回收问题，以减少热电厂的补水量。

（3）有工业用汽又有民用冷负荷的用户

只送蒸汽，空调制冷靠用户侧的蒸汽吸收式制冷机制取。

向工业用户送汽，向空调用户供冷水（制冷机放在热电厂内）。

向工业用户送汽，向空调用户送高温水（130℃以上），由设在用户侧的高温水吸收式制冷机制取空调冷水。

（4）以空调为主的用户

送蒸汽，在各小区换冷站设蒸汽型的溴化锂吸收式制冷机。

送高温水，在各小区换冷站设高温水型的溴化锂吸收式制冷机。

直接送冷水至空调用户（制冷机放在热电厂内）。3.热化系数

在热电联产建设中，应根据供热范围内的热负荷特性选择合理的热化系数。

热化系数=热电联产供热量/总热量

应对热电厂的供热能力进行综合分析，正确地选择供热机组的形式及容量，确定合理的热化系数，这是衡量热电厂经济性的宏观指标。

4.调峰热源

供热系统调峰热源（也称：尖峰热源）在大型城市集中供热系统中起两个重要的作用，其一是作为备用热源以保证供热系统的安全可靠性。其二是根据室外温度变化调峰运行以保证集中供热系统的经济运行。有关问题将在本章的第三节详细介绍。

二、热源布局方案

根据热负荷确定热电厂的规模，建热电厂必需要进行合理的热源布局，即充分考虑各种因素，确定热电厂的位置。这里就有一个科学规划的问题，即确定热源点分布密集程度多高合适，或者说热源点之间相距多远合适的问题。密集程度太高难免有重复建设之嫌，太低则热网抗风险能力不足，无法保证对用户尤其边远用户的可靠供热。

1.热源布局的内容

（1）热电厂的理想位置、最终规模，分几期建设，每期投入运行的时间、每期容量。

（2）调峰热源的位置，设几个调峰热源，每个调峰热源的总容量和分几期建成。

（3）确定热电厂供热范围、供热半径。

（4）当整个供热系统达到最终规模时的运行方案。

2.依据的资料

（1）当地的市政发展规划。

（2）经批准的当地供热规划（包括规划热负荷、现状热负荷、规划电力负荷等）。

（3）当地社会经济、房地产发展的预测报告。

（4）当地供热市场的预测分析（有必要时）。

（5）当地政府与热电联产有关的其他文件。3.多热源方案

合理的热源规划能有效的提高系统的经济性，我国北方许多大中型城市在集中供热初期，建设规模不大，普遍采用枝状管网布置，热源单独运行，但随着供热规模的扩大，用户增多,长时间地使用,管网老化、腐蚀泄漏、破坏等事故经常发生,影响了供热质量。

（1）多热源方案的特点

实现多热源联合运行后,可使各热源的供热量相互补充,增加了供热系统的可靠性。由于多热源环状管网具有提高系统运行的可靠性、经济性及灵活性等优点,因而被许多国家采用。在旧城改造和新城区建设中,热网开始采用环状管网和多热源来增加可靠性。原有的热源及在新城区适当地方新热源的建设开发为实现多热源联合运行、建设全城环状管网提供了良好的基础条件。此外由于许多城市热源的热网干线相距不甚远且又都采用与用户间接连接的方式,因此实现各热源联网运行是可行的。

（2）热电厂外的调峰热源

调峰热源可以在建设热电厂时统筹解决。然而，在建设热电厂以前，一些城市或生产企业，一般已建成了数量和容量都相当可观的锅炉房。如果在建设热电厂时，将原有锅炉房全部报废，重新投产建设调峰锅炉房，将会造成极大的浪费。而适当地保留一些容量较大、锅炉效率较高、布局合理的锅炉房，作为供热系统的调峰锅炉，在高峰负荷期与热电厂联网运行，无论从经济性方面，还是安全可靠性方面都是最佳方案。对于新兴城市，进行热电联产集中供热规划时，为保证热电厂的经济性，建设一些分散布置的调峰锅炉房也是必要的。4.多热源系统的优越性

建设热电厂供热为主，外置区域锅炉房调峰供热为辅的多热源联合供热系统，有如下优越性：

（1）电力部门从经济上考虑，愿意多发电，少抽高压汽或直供新蒸汽。调峰负荷由外部解决，降低了热化系数，可使热电厂供热负荷比较平稳，可较长时间满负荷运行，有利于热电厂的经济运行。热电厂的效益主要来自发电收入，从这个角度看，提高调峰量对热电厂是有益的。

（2）解决了热电厂建设滞后于建筑区建设的矛盾。保留一些已建成的区域锅炉房，调节供热高峰负荷，可降低热电厂的建设投资。

（3）设置外置区域锅炉房，对检修供热系统更有保障。热电厂主热源一旦出现事故，可由外置区锅炉房部分供热，即起调峰作用，也起备用作用。图6-1为牡丹江市的“供热热源规划方案”，这是一个典型的多热源环型管网。

图6-1牡丹江市供热热源规划方案

三、热电厂供热范围

在技术经济合理的前提下，热源应尽量集中，通过合并供热区，扩大区域性热电厂和自备热电厂的供热范围，扩大热电联产项目规模。扩大热电厂的供热范围有以下益处：可以扩大每一个热电厂的供热面积和供热量，减少供热区域内的热源点，简化布局。可以使热电厂厂址距市区较远，减轻环保压力。

1.一级管网供热半径

供热（冷）半径：即从热电厂围墙外1.0m起算，向外输送冷热介质的拉直直线距离（单位为km），确定一级管网供热半径实际上就是确定热电厂供热范围。

对于蒸汽供热系统，考虑因素如下：热电厂抽汽的初始压力，用户的使用压力，沿途压力损失和温降，对于蒸汽的供热半径不好做出硬性规定，应考虑上述因素而定，必须根据具体问题具体分析。例如：有一热电厂初始抽汽压力为1.25MPa，用户所需压力0.4MPa，按每km压力损失0.08MPa计算，其供热半径可达10km。

对于热水供热系统，考虑因素如下：沿途压力（每km约0.05～0.08MPa）和所采用的热水输送手段。目前我们为了满足环保要求希望热电厂尽可能远离市区，但由于循环水泵选择上问题，扬程不能过高。当需要时，可以采用多种输送手段加大一级网的供热半径。2.提高一级热水网供热半径的方式

一般可采用三种方法提高一级热水网的供热半径。

第一种：串连泵加压法。在热网首站设串连水泵，即在热网加热器前的主回水管上设初级泵，在热网加热器出口后的主供水管道上设二级泵（等于是串连加压）。

第二种，中继泵加压法。在一级网的某一处，根据需要（应在压力图上分析）设中继泵（又称升压泵，加压泵）。

第三种，设串连加压泵外加中继泵，这是把以上两种综合在一起的加压方式。

以上三种方法的使用，应根据具体工程情况来确定，目前，都有较多的应用实例，从理论上讲，只要经济上允许，热电厂厂址选择需要，利用上述三种技术手段，可以提高供热半径。

3.应设中继泵站的几种情况

当热源内部的热网主循环泵运行不能满足输送要求，可在热网主干线的供水（或回水）管道上设置加压泵，凡是设在热源外部、热网主干线上的升压泵站统称中继泵站。可设中继泵站的几种情况如下：

（1）在较大的供热系统中，虽然仅在热源处设主循环泵也可满足输送的要求，但会导致主循环泵扬程过高，运行电耗过大，或难以选择到适宜的泵型时。

（2）热网长度大，为满足远端用户要求需提高整个供热系统运行压力以至超过近端热用户的承压能力时。

（3）供热区域内地形较复杂，为满足某些特殊用户的连接要求时。

（4）为了降低供热系统静水压力线时。

（5）为了满足其他特殊要求时。4.热电厂供热范围的确定

热电厂供热范围的确定是政策性问题，是重大方案原则问题，扩大热电厂的供热范围既有社会效益又有经济效益，目前的趋势是尽可能扩大热电厂的供热范围。确定热电厂的供热范围应通过合理的热源规划，采取正确的热媒输送方式，计算合理的温降和压降。以下为确定热电厂供热范围的一般性参考方法。

（1）一级热水管网的供热半径受输送方式和经济性的限制，在热电厂内设加压泵时，一般按不超20km考虑，原则上在10km范围内不规划重复建设。

（2）当供热半径超出20km，可根据需要设中继泵。

（3）一级蒸汽管网的供热半径受允许温降和压降的限制，一般按8km左右考虑，原则上在5km范围内不规划重复建设。但当采用南京苏夏公司的设计技术，供热半径超20km，可以扩大供热范围。

（4）热电厂直接外供的冷水管网的供冷半径受允许冷水温降的限制，一般不超1.5km。

第三节调峰热源

一、调峰热源的作用

供热系统调峰热源（也称：尖峰热源）在大型城市集中供热系统中起两个重要的作用，其一是作为备用热源以保证供热系统的安全可靠性。其二是根据室外温度变化调峰运行以保证集中供热系统的经济运行。

1.备用热源

当供热系统主热源有故障时调峰热源投入运行。

显然，调峰热源的作用之一是保证集中供热系统安全可靠运行。

备用与调峰是两个不同的概念：有的调峰热源，只有备用作用，难以进行调峰；有的调峰热源只有调峰作用、不起备用作用；有的调峰热源，兼有备用和调峰的作用，这应视具体情况而定。2.经济运行

为提高热电厂供热机组的设备利用率及经济性，首先要根据热负荷的大小及特性合理地选择供热式机组的容量和类型，还应有一定容量的调峰热源配合供热。构成以热电联产为基础，热电联产与热电分产相结合的能量供应系统。在高峰热负荷时，热量大部分来自供热式汽轮机的抽汽或背压排汽，不足部分由尖峰热源直接供给，前者为热化供热量（或称联产供热量），后者为分产供热量，热化供热量在总供热量中所占的比例是否合理，将影响热电联产供热系统的综合经济性，表示热化程度的比值称为热化系数。对于以城市供热为主，热化系数宜在0.6～0.7的范围内。

如图6-2所示：从采暖期开始至采暖期结束，热电厂以基荷（图中aefbcd所围的阴影区）运行，当室外气温下降，负荷提高到t1～t2范围时，尖峰热源投运（图中曲线ef所围白区），且在t1～t2区域内变负荷运行。采用图6-2所示的运行方案，从理论上讲是最为节能的，发电厂从采暖开始至结束，基本上以基荷运行。尖峰热源只在采暖期中投入运行。这可保证热电厂获取最大热效益。图6-2热电厂与尖峰热源的运行区示意图

图6-2是研究供热系统调峰热源的理论基础，现做更深一步的分析如下：

1）图6-2的形状与不同地区（纬度）有关，其横轴长度与当地采暖期有关。

2）图6-2上部的曲线形状与当地的热化系数有关。

3）图6-2上部曲线顶端有一处平头，代表每年有5天不保证天数对应的热负荷。

4）如图6-2所示，此图的热化系数约0.66，调峰运行的总热负荷容量占总热负荷容量的1/3，但实际运行，实际运行消耗的热量（即曲线ef与直线ef所围的面积）约占采暖期总热量的1/8。

5）调峰热源每个采暖季理论上投入运行时间是横轴t1～t2的长度，这对于不同地区是变化的，例如北京地区，这一时间约为1个月。3.主热源与调峰热源的理想组合

根据上述内容，一般认为热电厂应负担2/3的总热负荷，而调峰热源负担1/3的总热负荷。例如:城市集中供热面积1800万m2,其理想的热源组成是2×350MW的热电联产机组（容量约占总热负荷的2/3）,外加一个调峰热源（容量约占总热负荷的1/3）。这种组合是目前

2×300MW级热电厂的核准模式。

以这种组合运行的集中供热热源是最为经济和可行的。原因如下：

（1）初投资少。在相同的供热能力下，锅炉调峰热源的投资大约是热电厂的1/4,尖峰热网加热器调峰热源的投资额就更低了。

（2）可缓解电力消纳问题。北方集中采暖区的大中城市，冬季热电厂运行时，社会所需的电负荷不多，如果完全靠热电厂解决供热热源问题，电力消纳将是难题。4.调峰热源的位置

调峰热源的位置有两种：

（1）设置在热电厂内。

（2）设置在热电厂外。

1）在一级热网上。

2）在换热站内。

此外，从燃料种类上看，还可分作燃煤、燃气、电热。

5.调峰热源的运行方式

（1）联网运行

与主热源同网运行，加热主网的水。

（2）脱网运行（切块运行）

脱开主网运行，只加热某分支热网的水。

二、相关因素分析

（一）供热系统的管理体制

目前，城市采暖供热系统的管理有两种方式：

1.第一种管理体制

热源（热电厂或供热锅炉房）由投资方管理，热网由热力公司管理，热源管理方向热力公司趸售热（按热量计收费），热力公司再向热用户售热（按面积收费）。

这种管理方式，调峰热源运行亏损，不利于调峰热源的运行。热源与热力公司管理单位均不愿采用调峰方式运行。

2.第二种管理体制

热源和热网统一由热源公司管理，热源公司统一考虑售热、系统安全、调峰运行方案。由于是一家管理易于内部平衡调峰热源运行亏损。这是一种有益于调峰热源运行的体制。3.分析

应承认：管理体制是制约行业健康发展的要素。

由于历史原因，目前采用第一种管理方式的较多，实现第二种管理方式有一定难度，需要由热电厂注资收购管网（及换热站）。但由于对提升热电厂的经济效益极有益处，这种体制已得到了国内大型发电集团的重视，由于把城市供热行业交由大型发电集团管理有安全保证，这也得到当地政府的支持。

组建城市热源管理公司，统一管理热源和热网，运行亏损可以从内部予以平衡，这是解决调峰热源投资、管理和集中供热系统经济运行的关键措施。目前，国内已有发电集团公司向下延伸业务，投资热网，管理热网，这是一个很好的发展趋向。

建议的管理范围如下：

城市热源管理公司统一管理热源（热电厂、供热厂）与一级热网。

城市热源管理公司负责调峰热源运行。

由小型能源公司管理二级热网和热用户。

采用能源合同管理制的方式管理二级热网和热用户。

在城市热源和热网分别由两个公司管理的情况下，建议采取如下措施：

制定双部热价:平均供热价格,补贴热价。

对采用基荷运行的主热源采用平均供热价格。

对采用调峰运行的调峰热源采用补贴热价。（二）设计标准

1.涉及的标准

目前，国内涉及调峰热源设计的标准有四个。

2.讨论

国内有关标准对于有关调峰热源的规定没有专门的章节，规定的不明确、不严格。这使设计人员在执行中的自行处理余地和可选择性余地过大，建设方不积极。以下选择两条具有代表性的内容加以探讨：

举例1：小型火力发电厂设计规范第13.1.5条：对季节性热负荷差别较大或昼夜热负荷波动较大的地区，为满足尖峰热负荷，可采用下列方式供热：

1）利用热电厂的锅炉裕量，经减温减压装置补充供热。

2）利用供热式汽轮机与兴建尖峰锅炉房协调供热。

3）选留热用户中容量较大，使用时间较短、热效率较高的燃煤锅炉补充供热。

评注：这一条规定基本上说明了可以采用的调峰热源的型式，但问题在于对设立尖峰热源规定的不严格，只用“可”，在“应、宜、可”中是等级最低的。此外，并没有对尖峰热源设置在何处做出明确规定。

举例2：大中型火力发电厂设计规范第12.8.2条：热网尖峰加热器应根据热负荷性质、输送距离、当地气候和热网系统等因素综合研究确定是否装设。

评注：这一条规定的可选择性余地过大。（三）热电厂供热机组数量

大型热电厂机组数量有三种配置方案。

1.2×300MW级配备的热源

从热源备用角度考虑：2×300MW级配备的热源不够理想，必须设置其他热源方可以满足60～75%的备用要求。

2.3×200MW级配备的热源

从热源备用角度考虑：如采用3×200MW的配备，可以不设置其他热源就解决备用问题。但200MW级的供热机组使用范围小。

3.3×300MW级配备的热源

从热源备用角度考虑：如采用3×300MW的配备，可以不设置其他热源就解决备用问题。但3×300MW级的热源配置存在以下二问题：第一，最大送出热流量问题和热网循环水泵配置组合问题。第二，一个电源区占用电容量过大，从电源核准平衡上有困难。（四）对调峰运行的供热价格补贴

1.应考虑的因素

（1）供热系统（热源与热网）的管理单位是同一个，还是多个。如果是同一个公司管理主热源和调峰热源的运行，可以内部平衡，可不考虑补贴。

（2）调峰热源燃用的燃料，如果是燃煤，所需的运行人员不可减少，应多补贴。如燃气，所需运行人员少，且便于调节，可以少补贴。

2.供热价格补贴的计算

（1）理论计算补贴值，把不同地区的每个采暖季调峰运行期付出的成本分摊到送出总热量（吉焦）上可得到实际调峰热源运行价格。但每个地区条件不一样，较难计算准确。

（2）在调研中，了解到某城市的实际供热价格是：主热源的供热价格32元/吉焦，调峰热源的供热价格62元/吉焦。

在实际工程中，可以采用综合两种方式的特点进行补贴计算。

表6-7是我国采暖区10个城市推荐的调峰热源运行补贴价格系数表。

调峰热源运行补贴价格=平均供热价格（基荷）×补贴价格系数。表6-7我国采暖区10个城市推荐的调峰热源运行补贴价格系数表。

序号城市名称推荐的补贴价格系数

1海拉尔2.0～2.2

2哈尔滨2.0～2.2

3长春2.0～2.2

4沈阳2.1～2.3

5秦皇岛2.1～2.3

6太原2.1～2.3

7北京2.15～2.35

8西安2.15～2.35

9石家庄2.15～2.35

10济南2.15～2.35

三、热电厂内的调峰热源

（一）热电厂内调峰热源类型

以下介绍设在热电厂内的六种调峰热源类型。

1.调峰热水锅炉

本方案为常规的供热调峰方案，将区域调峰锅炉房建在热电厂内。在热负荷超出热电机组最大供热能力之上的严寒期，启动热水锅炉将加热后的热网循环水补充到供水母管中以满足区域热负荷的要求。

2.尖峰热网加热器

本方案为采用热电机组除采暖抽汽外的蒸汽（例如再热蒸汽等）加热尖峰热网加热器来满足常规热电厂最大供热负荷与区域最大热负荷之间负荷的要求，此方案将通过牺牲热电机组的热效率来满足供热需求。

3.采用溴化锂吸收式热泵作为基荷，抽气作调峰热源。

本方案利用采暖抽汽作为热泵的驱动汽源，回收凝汽器中的低温余热，加热热网循环水，同时提高热电厂热效率。

4.用抽凝背压机作调峰热源

利用基本热网加热器带基荷，利用抽凝背压机带调峰负荷。抽凝背压机组可以新建，也可以利用上大压小的机组改建。由于抽凝背压机只能在有热负荷时运行，且发电量不计入总量，对热电厂有益。在实际运行时，需调峰时，背压机组一旦开启，即可满足负荷带基荷运行，而转为采用基本热网加热器进行调峰。

新型的350MW超临界机组供热机型NCB在额定负荷情况下采用背压运行方式时，每台机组最大可以提供700t/h的背压排汽量，两台机组共计1400t/h，最多可以提供919.26MW的热量，可以满足区域内的1800万平方米的供热面积。5.采用电热调峰

本方案在原热电厂内增加电锅炉，用以补充在严寒期区域内热电机组最大供热能力不足部分的热负荷。电费是厂用电价，有优势。

在有些窝电（即不缺电）的地区，冬季热电厂运行时，发电量不容易消纳，可采用电锅炉进行调峰，或可采用蒸汽、电热分级调峰的方案。

6.低真空方案

本方案在新建机组时，可以将汽轮机的湿冷低压缸直接设计为空冷低压缸，将热网循环水作为凝汽器的冷却水。通过提高热电机组的背压，提高凝汽器出口热网循环水温度后再经热网加热器加热后对外供热，满足区域机组热负荷要求。

在改造机组中，同样需要将机组低压缸的叶片改为空冷的型式，但由于其轴承的支撑型式影响，背压不能提高太大。（二）热电厂内调峰热源条件研究

根据机组供热能力，并综合考虑调峰热源的建设时机等因素，讨论热电厂内调峰的边界条件，并提出热电厂内调峰热源方案的规划设计要点。

1.调峰热源的建设时机

（1）调研情况要点

1）当热电厂的供热面积未达到一定值时，可利用供热机组的裕量作为调峰备用热源，不需考虑调峰热源的建设问题，例如：长春三热电厂、白山热电厂。

2）当热电厂的供热面积达到一定值时，应考虑调峰热源的建设问题，例如：哈尔滨热电厂、长春二热电厂、丹东热电厂、喀什热电厂。

3）一般看来，新建热电厂运行五年后就需考虑建设调峰热源。

4）集中供热系统中是否已建设调峰热源，对供热机组所能安全承担的供热面积有关联，当集中供热系统中未建设调峰热源时，供热机组所能安全承担的供热面积将降低。2.调峰热源的建设时机选择

调峰热源的建设时机选择十分重要，应在规划设计阶段就考虑调峰热源的建设时机问题。可有三种选择方案：

（1）与主热源同时建设。此时，供热区域的采暖热负荷应达到满负荷，如未达到满负荷，过早的建设是浪费。

（2）当主热源已达到满负荷时建设。这时，供热区域的供热热源已不满足要求，缺少备用，不安全。

（3）在以上两个时机之间建设。建议在供热区域内采暖建筑达到满负荷的70～80%时，开始建设调峰热源。3.热电厂内调峰方案规划设计要点

（1）在初步设计阶段规划设计调峰热源方案。

（2）考虑调峰热源与热电厂同时建设或是延期建设。

（3）对于已建设调峰热源的，供热机组的额定供热能力应采用表6-4的数据，极限供热能力应采用表6-5的数据。

（4）如果延期建设调峰热源，在调峰热源未建设前，供热机组的额定供热能力降低。

（5）校核一级热网输送能力。

（6）对于与热电厂同期建设的调峰热源，应在施工图设计阶段完成与调峰热源有关的设计工作。

（7）对于延期建设调峰热源，应在施工图设计阶段针对不同的调峰方案。

（8）考虑在热网首站内预留与调峰热源有关的建筑面积或加热蒸汽接口（在抽汽管道上）。

四、热电厂外的调峰热源

（一）热电厂外调峰热源类型

按照调峰热源在供热系统中的位置分类，热电厂外的调峰热源类型可以分为四类。

1.主干管网上设置调峰锅炉房

2.分支管网上设置调峰锅炉房

3.各换热站的调峰锅炉

设置在各个换热站的调峰锅炉可以是燃煤或燃气，显然，调峰热源加热的是二级管网的水。可以新建也可以采用原有的锅炉房。调峰热源的投资和运营方均是热力公司。

4.各换热站的天然气直燃型吸收式热泵机组

在各换热站设天然气直燃型吸收式热泵机组作为调峰热源，可降低一级热网的回水温度。根据清华大学的研究表明：天燃气消耗量仅占总供热量的8%，一次网每公斤水循环可供热3平米，集中供热和燃气供热形成双热源供热，提高了安全性，部分负荷时减少抽气量，提高发电量，这是最优的能源利用模式。（二）热电厂外调峰热源条件研究

1.厂外调峰热源的运行模式

厂外调峰热源与主热源共同构成多热源供热系统。具有多个热源的供热系统，有三种运行方式，即：多热源分别运行、多热源解列运行、多热源联网运行。

（1）多热源分别运行

在采暖期或供冷期用阀门将供热系统分割成多个单热源供热系统，由各个热源分别供热的运行方式。

（2）多热源解列运行

采暖期或供冷期基本热源首先投入运行，随气温变化基本热源满负荷后，分隔出部分管网归尖峰热源供热，并随气温变化，逐步扩大或缩小分隔出的管网范围，使基本热源在运行期间接近满负荷的运行方式。

（3）多热源联网运行

采暖期或供冷期基本热源首先投入运行，随气温变化基本热源满负荷后，尖峰热源投入与基本热源共同在供热管网中供热的运行方式，基本热源在运行期间保持满负荷，尖峰热源承担随气温变化增减的负荷。2.厂外调峰热源运行所涉及因素

（1）调峰热源的运行时间

一般约在整个采暖期的1/3左右，这与所在城市的气候有关。

（2）调峰热源运行所需人力

对于建在热电厂内外的调峰锅炉房，应考虑设立一套运行人员，只在调峰期工作。调峰热源的运行时间一般在每年元旦前到春节后，正是劳动力最缺乏之时点。

（3）调峰热源燃料

在有天然气的地区，优先使用燃气作为调峰热源燃料。

在不缺电地区，可采用电热锅炉作为调峰热源。3.热电厂外调峰热源条件

（1）燃煤锅炉房，单台炉的容量应大于20蒸吨，烟尘排放满足环保要求。

（2）有运行人员和调峰运行制度。经验表明，由于运行人员配备问题，在热电厂外进行调峰是困难的。

（3）调峰热源的位置应与厂外调峰热源的运行模式符合。

（4）热源与热网（含换热站）由一个部门管理，可内部平衡调峰热源的运行亏损。

（5）如果热源与热网分由不同部门管理，调峰热源应采用补贴热价。

五、建议

1.在热电联产规划中增写与调峰热源有关的内容，审查热电联产规划时把调峰热源作为重点。

2.核准热电联产项目时，把调峰热源与主热源的建设合并考虑。

3.把调峰热源写入正在编制的行业标准《热网首站设计规程》。

4.把调峰热源写入正在编制的设计手册《集中供热设计手册》。

5.在热能动力和建筑环境工程两个专业的教材中，增写与调峰热源有关的内容。

注意：本节出的考题较多。

第四节供热市场预测分析

随着我国逐步建立和完善社会主义市场经济体制，供热市场已经形成并不断发展，市场机制逐步在资源配置中起到决定性作用。在这种宏观环境下，热电厂建设项目要以市场为导向，以经济效益为中心，立足于以热定电的原则。

在热电厂建设项目前期，深入研究供热市场的供需情况及其发展规律，为工程项目建设决策提供科学合理的依据，这是“供热市场预测分析”的主要目的。

“供热市场预测分析”并不是核准热电联产项目的必备文件，但在两种情况下是需要的。

第一种情况，当供热市场前景不明朗时，项目法人从项目经济效益考虑，为了解决最为关心的供热市场风险问题，一般会要求做“供热市场预测分析”，这是一种业主行为。

第二种情况，在政府部门对供热规划审批时，如对热负荷有重大疑义，一般会要求提供“供热市场预测分析”，这是一种政府行为。

“供热市场预测分析”可以作为供热项目可行性研究报告的支持文件或作为热电联产规划的附件。以下将探讨“供热市场预测分析”涉及的因素、预测方法、预测分析的类型。

一、关于市场预测分析

预测是指对事物未来的发展趋势进行推测，是根据已知事件通过科学分析去推测未知事件，市场预测是根据市场调查得到的一系列数据（包括当前数据和历史数据），采用适当方法预测一定期限的产品（事物）供需状况，一般应预测5～10年。

预测过程可视为一个输入、处理、输出的动态反馈系统。

供热市场预测的任务主要是预测拟建热电联产项目供热范围内的现有热用户，潜在热用户，5～10年内的用热发展速率，目前的竞争对手，并根据预测结果分析该项目的风险。

供热市场预测分析具有预测内容多，影响因素复杂，存在着大量不确定性因素等特点，尤其在市场经济条件下的供热市场预测分析工作在理论、方法研究和取得实际工作经验方面，还相对不足。

任何预测都不可能完全准确。要预测未来冷热负荷和能耗状况，是一件难度很大的工作，但最低的要求是避免出现冷热负荷状况与实际情况相差太悬殊的情况，避免出现严重的供求结构比例失衡现象。

二、影响供热市场发展的6种因素分析

一般而言，搞好热负荷宏观预测分析，需要特别关注如下几个方面：首先是当地经济与社会发展状况及生产生活能源消费水平与结构；其次是当地加工行业及高耗能产业的发展状况；第三是当地煤电油气及运输等产业上下游联动的整体市场体系状况。

预测未来冷热负荷和能耗的状况，这不仅涉及国民经济社会发展尤其是经济增长趋势的各种因素变化，而且取决于未来能源供求关系变化的所有因素和诸多环节。供热市场受到各种因素的相互制约作用，以下将简单分析6种因素对供热市场的影响。

1.国民经济循环周期理论

按照经济学里一种成功的分析方法来看：一轮经济周期通常与太阳黑子活动周期相同，要经过11年的时间才能完成一次完整的循环，当然，这种分析是建立在市场经济条件下的。

当国民经济的升温时，将会产生一系列连锁性的有利变化：国家投资增加→居民消费增长→生产资料市场房地产市场启动→供热市场需求旺盛。在这循环期始端上马的项目，容易分享到伴随经济起飞而产生的利益，这是一种对供热市场利多的因素。当国民经济的降温时，则会产生一系列连锁性的不利变化。

2.房地产业的发展及关联产业

比较而言，建筑业是未来拉动国民经济发展的最有潜力的产业。随着国家对房地产业的政策支持逐步到位，以及居民生活水平提高，必将对房地产市场产生积极的影响。供热是房地产业的最为紧密的关联产业。

3.政府政策

在我国供热市场是一个政策市场，或基本上是政策市场。政府政策对这个市场起主导性的作用，政策对其影响力是持续而巨大的。

供热市场具有二重性：即垄断性和微利性。由于供热事业关系到千千万万城市居民的切身利益，是一种公益性的工作，政府部门对其有政策上的扶持。从事供热的机构基本上是官方或半官方的，具一定垄断性，竞争性低。由于供热收费涉及社会各阶层百姓利益，其价格不可能定的很高（一般城市把热价计入物价指数），正是由于这二重属性，供热市场是一种受政策保护引导，收益又受政策限制的政策市场。其特点是，经营收益较稳定，但收益不高，更不可能获暴利。政策因素是供热市场预测中长期起支配作用的因素。4.对热源型式的技术分析

目前，在我国具有商业价值的供暖热源有四种：燃煤、燃油、燃气（天然气、煤气）、电热。以燃油、燃气、电热为热源的民用建筑采暖由于经济性问题，还很难用在大批量的集中供热工程中，而只是在一些特定情况下采用。以燃煤为热源的集中供热仍是（并且将在未来十几年内）城市的主要方式。

5.对各种供热机构组织的分析

在同一供热区域内，存在多种供热机构组织，必然产生竞争热用户的问题，这是一柄双刃剑，益处是：引入市场机制，比较哪个公司的供热质量好、价格低、信誉好、服务好、促进市场竞争。坏处是：互相争夺市场份额，重复建设，削价供热，两败俱伤。

但从长远发展看，应鼓励引入竞争机制，优胜劣汰。当然也应注意，采用什么样的机构组织去经营供热市场，最有利于市场化，这一问题值得深思。

6.环保因素分析

环保问题近年来一直是我国政府和各界人士关注的重大问题，为了保护城市的环境，许多大城市都颁布了有关法规，可以预料，从环保因素出发：以后的城市集中供热热源将较大的依靠城市热电厂，以及天然气、油、电。

三、供热市场的预测方法

1.市场预测原则

供热市场预测属于长期预测，以5～10年为有效期限，应遵循以下三项基本原则。

（1）多因素原则。即充分考虑对供热市场变化起制约和影响作用的多个因素。

（2）拿来主义原则。在我国，市场、产品一般都有相应的主管部门进行行业归口管理，从这些归口管理部门获取的资料数据具有较高真实性和权威性，可以直接拿来为我们所用之。

（3）稳妥原则。在进行市场预测时，宁可把所处的经济环境考虑的困难些，而不可过于乐观，在此原则下，预测基调以中等略偏于保守为宜。

2.市场预测方法

在进行市场预测时，应依据预测目标，占有资料的情况，对预测准确度的要求，以及预测费用等因素，从多种预测方法中进行恰当的选择。针对供热市场的预测所涉及的种种情况，具有以下特点：

（1）不是产品开发或销售性质的预测。

（2）缺乏连续的可靠的记录数据。

（3）不需进行转折点判定。

（4）要求或尽可能低的预测成本。

通过以上分析,预测重点（或结果）应是对影响供热市场6种因素的发展趋势的预测。因此，供热市场预测宜采用趋势分析法。3.用趋势分析法预测供热市场

把影响供热市场因素排列并进行趋势分析，

影响因素：

国民经济循环周期、房地产业的发展、政策性因素、技术性因素、供热机构组织、环保因素

四、供热市场预测分析的类型

供热市场预测分为三类：

1.为已建成的生活区预测热负荷。

2.为新建区预测热负荷。

3.为新建的工业园区预测工业用汽负荷。第五节集中供热系统安全问题

集中供暖系统安全问题涉及到规划设计、施工建设、运行管理、维护检修等阶段，涉及市政、电力、燃气等多个行业，鉴于公共安全的重要性，有必要从多角度加以探讨。

一、对三起供暖系统安全事故的描述

2012年至2013年是一个严寒的冬季，根据气象资料，我国北方集中采暖区的冬季室外平均温度比历年低2～3℃。在这一采暖季中，我国北方的大型集中供热系统发生了多起安全事故。

从2012年11月30日起，哈尔滨、石家庄和济南3个省会城市相继发生了三起集中供暖系统的安全事故，根据媒体公开报道进行归纳整理，分别对三个城市集中供暖系统事故发生和延续时间、影响范围，事故发生原因和事故类型，事故处理措施等内容。

事故发生和延续时间、影响范围城市名纬度采暖期室外采暖计算温度事故发生时间事故延续时间影响范围哈尔滨45°41′10.18-4.14-26℃2012.11.303天251万m2

2.3万户石家庄38°02′11.17-3.13-8℃2012.11.3012天220万m2

2万户济南36°41′11.22-3.7-7℃2012.12.13天1200万m2

10万户事故原因和事故类型城市名发生事故的供热系统事故发生原因和事故类型影响程度哈尔滨哈尔滨热电厂出口150m文景街上的主供热管网管网上的补偿器和泄水阀门泄漏

事故类型：2（1）受损管网停运石家庄西郊供热公司的供热锅炉房5号锅炉炉膛爆燃，导致浅水冷壁开裂，5号锅炉停止运行

事故类型：1（1）失去全部热源济南黄台热电厂7号机组热网首站故障

事故类型：1（4）（5）（6）低负荷运行事故处理措施城市名技术措施社会措施政府官员出面哈尔滨成立应急处理指挥部，停止水网运行，抢修政府免费提供4000套房间安置困难家庭，送棉大衣、被褥、电暖气无石家庄成立现场指挥部，抢修5号锅炉，1、2、3号炉加紧检修。

在友谊大街新建一条供热管网，使华电集团热电厂与西郊供热管网连通备用向受影响住户发放2万台电暖气，受影响学校安装2100台空调器，政府出资租用两栋快捷酒店用于安置老人和儿童，调集32台燃油锅炉临时供暖，发放3300床羽绒被市委书记到现场指挥抢修，市长登门向市民道歉济南7号机组部分负荷运行，抢修热网首站故障设备，供热部门紧急启用了轻化热源厂的两台备用锅炉无无通过以上三个省会级城市集中供暖系统安全事故的描述，可以认为：

（1）大型集中供暖系统对于民众是刚性需求，与民众的幸福感有密切关系，18℃以上是幸福，16～18℃是较幸福，10～15℃是勉强幸福，停止供暖就不幸福。

（2）大型集中供暖系统的安全事故是刚性的，一旦发生，将直接对公众造成影响，如果在3天内不能排除，需要进行人员疏散撤离，对民众的影响较大，可算作公共安全事件。

（3）对于北方集中采暖区的政府部门，大型集中供暖系统的安全问题应引起重视。

目前，安全事故已经处理完，但找出安全隐患，总结规律性的问题，如何吸取教训，制定有针对性的措施，却值得我们探讨。

二、我国大型集中供暖系统的安全隐患

2012年8月，中国电力工程顾问集团公司曾对我国集中采暖区的八个大型供热电厂（单机容量均在300MW以上）和四家供热公司进行了一次与热源调峰有关的技术调研，发现若干与集中供暖系统安全有关的问题，现归纳并简述如下：

（1）热电厂普遍亏损、甚至无款购煤，无力技术改造扩大供热能力。

（2）热源备用不足，有的不满足60～75%的备用规定。

（3）缺少调峰热源，或无法以调峰方式运行。

（4）供热公司的收入难以支付必要的管网维护费。

（5）许多15年前投入运营的供热管网已进入故障多发期，如不维修（主要是对补偿器、阀门、位于高水位区的直埋管道的维修），将造成事故隐患。

（6）供热企业的税赋重，水电费均是商业价格，使企业难以获得维持基本维修所需的利润。

以上情况在我国的供热企业具有普遍性，我国城市供热事业发展较快，但欠帐也多，以上所述3个省会级城市的集中供暖系统安全事故在三天内发生，具有一定的偶然性，但也有其必然性。

三、集中供暖系统安全故障

以下分别列举集中供暖系统可能发生的安全故障的特点。

1.供热热源故障

供热热源包括热电厂和供热厂，在运行中可能发生的故障如下：

（1）锅炉故障，会减少供热量，可能构成公共安全事件。

点评：这类故障多会产生较严重的后果，是引起供暖系统安全事故的最主要故障。对于供热电厂，有关设计标准对此做出规定：当一台容量最大的锅炉停用时，其余锅炉出力应满足冬季采暖通风和生活用热量的60～75%，严寒地区取上限。在无其他热源的情况下，供热电厂的第一期工程，不宜将单台锅炉作为供热热源。

（2）热电厂电气故障，导致热网泵、补水定压泵失去电源，可能构成公共安全事件。

点评：应考虑停电故障问题，备用泵与运行泵宜分别接在不同段的电源母线上。

（3）热电厂汽机故障，可使用减温减压器供汽，一般不构成公共安全事件。

（4）热电厂热网首站的循环泵一台故障，可启动备用泵，不构成公共安全事件。

（5）热电厂热网首站的一台热网加热器故障，剩余的热网加热器可以满足70%的（最大）负荷，不构成公共安全事件。

（6）供热系统内部的管道部件及小设备损坏，属于短期可修复性事故，不构成公共安全事件。

（7）热网失水量过大（一般应保证热网失水量不大于总循环水量的2%），仅对供热系统长期经济运行有影响，不构成公共安全事件。

（8）供热系统突然超压故障，应在系统中设置超压泄压装置。

上述八种故障，应按单一故障准则考虑（即：不考虑几种故障同时发生迭加，因其同时出现的机率很少）。最为严重的一种故障（锅炉故障）可能影响降低供热量33%左右，此时热网可暂时低温运行，估计可平均维持室温11℃左右，如果故障排除时间过长，应分别启动备用调峰、备用安全锅炉。2.一次管网故障

（1）一次主干管网上的故障，可能是管道、补偿器、阀门泄漏。

点评：一次主干管网上的故障对供热系统威胁影响较大，影响所在主干管道所担负的全部用户，可能构成公共安全事件。可采取如下对策：其一，加强对15年以上的供管网干线的维护管理，发现问题及时排除。其二，运行管理单位应具备抢修的组织设施。其三，在主干管道上设置分段阀门。其四，在直埋管道保温层内设置防漏报警系统，以便准确地判断故障位置。其五，采用环状管网布置。

2012年底，住房城乡建设部办公厅以建办城函〔2012〕751号文发布关于开展《北方采暖地区集中供热老旧管网改造规划》编制工作的通知。

（2）一次分支管网上的故障，可能是管道、补偿器、阀门泄漏。

点评：是局部问题，只影响故障点所在分支管道以下的用户，不构成公共安全事件。

3.换热站、二次管网、用户的故障

是局部问题，不构成公共安全事件。4.其他因素可能引发的安全事故

（1）由气候奇寒引发的燃料供应问题

在气候连续寒冷超出正常年景时，可能导致热源供热不足，这只会使采暖用户温不达标，并不会对安全有影响，但应特别注意或预防供暖燃料供应问题，尤其是天然气供应问题，在此情况下，一般要采用适当的压保对策应对。

（2）大型热电厂缺煤停止供热

由于亏损严重，银行停止贷款，导致热电厂无力贮煤，停止供暖。

（3）供热企业濒临倒闭停止供热

由于欠债过重，供热企业无力进行正常的维修运营，主要设备维护不足，发生重大事故。

5.可能构成公共安全事件的故障归纳

锅炉、主热