在国家新一轮经济建设高潮中,人民生活水平进入新的阶段,城乡一体化建设和新城镇化建设进程加快,集中供热将迎来更加广阔的应用领域。供热能源需求和区域结构矛盾更加突出,其经济增长和资源消耗同步增长,在能源生产供给矛盾中,受到各种能源供给结构矛盾的制约和挑战。如何在其供用热产业链条中加强综合热源和热网节能措施探讨应用,不断建立健全综合热源应用和节能热网应用的节能管理模式,是破解电热矛盾的根本出路,也是缓解发达区域生产生活用电以及居民供热电负荷利用的基本出路,更是保障节能降耗措施应用的有效手段。尤其通过优化供热产业链节能应用模式,从而最大限度地满足用户基本用热需求,需要我们不断优化整个热网节能模式构建与应用,进一步落实好整个产业链条的节能降耗实施措施,从热网建设管理的全过程构建应用节能模式热网,有效应对供热需求增长和能源结构矛盾,全面提升热力企业服务民生和服务经济建设的保障能力。
由此,本文针对节能模式热网构建应用,围绕优化热源综合利用形式、完善供热网络综合布局、落实网站监督管理措施,以及实施用户行为监督培养等环节,提出一些建议和思考。
1、优化热源综合利用形式
由于区域性供热网络大多单一依靠火力发电企业,在经济增长区域受到电热能源供应制约,能源结构单一的简单利用和日益紧张的煤炭资源限制,区域性电热负荷引发竞争,导致供热热源单一依靠火力发电厂的严重制约性。同时,发电企业非供热时段效益降低,供热时段还要挤占高品质发电热源供热,导致电负荷效益受到较大的影响。在用电负荷、用热负荷紧张矛盾中,电用户和热用户安全稳定供给难以同时满足。尤其是居民集中区域用热和工业用户集中用热相对较集中,供热热网受到多方制约和突发意外事件制约的安全威胁,单独依靠发电企业抽汽供热将受到严重的安全挑战,给发电企业带来经营效益和环保发展的生存挑战,其供热能效利用和经济效益受到制约。
较早时期突击上马的集中供热网络,多半是单一满足用热负荷需求下匆匆建设,没能综合考虑发电企业的综合效益和区域能源综合利用效益。这在以后的综合发展管理中,应当紧紧结合区域能源结构,综合发挥各种能源的有效利用形式,对应建设综合性集中供热热网,提高供用双方以及区域社会能源综合利用能力。
通常情况下建设供热热网应当采取两种以上的热源方式,并且最大限度地推广余热供热,这样能够有效发挥区域能源资源综合利用能力,从根本上落实能源综合利用和节能降耗目标。能够缓解单一热源热网故障期间的供用矛盾,较好地平衡热源企业和供热企业以及用户之间的供需关系,保障区域安全稳定供热模式的建立和应用。在一般热用户较为集中的区域热网建设,应当充分考虑区域热源供给形式,综合布局区域热网建设和供给网络,保障区域能源综合利用和稳定供热需求。对于较大供热负荷和较集中供热区域,尽量不宜采用单一热源供热方式,尽量更多地考虑区域综合热源的有效利用,建设安全经济保障可靠的多热源供热热网。
对于燃煤火力发电企业以及燃气发电企业并存的区域,在有效供热效益半径内,最好同时采用其供热热源。这样能够在电热负荷竞争阶段,以燃气机组调节该时段的供热负荷和发电负荷之间的矛盾和需求,同时在满足非居民供暖季工业用户供热时段发挥燃气机组的作用,不再采用燃煤火电机组抽汽供热的方式,能够有效减少因非冬季有限的工业供热需求导致的供热机组不经济的现象,这在机组发电和供热运营中合理解决能源综合利用和节能降耗目标的实施。同时,依托两种机组供热方式为主,辅以发展周边工业余热供热和发电机组余热供热,以减少对应发电机组电负荷紧张时段的热源竞争。这些基本的供给布局对应较集中供热用户区域,供热经济距离以外的少数供热用户群,可以单独考虑地热热源、城市中水热源以及用户自行燃气热源和局部太阳能热源的供给方式,有效减少远端用户对区域管网辐射经济性、供热效率以及热网节能和安全稳定性的影响,建设较为安全经济稳定可靠的供用热热网。
2、完善供热网络综合布局
不同能源结构对应建设不同供热热网体系,在综合考虑能源侧和能源侧利用形式下,对应考虑用户侧和用户能效经济利用水平,对应分析探讨和建设应用符合实际的综合热源供热热网。由此,结合区域能源结构和用户需求,积极探讨构建综合热源热网的有效形式,不断提高区域能源利用效率和用户满意度。
以火电燃煤机组或者燃气机组有效供给半径内的区域,对应燃煤火电机组的供热区域,若供热负荷超过1千万平方米,应当充分考虑对应现有火电机组抽汽供热和余热供热的方式,或者对应现有燃气供热机组的方式。远端辅以工业余热、用户燃气以及太阳能方式作为调剂,一般不宜另行考虑建设现有机组以外的供热机组,即便是超过了有效供热半径,原则上也不宜另行建设机组。可以综合考虑中级泵加压形式,或者借用较远端机组实施远端供热方式,这样也比单独另行建设供热机组较为安全经济,能够综合维护区域经济社会的协调发展和环保布局。另一种是供热用户较为集中且负荷没有超过1千万平方米,而且周边有效供热半径内没有现有机组,这样可以考虑建设燃气分布式能源站,能够有效解决区域“电热冷”负荷需求。对于远远超过供热有效半径的区域,尽量不宜考虑依靠远端机组供热方式,这种供热输送管网建设费用、远端运行费用以及效率和较少负荷收益,导致严重的安全经济制约。另外一种就是各种现有热源对应各种供热用户区域的供热形式布局。例如,较大型城市建设不匹配的边角区域供热,受到管网建设和运营效率的制约,就要考虑这些区域依靠地热、城市中水供热,因城市环保和效益的因素也不可另行考虑新建机组;工业余热集中的区域,可综合考虑工业余热供热方式;现有机组但电负荷紧张,在不能建设新机组的制约下,就要综合考虑机组余热供热和城市中水以及地热水供热的方式,不应考虑抽汽供热方式竞争用电负荷高品质热源;工业用热较为集中的区域,就要首先考虑机组余热供热,这样能够提升冷热周期内供热满负荷运营的安全经济可靠性。
综合热网有效节能建设与应用,要综合考虑区域能源结构布局和使用,在燃煤较为集中的区域就应发展燃煤火电机组供热为主的形式;在燃气较为集中的区域就要发展燃气机组供热为主的形式;在相对远离燃煤和燃气区域较远且没有现有机组的区域,就要综合考虑燃气分布式能源建设,综合供给“热冷电”的供热方式;在工业用户集中且能源紧张制约的区域,就要充分考虑发电余热改造机组供热以及工业余热供应居民供热;在超远端的较小负荷区域就要考虑城市中水、地下水热、用户燃气或者电热和太阳能的方式供热,能够从根本上解决多种能源的有效利用。
3、落实网站监督管理措施
换热站选址和设备系统选型以及及运行方式,都是节能
降耗的关键环节,其一级网、二级网以及换热站建筑质量监管,以及通过智能热网管理平台做好换热站集控运行监管,都是节能降耗的管理重点。
换热站位置很大程度上决定换热站效率和能耗,很多开发商所建换热站位置和整体质量不达标,较多区域的换热站没能建设在供热区域中心。给整个供热网络平衡和运行调整带来制约,很难建立以换热机组为中心的运行平衡网络,导致管网沿程阻力偏大和流量中心偏移,势必采取管道节流调整的方式硬性维持,很难经济有效地建立热网平衡,难以达到经济节能运行效果。所以换热站选址位置要尽量选择在供热区域中心,这样能够满足区域各端的供热效果,有利于区域热网平衡建立,减少设备系统间的硬性分配调整和人为运行调整,降低不合理运行工况以及人为调整系统运行导致的损失。其站内设备系统配置方式也应因地制宜优化,对于较大供热区域的换热站,其设备系统选型和配置,要依据换热站位置和区域供热方式,以及各个供热区域单元形式不断改进和完善。改变传统的大型换热机组采用形式和大容量电机采用形式,改进为对应区域供热流向单元对应分布小型的换热机组,分别供应一个区域单元。整个区域分成三至四个角向的单元,分别对应一个换热机组,各换热机组出口间在单元制基础上另外共联母管制,较低温度时段和供热用户集中季采用一一对应单元制,室外温度较高时段和供热用户较少季相应采取母管制运行。这样能够相应减少换热机组或者供热泵的运行数量,从而实现整个区域的节能降耗运行,减少传统大机组在任何工况小都要满机组运行的方式,较多时段出现“大马拉小车”的高能耗现象,以及有时依靠变频运行电机方式带来的设备投入,有效降低设备选型以及系统配置方式带来的能耗损失。
做好一、二级网和换热站建设质量监督管理,从源头上控制其节能降耗目标。目前,存在节能降耗的重点盲区是老旧管网、换热站不达标而企业草草接管,新管网建设缺少统一监管以及换热站建设不达标和其选址、选型、选室较差,其引发一系列的节能降耗的缺失和不到位,严重制约一、二级网和换热站运营降耗的是其二网管理主体缺失,有时维护运营管理不到位造成能源浪费现象较严重,要加大其建设、接管、运营以及责任主体的监督监管,确保各个环节节能降耗措施的有效落地。
加强二级网及换热站建设质量的政府职能部门监管以及合同约束管理。企业在定期联系政府职能部门做好监管工作的同时,要把质量控制目标和形式提前约束至建设合同条款。如果仍存在监管和约束行为效果较差现象,热力企业要把握热网准接合同的准入关,严格把关合同条款签订和现场监督实施。重要的大型小区建设企业要实施专项现场监督项目经理负责制,确保工程质量的优质可靠,在建设环节把好节能降耗措施的有效监管和落实。
加强二级网运营管理,在当前情况下要分别对应小区情况,尽量实施明确的小区业主或者单位管理制度,杜绝管理责任主体缺失造成的二级网设备系统维护不及时、不到位甚至缺失,以及小区居民不规范用热和违规违法用热行为的打击查处,形成责任明确的二网管理监管体系,确保二网的安全稳定经济运行,保障节能降耗措施的有效落实。
在智能热网有效建立应用中,通过智能热网集控运营管理平台,优化整个热网热平衡节能模式,加强换热站集控运行节能模式建立监管,通过智能集控平台集中运用运行调度经济曲线、二级网络热平衡分布控制、楼宇用户热平衡维持等形式建立集中智能化节能管控模式,在其日常智能运行调整中不断结合优化运行经济调度曲线、优化换热站节能模式建立、优化二级热网分布调整模式、优化用户群热负荷分布形式等集中智能节能调整优化和节能模式建立应用,有效保障供热节能降耗目标的可靠管理与实现。
4、实施用户行为监督培养
三级网用户侧是节能降耗的重点难点,更是热网链条中
节能降耗的关键点。其节能建筑、管网传输及配套系统、用户换热设备系统以及培养用户行为尤其重要。其用户侧节能降耗关系到建筑、设备系统选型及建设、热计量表计选型安装或者改造安装,改造形式以及设备设施选型应用形式、楼宇间设置、控制形式以及新旧节能建筑和墙体保温等形式,要加强各环节节能降耗措施探讨与实施。
节能建筑是用户侧节能降耗的重点,在新规划城镇小区
要确保应用节能建筑,可在政府职能部门监管,以及企业用户热网准入合同及早对接签订环节,进行有效的监督约束行为,确保新接入小区的建筑节能效果。对于老旧小区接入前的合同对接,也要采取合同约束的形式监督其用户进行相应的节能建筑改造,或者墙体保温和门窗保温措施的落实,确保接入前的有效控制与管理。
管网传输及配套系统也要实施超前的监督指导。对于新建小区也要实施政府职能部门监管和企业合同用户提前对接签订,约定其管网及其配套设施的质量标准,超前监督施工方工艺材料质量行为,确保其系统质量达标。对于老旧小区仍要在接入热网前尽量实施管网治理改造,实行合同签订约束形式,对应用户主体进行督促其改造落实到位,防范被动接入保温效果差的系统接入。
用户换热设备选型和施工安装环节的监管同样重要,新小区和老旧小区改造,都要采取合同及早对接签订的形式进行控制约束,实行超前的接入监督,对于没有按照要求建设和改造的设备系统,严禁盲目接入热网,防止接入后的被动管理,确保有效的监督提前落实到位。
用户热计量改造推广过程中,其新型节能型配套设备系统的选型和应用,直接决定着热计量改造实施应用后的实际节能效果。一是热计量表计本身的节能型选择十分必要,尤其在现有热计量装置局限和其没有明确规定型号要求的阶段,有效新建小区和积极改进的小区,如果不能很好地论证优化其表计选取型号,以及安装施工布局方式,将严重制约热计量本身以及表计和其安装配套形式带来的能耗损失,导致节能降耗管理不到位的新盲区,所以要加大热计量改造工程推广过程中的节能降耗措施落实。
用户良好的用热行为培养是用户侧节能降耗的有效措施,直接关系到全天候的节能效果。企业要宣传引导培育用户侧的良好用热行为,建立大家用热大家维护的和谐供热氛围,确保有效的用户行为建立与应用。可以针对用户建筑新旧形式和接入模式,以及用户行为习惯,培养热用户正确用热和倡导节能用热的良好行为方式。例如,新建节能保温效果好的小区开窗现象较多,老旧小区放水现象较多,要分别进行重点的用户行为习惯培养和约束。在节能降耗这个角度上加大其监督管理或者相应的维护治理,以防严重的管网老旧以及保温残缺造成的能耗损失,定期查处违规违法以及私接放水用热和不规范用热行为,加强监督巡视和集控温控调控,以及就地监管调控和关小阀门的形式进行调整落实,保护用户侧能耗不受到大的损失,保障节能降耗目标的有效控制与实现。
热网综合节能模式建立与应用是社会性复杂系统应用工程,在综合考虑多种因素中有效建设节能热网,不断借鉴城市集中供热区域的节能供热网络建设应用经验,不断落实各个供用环节的节能降耗措施。这是区域能源企业、发电企业、热力企业、用户以及区域社会间共同关心支持的公益事业,要在政府综合协调、企业综合布局、用户积极融入以及社会各界共同支持下,及时做好各个环节的落实和应用,有效发挥各个区域的职能职责作用,有效提升整个热网的安全经济可靠性。