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合肥市集中供热问题分析与思考

2021-03-31

工程与建设 2021年4期
关键词:耗热量夏热冬合肥

李 磊

(合肥热电集团有限公司,安徽 合肥 230061)

1 区域概况

夏热冬冷地区是长江中下游周围的一片区域,近些年来,随着人民生活水平提高,虽然夏热冬冷地区属于非强制供暖的地区,在我国北方的寒冷地区和南方的炎热地区之间的“过渡地区”,但是人们对采暖逐渐的有了更多的需求。

由于历史的问题的中国采暖线的划定,没有集中采暖,夏季炎热,冬季寒冷,居住建筑在夏热冬冷地区的居住适宜度比较差,由于夏热冬冷地区居住对采光和通风要求,所以阳台和窗户的开窗面积较大,如果室内没有采暖措施,湿度较大,体感温度会更加的寒冷。由于围护结构和北方的差异,保温性能也达不到北方的厚度,冬季的室内一般为8.5 ℃,达不到室内卫生温度的相关标准,如果仅靠围护结构的保温或者室内的灯光及人员的散热都是完全不能够保证的。

2 合肥目前的供热情况

合肥是夏热冬冷地区极具代表性城市,考虑综合性的因素,与北方集中供热的技术路线有所不同,北方城市的供暖的运营公司为当地成立的热力公司,购买大型热电厂以及发电厂的余热,再自行建设供热管网,城市的大范围集中供热敷设的一次管网多为高温热水管网。

合肥供暖时间短,一般为100 d左右。为提高管网的利用率,在20世纪90年代末开始,大范围敷设蒸汽管网,这样管网在非采暖期可以覆盖工商业等其他用户。热源利用的是燃煤的小型热电联产机组,多个热源点分散布置,多台循环流化床锅炉组成并行系统,各热源单独的多炉多机运行。蒸汽管网尽量联网提高保证率,采用“钢套钢”直埋蒸汽保温管,将热源的蒸汽系统通过管道输送到末端的用户,但是相比于北方的热水系统,蒸汽管网自身的温度较高、压力较大、保温厚度厚、热损失较大。蒸汽管网输送到居住小区热交换站为小型的汽-水换热站系统,在通过二级管网输送到用户的家中。

目前合肥供暖的使用方式习惯也和北方也有差异,北方城市强制采暖区的气温低,冬季采暖是生活的必需品,能使用集中供暖的地方都尽量采用集中供暖系统,没有集中供热系统,也会安装其他系统来供暖。集中供暖多采用按面积收费的方式,计量收费不多,虽然国家近些年推行供热的分户计量体系改革,但是在集中供暖的北方城市较难推行,一直以来的供热习惯,热表的较高的维护费用导致热力公司的抵制。由于是按面积计量,所有的房间的暖气都是应开尽开,为保证室内的温度能够达到设计的温度,提高站房的出水温度,保证最不利条件下的供水温度,也造成了能源的浪费。合肥的冬季的室外最低温度没有那么的低,但是通过近十几年的集中供热市场的培育和发展,人们对供暖的意识逐步的提高,多采用集中供暖、燃气壁挂炉空调等多种方式,使用方式和习惯与北方城市有差别。收费方式也有不同,老旧小区全部采用按照面积的收费方式,2004年以后建设的集中供暖小区基本全部推行分户计量收费方式,一户一表,独立进行控制,每个房间的暖气片上也有温控阀可以进行调节,通过计量收费的方式,引导了城市居民用户增强节能方面的意识,养成了离家关阀的习惯,这就是不同收费对用热习惯的影响。

3 实际数据分析

《城镇供热管网设计规范》(CJJ 34-2010)中第3.1条推荐采取节能措施的住宅建筑的指标为40~45 W/m2,经过模型理论计算在合肥采取节能措施的住宅建筑采暖设计的热负荷指标为35W/m2,和规范相比,低于CJJ 34-2010中的热负荷指标,由于CJJ 34-2010和其他相关的规范中所列的热指标并没有规定范围,仅为国家强制采暖区的推荐性指标,不包含夏热冬冷区域,合肥在围护结构和外部气温等诸多方面与北方地区有较大的差异,所以在采暖设计时,需要根据建筑物的实际材料的保温性能详细计算,单栋楼包含立管的热损、二次管网热损等,一味套用规范进行负荷的估算,只会使设计的余量越来越大,结果就是造成设备选的过大,包括换热器和水泵等主设备,设计负荷与实际负荷之间的偏差不仅增大了初始的项目投资,在今后的运行使用中会造成不经济运行。也会造成在庭院二次管网的设计中管径加大,管径运行的实际工况与实际工况的不匹配,运行中容易发生水流不畅,速度较低,产生管网的脏堵,维护成本和热损率提高。

提取合肥热电集团有限公司统一运行管理的碧水源小区和书香苑小区两个成熟小区2018-2019年的运行实际数据,碧水源小区总面积约为13万m2,供热面积6.7万m2,书香苑小区总面积为8.2万m2,供热面积为6.1万m2,两个小区建设都超过10年,入住率均超过90%,但碧水源小区按计量收费的供热开通率为52%,书香苑小区按照面积收费的供热开通率为74%,供热使用率都低于北方的城市。

对比典型日的两个小区蒸汽流量计的蒸汽瞬时流量曲线,按面积计量的书香苑小区的实际运行曲线比较平稳,变化幅度不大;按表计计量的碧水源小区的实际运行曲线波动明显,在工作日中明显能从曲线中看出在早晨有集中关闭采暖户内的阀门使得整个小区有蒸汽流量下降的情况,在下午下班后有集中打开采暖的户内阀门使得整个小区有蒸汽流量上升的明显量的一个波动。

从实际综合运行的数据来看,选取碧水源小区最冷典型日最大小时每平方米耗热量为27.17 W,而书香苑小区则达到了43.55 W,按面积收费的书香苑小区的单位小时平方耗热量比按表计收费的碧水源小区的单位小时平方耗热量多了很多,达到了将近一倍。

实际数据中比较原有设计的耗热量的参数,与典型日中实际耗热量差距很大,设计的碧水源小区耗热量的参数为每平方米48 W,设计的书香苑小区耗热量的参数为90 W,书香苑小区的热指标将近放大了一倍。

小区中的二级管网的损失也很高,这可能跟小区的供暖系统已经运行超过十年了有很大的关系,二级庭院管网(包含楼内立管)立管和换热站内的综合损失率超过30%,与CJJ 34-2010中5%的管网损失热指标也有很大的差距。

4 结 论

夏热冬冷地区的集中供热系统中不同的围护结构、不同的用热习惯和不同的计量方式等对集中供热的热指标有较大的影响,所以在设计整个集中供热系统中都应该考虑相应的因素,对不同的因素进行详细的分析计算,绝对不能直接按照规范套用设计热负荷,否则,运行中就会偏差过大,加重运行负担,管网和站房的经济性就无法实现了。

通过按面积和按表计两种不同的典型小区分析,按照面积收费小区蒸汽流量的波动变化幅度小一些,按照表计计量收费小区蒸汽流量的波动变化幅度明显一些,且用户会根据自身用热的需求进行使用,整个的指标会比按面积的小很多。

鉴于此次分析,对于新建的合肥市居住建筑建议全部采用分户计量系统,参考运行成熟小区的实测数据,采暖设计中最大小时每平方米耗热量指标不应高于30 W。同时,要在设计中详细进行计算分析,包括进入小区的管网管径、用户换热站房内主要设备的设计选型、庭院内部二次供热管网以及楼内立管都要进行综合分析和计算,在保证取暖效果的同时保证节能的效果,从而实现经济的运行。

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