武汉市城市集中供暖发展的研究.docx
- 文档编号:23784730
- 上传时间:2023-05-20
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:64.61KB
武汉市城市集中供暖发展的研究.docx
《武汉市城市集中供暖发展的研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《武汉市城市集中供暖发展的研究.docx(36页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
武汉市城市集中供暖发展的研究
武汉市城市集中供暖发展的研究
摘要
在当前的社会经济发展中,各种类型的现代化设施不断出现,集中供暖是以热水或蒸汽作为热媒,利用一个或多个热源通过供暖管网、热交换站等,向一个城市或城市中较大区域的各热用户提供暖能的方式。
集中供暖以其节能、环保和供暖质量好等优点,成为城市建设的重要基础设施,优化设计研究,对节约工程投资、降低供暖能耗、提高企业效益等有着重要的意义。
随着信息科学技术的飞速发展,在城镇集中供暖领域中,不仅对热力站流量、压力、温度等参数的检测与控制有高精度的要求,而且还根据城市发展的需要,热力站在供暖负荷允许的情况下还会增加新的管道和供暖用户。
随着供暖网的不断扩大,如何科学有效地控制和管理热网,提高热网的经济效益和社会效益,成为供暖企业急需解决的重要课题。
武汉市在长期的发展过程中还没有建成真正意义上的城市集中供暖系统,而社会生活对集中供暖的需求是比较高的,尤其是冬天气温比较低,对居民的日常生活造成了非常不利的影响。
为了改变这种不利的局面,就要在实际中采取多种有效的方式进行集中供暖建设,形成一种有效的现代意义上的供暖利用方式,具体来说文章主要是通过一下几个方面进行研究的:
首先是文章的绪论,对本文的研究背景、意义与目的、国内外研究现状进行了阐述,借助一定的研究方法实现研究效果提升的目的,并且形成了一定的创新点;第二章对武汉市城市集中供暖现状分析阐述,对武汉地区的区域供暖概况进行调查,对现状调查及系统评价,从社会经济发展的角度对集中供暖的必要性进行了分析,并对武汉市集中供暖存在的问题进行分析论证;第三章对武汉市城市集中供暖的可行性分析,对相关的基础条件、规划理论、供暖分区和热负荷预测等多个方面进行分析,明确了本地区在开展集中供暖方面的优势与劣势,为下面的研究奠定了基础;第四章对武汉市城市集中供暖的发展及其优化进行研究,明确了武汉地区集中供暖发展目标和发展的优化对策;最后一章是文章的结论与展望。
关键词:
武汉;集中供暖;问题;对策
Abstract
IInthecurrentsocialandeconomicdevelopment,themodernfacilitiesofvarioustypes,thecentralheatingiswithhotwaterorsteamastheheatingmediumusingoneormoreoftheheatbyheatingnetwork,heatexchangestation,toprovideheattoatownorcityinalargeareaoftheheatusers.Centralheatingintheenergy-saving,environmentalprotectionandtheheatingqualityisgood,becomeanimportantinfrastructureofcityconstruction,optimizationdesignandresearch,tosavetheprojectinvestment,reduceheatingenergyconsumption,improveenterpriseefficiency,hasaimportantsignificance.Withtherapiddevelopmentofinformationscienceandtechnology,inthetownsconcentratedinthefieldofheating,thedetectionandcontrolofnotonlythethermalstationflow,pressure,temperatureandotherparameterswithhighprecisionrequirements,butalsoaccordingtotheneedsofurbandevelopment,thermalstationinheatingloadallowedwillincreasenewplumbingandheatingusers.Withthecontinuousexpansionoftheheatingnetwork,howtoscientificallyandeffectivelycontrolandmanagementofnetwork,improvethenetworkofeconomicbenefitsandsocialbenefitsbecomeheatingenterpriseurgentandimportantsubject.
WuhanCityinthelongprocessofdevelopmentisnotbuiltonthetruemeaningofurbancentralheatingsystem,andsociallifeofcentralizedheatingdemandisrelativelyhigh,especiallyinwinterthetemperatureislow,thedailylifeofresidentscausedveryadverseeffects.Inordertochangetheunfavorablesituation,tocarryoutcentralizedheatingconstructionandtakeavarietyofeffectivewaysinpractice,theformationofamodernsignificanceoneffectiveheatinguse,specificallyarticleismainlythroughtheresearchofthefollowingaspects:
thefirstistheintroductionoftheresearchbackground,significanceandpurpose.Theresearchstatusathomeandabroadaredescribed,withsomeresearchmethodstoachievethepurposeofenhancetheeffect,andtheformationofacertaininnovation;thesecondchapteranalysesthecurrentsituationofWuhanCity,centralheating,carriesontheinvestigationtothesituationofdistrictheatinginWuhanarea,investigationandevaluationofthesystemstatusquo,analyzesthenecessityofcentralizedheatingfromtheangleofsocialeconomicdevelopment,andtheexistingproblemsofWuhancentralizedheatingwasanalyzed;thethirdchapterofWuhanCityconcentratedheatingthefeasibilityanalysis,carriesontheanalysistothemultipleaspectsofthefoundationcondition,planningtheory,districtheatingandheatloadprediction,clearthelocaldistrictincarryingoutthecentralizedheatingareasofstrengthsandweaknesses,forthefollowingresearchlaidthefoundation;thefourthchapterofWuhanurbancentralizedheatingdevelopmentandoptimizationresearch,cleartheWuhanareaconcentratedheatingdevelopmenttargetandCountermeasurestooptimizethe;thelastchapteristheconclusionandprospectarediscussed.
Keywords:
Wuhan;centralheating;problem;countermeasure
1.绪论
1.1研究背景、意义与目的
1.1.1研究背景
随着供暖体制的改革,国家能源结构的调整和环境保护的要求提高,使供暖能源结构发生变化,推动了供暖模式的推陈出新,正确分析、评价和选择适合本地特点的供暖模式尤为重要,经济社会的发展不仅仅是生活物质条件的丰富,更多的是相关生活设施的完善,只有这样才能真正实现生活水平提升。
实现供暖热源、供暖管网的优化设计及整个供暖系统的优化运行势在必行,虽然我国集中供暖发展迅速,但生产和输送的能耗仍很高在输送方面,大流量、小温差、高耗点的运行方式普遍存在,水泵电耗之大可想而知。
对于热水供暖来说供暖经营单位的热成本组成,除购热费是主要外,水泵的电耗开支占重要份额,因此采用先进的使用技术,设计和改造管网系统,充分挖掘系统节能潜力,特别是降低水泵电耗是系统节能的重要途径。
生活水平的提高为城市居民创造了一个良好的环境,在这种发展中如何实现生活质量进一步提升直接关系到社会的未来发展,因此要在实际中采用有效的方式实现城市居住环境的改善是非常重要的,从目前的发展来看,集中供暖是一个城市生活的重要组成部分,长期以来我国北方地区的集中供暖在南方地区还没有有效建立起来,为了改变这种不利的局面,就要对集中供暖现状进行优化调整。
集中供暖以其节能、环保和供暖质量好等优点,成为城市建设的重要基础设施,而我国北方城镇采暖能耗是建筑能耗的最大组成部分,因此集中供暖运行状况的好坏对于我国的建筑节能事业具有重要的影响。
多热源集中供暖系统,利用大型燃煤锅炉或热电厂作为主热源承担城市集中供暖基础负荷,小型燃煤锅炉或燃气锅炉承担峰值负荷,可以使供暖设备更多时间在满负荷下运行,提高各热源的供暖效率。
多热源联网运行可以提高集中供暖网的可靠性。
当某一热源或某一管段出现故障时,只要通过正确调节调度,就可以满足热用户的需要。
对于大型多热源集中供暖网来讲,如果由主热源按照运行调节曲线调节热网中的流量或温度,将会产生巨大的滞后性从而导致热网供暖的不均匀,因此应该按照各个换热站实际所需的热量进行调节,在热网供暖量充足的时候进行按需供暖,供暖量不足的时候进行均匀性调节。
城市集中供暖是指利用热电联产、区域锅炉、工业余热等热源通过热网向若干个街区乃至整个城市的热用户供暖。
城市集中供暖作为现代化城市的重要基础设施,是城市公共设施的重要组成部分,具有节约能源、减少污染、有利生产、方便生活的综合经济效益、环境效益和社会效益。
上世纪50年代我国将秦岭、淮河这一南北方分界线作为集中供暖的分界线,夏热冬冷地区则属于非传统集中供暖区,该地区的冬季室外气象条件多呈阴冷潮湿的特征,大部分地区最冷月平均气温在0~5℃之间,最高的也只有8℃,而非供暖房间的室内温度也仅比室外温度高2~5℃,冬季绝大部分时间室内温度低于卫生学要求的12℃下限,远远偏离环境热舒适的要求[1]。
武汉靠近传统南北供暖线。
近年来,随着经济发展和人民生活水平的提高,武汉等夏热冬冷地区的建筑供暖需求问题日益显现。
尤其是2008年以来的数度冷冬催生了各界对南方供暖的大讨论,因此,为满足人们工作、居住的热舒适要求,该地区的建筑有必要设置供暖设施。
早在1997年,原武汉市计委开始组织有关部门启动了“冬暖夏凉工程”的研究和“武汉市热电联产规划”,并将之纳入《武汉市国民经济和社会发展》“九五”计划和2010年远景目标纲要,提出要以已有热电厂为热源积极引导和达力发展集中供暖工程。
2006年1月,武汉市启动“冬暖夏凉”工程并将之列入“十二五”规划,目标是到“十二五”末,集中供暖覆盖区域达500平方公里,服务人口160万人。
2006年,该项目率先在武昌地区实施,主要是利用武昌、青山的热电厂发电以后产生的余热,通过铺设城市热力管网,对覆盖范围内的用户进行集中供暖和提供暖[2]。
2009年武汉市政府工作报告也提出:
“要加快热电联产电厂改造步伐,集中建设城市供暖系统,大力推进“冬暖夏凉”工程。
”政府在发展的过程中已经认识到武汉城市集中供暖大的重要性,并且从实际出发制定了相应的应对方式,希望通过更为有效的管理利用结构,实现整个供暖有效性的目的。
2013年武汉市两会上都提出了研究发展集中供暖事业,市发改委组织编制《武汉市集中供暖发展规划》,以期推动全市集中供暖的有序快速发展,既改善居民生活条件,提升城市功能,同时可实现能源的综合梯级利用,既是促进节能减排,全面落实科学发展观的需要,也是是建设生态宜居城市,提高人民生活质量的需要。
在这种情况下对武汉市集中供暖进行有效的研究是非常关键,是适应市场经济发展的一种有效方式,对改变传统意义上的片区供暖,实现生活质量提升有着积极的作用。
1.1.2研究意义
长期以来有关集中供暖方面,国内外进行了积极的研究,从市场经济发展的有效性出发,采取更为有效的城市供暖利用方式,对提高城市生活质量有着非常重要的作用,随着我国经济的整体发展,传统意义上的南北供暖利用方式不一致到问题被提上了日程。
冬季南方的低温潮湿一直以来影响到了居民的正常生活,因此要在实际中采取针对性的解决对策是非常重要的,文章从这种需求出发进行城市集中供暖研究能够在多个方面起到重要的作用。
从理论价值来说,对于国家非集中供暖的区域,尤其以武汉为典型的夏热冬冷气候的城市,集中供暖能切实改善居民生活品质,提升中部地区城市整体功能,但由受到政策、资源等多方面因素影响,国内相关研究存在很大争议,本研究拟分析该地区城市集中供暖发展的可行性,以期兼顾能源、环境、社会和经济效益等方面提出科学合理的规划,为该地区集中供暖事业发展提供科学的理论基础和指导。
由于地处长江流域,冬季天气寒冷,在缺乏供暖体系的支撑下,整个城市的日常生活会受到一定的影响,因此要采取有效的措施,对这种问题进行有效解决是非常重要的。
本文的研究是在国内外相关研究基础之上进行的,因此在丰富理论研究体系方面能够发挥一定的作用,是实现研究深入的有效方式。
理论研究的发展能够在很大程度上实现国内研究深入性的目的,国内更多的研究是借助市场发展实现的,这与国外的众多研究内容有着一定的差异性,文章的研究可以在一定的程度上实现国内外相关研究有效融合的目的,是实现国内经济有效发展的一种理论支撑。
除了在理论方面能够起到重要的作用之外,还能够在实践方面发挥一定的作用,武汉城市集中供暖是长期以来发展的重要目标,在社会经济快速发展的过程中,武汉整体经济发展水平不断提高,在这个过程中要认识到相关基础设施完善的重要性,从社会经济发展的全面性出发,构建一个更为有效的现代意义上的供暖利用模式,可以改变传统经济发展过程中出现的不利因素,从而实现本地区域范围内居民生活质量提高的目的。
通过调查武汉市城市集中供暖的现状,找出存在的问题,剖析发展的必要性,并科学分析发展的可行性,是否存在发展条件,是否存在发展前景,如何结合现有集中供暖资源制定科学规划,并提出推动城市集中供暖事业发展的优化对策。
武汉在开展城市集中供暖方面还存在着一些问题与不足,这些问题的存在对整个工作的开展是一种极大的挑战,因此要在实际建设中采取一种有效的应对方式是非常关键的,文章在分析的过程中对武汉开展集中供暖的实际价值以及需要面对的问题进行了分析,以此实现相关工作开展有效性的目的。
通过有效的研究实现理论研究与实践研究相互结合的目的,在确保文章研究有效性的过程中,还能够实现整个研究理论和实践有效结合的目的,从而创造一个良好的现代研究体系。
研究和建立热网分布式计算机监控系统,实现热网运行过程中的信息采集、信息集成、科学有效地控制和管理热网,为供暖企业各级领导、管理和生产部门提供辅助决策和优化手段,己成为许多供暖企业的迫切需求。
随着经济的发展,全国范围内环保、节能的要求越来越高,利用先进的科学技术,合理分配热量,让现有的热能充分发挥作用,为更多的用户提供更好的供暖服务是供暖企业的首要任务。
将自动化控制引入供暖系统中,对供暖系统的调节实现由手动到自动的转变,能满足新形势下的供暖需求。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究
国外在城市集中供暖方面进行了长期的研究,并且形成了多种类型的研究理论,这种研究是在实践发展的过程中实现的,因此在实际中能够起到积极的应对作用[3]。
从实际的分析来看,欧洲国家在这一领域内进行了长期的尝试,东欧较多国家夏季凉爽,冬季寒冷,他们主要采用集中供暖的方式,由于气候比较寒冷,为了实现应对寒流的目的,就要借助有效的供暖设施实现生活质量提高的目的。
但是要认识到首先采用集中供暖的是前苏联,作为社会主义国家的代表,在提高居民生活方面进行了积极的尝试,集中供暖就是在整个过程实现的,对提高整个社会的生活起到了重要的作用[4]。
目前俄罗斯也是世界上集中供暖较发达的国家之一,其城市集中供暖占总热量需求的86%,其中热电厂供暖占36%,大型及超大型锅炉房占46%[5]。
据俄罗斯有关专家报告在2003年俄罗斯已经有供暖汽轮机工作压力24与13MPa的热电厂162座,供暖汽轮机工作压力小于13MPa的热电厂大约450座,各种单机容量的锅炉房188700座[6],作为一个能源大国,俄罗斯在集中供暖方面进行了积极的尝试,并且取得了良好的效果,是对传统意义上城市生活的一种改变[7]。
此外美国、日本、丹麦、瑞典、德国等都是集中供暖发展较先进的国家,他们充分利用天然气、油、垃圾、生物能、热泵等作为集中供暖的主要热源,例如垃圾处理型热电厂,充分利用焚烧垃圾产生的热能,同时提取燃烧过程中的金属、有色金属和黑色金属加工成建筑材料,这样节约能源的同时有效的促进了经济效益[8]。
日本的集中供暖(冷)系统始建于1970年大阪的千里中央地区[9],迄今为止,已有132个集中供暖(冷)系统在运行,其供给区域面积为3648.8万平方米,供给建筑物的面积为36424万平方米.以普及率而言,巴黎约25%,柏林为18%,斯德哥尔摩为5%,而东京仅为6%,在发达国家中是比较低的[10]。
2000年以来,日本集中供暖(冷)系统发展速度较快,特别是以东京为中心的关东地区尤为明显,目前已占日本全国的60%[11],日本的集中供暖(冷)系统以小规模居多,并多用于办公楼等商务设施,用于住宅的比例仅10%日本集中供暖(冷)系统比较注重节能和环保,如采用热电供给系统,蓄热槽及利用城市废热作为能源等,以提高能源的利用效率。
相比较于其他国家而言,日本在这一领域范围内的使用效率是比较高的[12],作为一个能源匮乏的国家,为了实现能源利用效率最佳的目的,日本借助先进的技术进行相关的优化工作,在供暖的过程中采用了夺中国配套实施,能够将剩余的热量集中有效利用,避免了能源浪费带来的不利经济影响,同时对提高整个能源利用质量和效率也是非常重要的。
我国在开展相关的城市供暖的过程中[13],也要充分借鉴日本的优势,提高能源利用效率,不仅能够实现改善国内城市供暖现状,同时对提高整个环境保护也有着重要的作用,是有效应对环境恶化的一种积极尝试。
国外对于居住建筑供暖方式的研究工作起步较早,在20世纪70年代的能源危机以后,各国的研究重点在于降低供暖系统的能耗[14],提高设备的能效比以及改善空调房间的热舒适性,近年来,“绿色”和环保又成为其新的研究热点[。
日本的居住建筑供暖方式的研究和发展主要以“氟系统”为重点,20世纪90年代以前,日本在世界制冷剂式空调行业中占有60%的市场,并且在设备开发和控制技术上都处于世界最先进水平[15]。
这是因为日本地少人多,其住宅多属于高密度住宅,建筑结构较为紧凑,层高较低,不宜布置风管式空调系统。
另外VRV空调系统的节能性是其在日本得到广泛应用的最主要的一个原因,这是因为日本能源匮乏,煤、石油、天然气等都严重的依赖进口,而住宅空调作为能源消耗大户,对其节能技术的开发尤其受到重视[16],以上这些因素决定了VRV空调系统成为日本家用中央空调的主要形式。
多年来,国外一些学者在VRV空调系统仿真上做了大量工作,主要的研究集中在如何提高系统能效比(EER)以及系统的优化设计等方面[17]。
例如,Russellw.Oiffiht提出了采用季节能效比(SEER)来衡量空调系统连续运行时效率高低[18],并发现实时节空调系统能有效提高其季节能效比;S.A.Tassou研究认为变容量热泵在实际运行过程中比常规热泵节能10%以上[19];VBhael则研究发现变频技术应用于住宅空调系统,有良好的节能效果,相对于常规系统,变频空调系统节能效益可达20%-25%[20]。
户式中央空调(这里主要指水系统或风系统)在国外的研究始于20世纪70年代,如何降低能耗,提高经济效益是其研究的重点。
如JiChow等研究认为在亚热带地区(我国绝大部分处于这一地区)居民住宅空调系统适宜采用风冷热泵机组,同时还可以可提供生活热水[21];Ardehali研究了变风量、变温度空调系统在实际工况下的运行情况后指出,无论是满负荷还是部分负荷的情况下,这两种户式中央空调系统对于居住建筑有着良好的房间热舒适性和节能性[22]。
区域供暖系统在西方发达国家的应用相对较早,技术也比较成熟,美国的研究人员认为,区域供暖系统无论是在夏季冷负荷高峰期,还是冬季采暖时都可以充分利用该地区工业、垃圾焚烧以及热电联产的余热或者废热,具有良好的经济效益[23]。
美国学者D.M.Closkey博士则认为区域采用并蓄冷技术可以节约能源成本,起到“移峰填谷”的作用,例如美国德州的李氏学院采用蓄冷容量达19.47MWh的区域系统后每年分别节省约15.3万美元的运行费[24],从经济社会发展的全面性出发,不断实现相关技术应用效果提高的目的是非常关键的,美国在这一领域范围内进行了积极的研究尝试,并且采取了更为有效的现代意义上的结构利用模式,从而在一定的范围内能够实现降低经营成本的目的。
区域供暖是一项大型的复杂的空调系统,需要良好的控制系统才能保证其实际工况时运转良好,充分发挥优势。
因此,用于区域供暖系统的控制系统的研究成为这一领域的热点之一,例如,T.Kumamaru,T.UtsunomiyaY.Yamada等研究了一种故障诊断系统,其主要的作用在于维护区域供暖系统运行的稳定性[26];YeYoa,Zhiwei,Lina,zhijianHou等人则提出了一种应用于区域供暖系统优化控制模型,经过测试,系统实行优化控制后约节能10%左右[27]。
不论是集中供暖还是区域供暖,主要的目的是为了抵御严寒对生活带来的不利影响,从社会生活水平提升的角度出发,采取有效的应对措施是非常关键的,要认
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 武汉市 城市 集中 供暖 发展 研究