一、供熱行業(yè)科技發(fā)展建議研究內容
1.熱源部分
。1)循環(huán)硫化床技術在供熱中的應用
我國是燃煤大國,雖然一些城市開始利用天然氣采暖,但從整體看,我國能源結構以煤為主的狀況近期不會改變。供熱系統(tǒng)所用燃料仍將以煤為主,為了保護環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,必須大力發(fā)展?jié)崈裘喝紵夹g,減少S02、NO.和C02等有害氣體和粉塵的排放。循環(huán)硫化床鍋爐是潔凈煤燃燒成熟的技術。我國在開發(fā)這項技術上做了很多工作,目前35t/h和75 t/h鍋爐國內已有成熟產(chǎn)品,國內已有部分城市的集中鍋爐房也開始應用。未來幾年應總結和推廣此項技術。并在此基礎上研究開發(fā)更大容量的循環(huán)硫化床鍋爐,以便應用在熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱系統(tǒng)中,并對循環(huán)硫化床鍋爐的使用進行經(jīng)濟技術分析和評估。
。2)熱水鍋爐給水除氧問題的研究
熱水鍋爐除氧問題是一個尚待解決的問題。目前一些供熱鍋爐房常用的除氧方法,在各鍋爐房使用效果不一致,很有必要進行調查研究、總結交流以提高除氧效果;對除氧效果較好織攻關(如海綿鐵粉過濾式除氧等)進行研討;并開發(fā)除氧新技術。
。3)小型燃煤鍋爐脫硫技術研究
燃煤鍋爐是S02污染的主要源,而中小燃煤鍋爐尚缺乏脫硫效果較高而投資較低的脫硫技術與方法。對中小型燃煤鍋爐燃燒中脫硫及脫硫(煙氣脫硫)技術進行研究、開發(fā)適合中小燃煤鍋爐使用,經(jīng)濟、高效的脫硫技術。
。4)燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)的設計和運行
隨著我國能源結構的調整和對城市環(huán)境保護的日益重視,從有效利用能源的角度來看最合理方式是發(fā)展適度規(guī)模的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠。通過一些單位在開展燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)的調研、立項設計和建設中出現(xiàn)的問題和解決辦法,提出發(fā)展燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱系統(tǒng)的相關技術和政策。
主要內容包括合理確定燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)的規(guī)模以及研究合理的運行調節(jié)策略。
2.輸配管網(wǎng)
。1)多熱源供熱系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行、調節(jié)及控制方式的研究
近年來已有一些供熱企業(yè)實施多熱源供熱系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行,普遍反映可以優(yōu)化生產(chǎn)和運行,提高供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟和安全性。因為實現(xiàn)多熱源供熱系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行具有很多優(yōu)點,因此今后將有更多有條件的供熱系統(tǒng)實行聯(lián)合循環(huán)。由于我國國情實施聯(lián)合循環(huán)運行的手段和設備與北歐不盡相同,需要研究適合我國國情的聯(lián)合循環(huán)運行技術,總結已有聯(lián)網(wǎng)運行的經(jīng)驗,完善已有聯(lián)網(wǎng)運行的技術和措施,取得更好的效益。在此基礎上研究適合我國國情、不同控制水平的聯(lián)網(wǎng)運行、調節(jié)方式。
。2)實現(xiàn)計量收費改革后集中供熱系統(tǒng)的運行調節(jié)和控制技術研究
實現(xiàn)計量收費后用戶能夠自由調節(jié)供熱量,供熱系統(tǒng)將由定流量質調節(jié)變?yōu)樽兞髁窟\行的方式。系統(tǒng)的供熱參數(shù)、控制模式將發(fā)生質的變化,目前尚缺乏實際運行經(jīng)驗和系統(tǒng)的理論分析。
主要內容包括計量收費后熱負荷變化規(guī)律的研究;集中供熱系統(tǒng)的運行調節(jié)和控制技術研究;配套調節(jié)設備(如調節(jié)閥、溫控閥、氣候補償器等)的開發(fā)和應用。
。3)不銹鋼制設備應力腐蝕破裂對策研究
隨著不銹鋼制成的波紋管補償器和板式換熱器等設備在供熱系統(tǒng)中的大量使用,設備因應力腐蝕破裂的事故頻頻發(fā)生。由于該類事故隱蔽、突發(fā)性強,對供熱系統(tǒng)正常運行是一重大安全隱患,需要在事故調查的基礎上分析基理,研究防治對策。在事故調查的基礎上,分析腐蝕成因、腐蝕失效的形式,研究適合的防治對策
(4)分布式變頻系統(tǒng)的研究和開發(fā)
目前區(qū)域供熱一般采用依靠熱源(或熱力站)主循環(huán)泵來調節(jié)控制末端壓差,由各末端閥門來控制各用戶的流量。理論研究認為分布式變頻泵系統(tǒng),即各末端采用變頻泵來代替閥門,完成末端流量的調節(jié),由于沒有閥門的節(jié)流損失,其動力輸送效率較一般的閥門調節(jié)系統(tǒng)高,具有很好的經(jīng)濟性,同時若分布式變頻泵系統(tǒng)水泵的特性選擇合適,與相應的閥門調節(jié)系統(tǒng)相比,還具有水力穩(wěn)定性好,易于調節(jié)的特點。分布式變頻泵系統(tǒng)的開發(fā)關鍵,在於系統(tǒng)的設計、泵的選擇和控制。需要通過工程應用和論證,以便推廣。
主要研究內容為分布式變頻泵的設計、泵的選擇和控制技術;以及分布式變頻泵系統(tǒng)工程的開發(fā)。
。5)綜合并優(yōu)化治理系統(tǒng)水力失調技術研究
現(xiàn)有集中供熱二次網(wǎng)系統(tǒng)普遍存在水力失調問題,目前較為有效的治理方法是在滿足末端用戶資用壓頭的前提下,在近端用戶系統(tǒng)入口安裝自力式流量調節(jié)器以消除剩余壓頭,使之實現(xiàn)各環(huán)路阻力平衡,回收用戶過熱損失的熱量達到節(jié)能目的。近年來,有些單位在系統(tǒng)末端用戶處安裝加壓水泵提高資用壓頭,解決末端用戶暖氣不熱的問題,擴大了供熱面積,增加了企業(yè)的效益。兩者綜合并優(yōu)化治理水力失調,不僅可以回收用戶過熱損失的熱量,而且可以充分利用剩余壓頭降低水泵的電耗。末端用戶安裝加壓泵的方法,也可以用以平衡戶內系統(tǒng)各環(huán)路的阻力,克服近端用戶(熱網(wǎng)阻力。┻^熱,末端用戶(熱網(wǎng)阻力大)過冷的現(xiàn)象。
主要內容:綜合并優(yōu)化治理水力失調機理和計算;研制適合選擇的高效變頻水泵系列;建立實驗點。
。6)熱力站合理規(guī)模及控制技術的研究
我國傳統(tǒng)常規(guī)室外供熱系統(tǒng)多采用集中式熱力站,有時一個小區(qū)只設一個熱力站,規(guī)模從5~40萬m2不等。以往供熱系統(tǒng)為定流量系統(tǒng),各用戶間流量分配變化不大,采用這種系統(tǒng)是合適的。但對于變流量系統(tǒng),當用戶流量變化很大時,雖然用戶相互干擾可通過入口加壓差控制器消除,同時還可通過對循環(huán)泵的調速,控制最遠端用戶壓差維持不變,但水泵的工作將在很大范圍內變化,致使泵的效率大為降低,而且隨著管網(wǎng)的擴大這一點更加突出。因此,應通過技術經(jīng)濟比較,合理確定熱力站的規(guī)模。
熱力站的控制技術在整個控制中占著基礎和關鍵的位置,目前各城市都在搞,但控制策略、水平和效果相差很遠,應通過研究尋找適應不同條件的合理模式。
主要內容為熱力站合理規(guī)模的研究;熱力站控制技術的研究。
(7)新型環(huán)保保溫材料的研制與開發(fā)
當前熱水直埋保溫以聚氨脂硬質泡沫為保溫材料已比較成熟,但原材料生產(chǎn)對環(huán)境有污染;蒸汽直埋保溫管還有耐溫及結構等諸多問題尚待解決,因此一些單位正在進行新型環(huán)保材料高溫直埋管的研究。如飄珠混合材料(俗稱球硅)以粉煤灰為主,與有機材料發(fā)泡劑混合成保溫制品。
主要內容為新型保溫材料產(chǎn)品配方的優(yōu)化研究,預制保溫管生產(chǎn)相關設備的設計與開發(fā),新產(chǎn)品試點相關測試及總結提高。
3.其他
。1)熱計量收費方法的研究。研究熱費的構成因素或各部分合理比例范圍;提出適合的收費方法。熱計量專用流量計的開發(fā)與研制,解決流量計的磨損和堵塞問題:熱分配表的研制和開發(fā),建立散熱器蒸發(fā)量標定裝置及標定方法。
。2)計算機信息技術的應用。企業(yè)信息化是國民經(jīng)濟信息化的基礎,也是企業(yè)加強和改善經(jīng)營管理、適應市場和技術發(fā)展的重要措施。2001年1月26日國家經(jīng)貿(mào)委、信息產(chǎn)業(yè)部、科學技術部在北京共同發(fā)起“企業(yè)信息化工程”并召開了“企業(yè)信息化推進大會”。企業(yè)信息化工程已經(jīng)提到了議事日程。供熱企業(yè)的信息化工程落后于其他行業(yè)。大部分供熱企業(yè)在信息化工程方面尚末起步,但都已初步認識到信息化的重要作用。對此進行一些摸索、找到供熱企業(yè)信息化管理的標準模式,以點帶面,能推動全行業(yè)的信息化工程。
供熱企業(yè)信息工程的研究和開發(fā),供熱企業(yè)信息化工程的調查;供熱企業(yè)信息管理系統(tǒng)設計方案;供熱企業(yè)信息管理系統(tǒng)功能的研究和開發(fā);集中供熱系統(tǒng)監(jiān)控技術研究,建立中心網(wǎng)站為供熱企業(yè)提供信息服務
。3)熱水系統(tǒng)夏季供冷技術的研究和開發(fā),目前國內,絕大部分熱水系統(tǒng)夏季停運,少部分系統(tǒng)夏季供應生活熱水。非采暖期供熱系統(tǒng)基本處于閑置狀態(tài)。利用現(xiàn)有供熱設施發(fā)展夏季供冷是提高供熱系統(tǒng)設備利用率、增加供熱企業(yè)經(jīng)濟效益的有效途徑。
儲熱技術的研究和開發(fā),調研國外儲熱技術的現(xiàn)狀和已有儲熱設備;研制開發(fā)適合我國國情的儲熱技術和儲熱設備。國外通常采用儲熱技術解決熱、電生產(chǎn)或熱生產(chǎn)與用熱需求間不平衡的矛盾,以達到提高熱源設備利用率;增加經(jīng)濟效益的目的,國內尚未開發(fā)利用該項技術。目前國內有些供熱企業(yè)由于各種條件的限制,需要采用儲熱技術來解決運行中不均衡的矛盾。
供暖多元化的研究。由于我國能源結構的調整和采暖收費體制的改革,采暖方式正在向多元化發(fā)展,目前各種采暖方式在技術和經(jīng)濟評估上有很大爭論。因此,需要結合各地區(qū)、各單位的具體情況進行分析,提出各種采暖方式的優(yōu)缺點及其適用范圍。
二、供暖技術中有關問題的認識
1.分戶熱計量技術的實施
近幾年,我國大力推行分戶熱計量技術,但是該項技術的實施仍有一些技術問題需要進一步解決,如系統(tǒng)的水質、儀表的使用壽命、計量后的收費方法的原則等。從目前該項技術的應用效果看,也暴露出一些實際問題,因此針對我省的情況,建議采用建筑物以單元的方式進行熱計量的過度方法,并同時對其他方式進行應用研究。
對于舊房的供暖系統(tǒng)分戶計量改造應在改造供暖系統(tǒng)的同時對圍護結構加以改造,以期降低能耗達到節(jié)能的目的。
2.供暖的能源形式
隨著我國能源利用技術的發(fā)展,多種能源形式的供暖方式也應運而生。并逐漸得到推廣應用。但是就其我國能源結構和能源的利用率來分析,以煤為燃料的供熱熱源仍是供熱的主要熱源方式。
在國務院八部委建城[2003]48號文件中明確指出:城鎮(zhèn)公共建筑和住宅小區(qū)的供熱采暖系統(tǒng),凡有條件實施集中供熱的,應積極采用集中供熱方式。就其我省的情況看,集中供熱方式仍是主導方向。對于具體地區(qū)可根據(jù)能源情況,確定供暖方式和采用的能源。
對于近幾年出現(xiàn)的采用電為熱源的幾種采暖方式,在有的地區(qū)被宣傳為大力推廣的采暖技術,但是就我國電力生產(chǎn)和整個采暖地區(qū)的電力供應來看,電能供暖不能成為熱源的主要形式。首先是我國對電力的預測,在近些年內,我國仍為電力緊張的局面,并且我國目前仍以火力發(fā)電為主,而火力發(fā)電輸送到用戶時效率僅在30%左右,而區(qū)域鍋爐房的運行熱效率按節(jié)能標準規(guī)定可達68%以上。因此,從目前的電力生產(chǎn)情況看,采用電力作為供暖熱源在能源利用上是不合理的使用方式。
基于以上的情況,在2001年頒布的《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》采暖部分中有關電采暖的應用作了以下規(guī)定:
符合下列條件之一,經(jīng)技術經(jīng)濟比較合理時,可采用電采暖:
。1)環(huán)保有特殊要求的區(qū)域;
。2)遠離集中熱源的獨立建筑;
。3)采用熱源的場所;
。4)能利用低谷電蓄熱的場所。
除作了以上規(guī)定外,還在條文說明中強調:合理利用能源,提高能源利用率,節(jié)約能源是我國的基本國策,用高品位的電能直接用于轉換為低品位的熱能進行采暖,在能源的合理利用上存在問題,一般情況下是不合適的。
針對我省能源情況,對于供暖的熱源應發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的城市供熱熱源,沒有熱電聯(lián)產(chǎn)熱源的地區(qū)應建立大型的區(qū)域鍋爐房,作為城鎮(zhèn)供暖的主要熱源。當然各地可因地制宜的開發(fā)利用當?shù)氐哪茉催M行供暖,如地熱水等。
3.地板供暖方式的應用
地板供暖近些年發(fā)展較快,由于該種供暖方式具有諸多優(yōu)點,已被建筑開發(fā)商和購房者接受。但是該種供暖方式的應用也暴露一些問題,如管材使用壽命、施工質量如何保證、加熱管漏水、系統(tǒng)的維修等問題。這些問題的出現(xiàn)令人堪憂。甚至有的專家提醒人民,該種供暖方式如不提高材料和施工質量,在以后該種供暖方式在使用中會出現(xiàn)大的問題。這樣就不免使人們考慮到如何采用應急的措施,總不能讓人們全部破壞地面進行維修。對于這樣嚴重的問題,不得不使人們冷靜的對待該項技術。
對于現(xiàn)有地板輻射供暖一旦出現(xiàn)加熱管出現(xiàn)較大面積漏水一些專家認為:破壞地面進行大量維修是不可能的,但可以利用地板采暖系統(tǒng)中的豎向供回水管在各戶再進行分戶環(huán)路的散熱器供暖,這不失為可行的補救辦法。
如果想要改變地板輻射供暖可能出現(xiàn)漏水的維修問題。應從構造上改變現(xiàn)有作法。目前,日本和歐洲有的地方已不再采取我國現(xiàn)在的地板采暖構造形式。而是改為模塊式的預制 構造。在現(xiàn)場拼接即可。該種方式即提高了工程質量和施工速度,也有利于維修。該種構造的產(chǎn)品目前國內已有企業(yè)生產(chǎn)。
總之,該種供暖方式必須在材料和質量上把好關。建設部已于2003年組織專家編制了該項技術的行業(yè)標準。計劃2004年上半年發(fā)布實施。這將規(guī)范該項技術的應用和發(fā)展。
三、關于加大力度發(fā)展黑龍江省的空調制冷產(chǎn)業(yè)的建議
1.黑龍江省發(fā)展暖通空調制冷產(chǎn)業(yè)的基礎
。1)黑龍江省是我國暖通空調產(chǎn)業(yè)的老工業(yè)基地
新中國成立后,迎來了工業(yè)建筑第一次高潮,前蘇聯(lián)援建了156項工程,這些工程帶進了前蘇聯(lián)的采暖通風與工藝空調技術和設備。這時哈爾濱松哈機械廠是國內最早的采暖、通風等設備的制造廠,主要生產(chǎn)工藝所需的采暖通風產(chǎn)品,如暖風機、空氣加熱器、除塵器、過濾器、通風機等。成為我國生產(chǎn)采暖、通風設備的工業(yè)基地。20世紀60年代隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展,哈爾濱開始了空調生產(chǎn)的歷史。松哈機械廠更名為哈爾濱空調廠,這是國內的第一個空調機廠。同時,又分出二個分廠,一是哈爾濱機械廠,專門生產(chǎn)工業(yè)除塵設備。
90年代改為哈爾濱空調股份有限公司,這家國家大型企業(yè)已成為我國各類電站空冷與電站空調、民用空調產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。
(2)空調產(chǎn)品不斷更新,為國家填補多項產(chǎn)品空白
1965年哈空調機廠與哈建工學院合作研究成功LHR-20A型熱泵恒溫恒濕空調機組。提出應用輔助冷凝器作為恒溫恒濕空調機組的二次加熱器的新流程,此流程在國際上是首次提出的。
1972年研制出我國第一臺大型裝配式金屬空調器(JW型空調器),廣泛用于工業(yè)和民用空調上。
1978年首創(chuàng)國內第一臺可移動式大型除濕機。
20世紀80~90年代是暖通空調技術發(fā)展最快的時期。這時期是我國經(jīng)濟轉軌時期,為暖通空調提供廣泛的市場,空調由以前主要的工藝空調轉為民用。哈空調在這個時期仍保持著工藝空調的優(yōu)勢,開發(fā)出許多高水平的新產(chǎn)品。如:
1982年,開發(fā)出國內第一臺丙酮熱管換熱器;
1984年,開發(fā)出國內第一臺大型電站空調機組;
1989年開發(fā)出我國第一臺大型蒸發(fā)冷卻式空調處理機組;
1990年研制出我國第一臺大型直接蒸發(fā)式空氣處理機;
1995年研制出我國第一臺大型核級空氣處理機。
。3)哈空調具有生產(chǎn)暖通空調產(chǎn)品的先進加工手段
從“六五”開始,哈空調先后引進了美國和英國多功能繞片機、雙金屬軋片機和高速沖床等設備;引進意大利的發(fā)泡設備、國產(chǎn)的噴塑生產(chǎn)線、數(shù)控折彎機、意大利的板翅高速沖床、數(shù)控剪切機等設備;熱工性能試驗室具備對空調產(chǎn)品、換熱元件等進行多種實驗。
(4)黑龍江省擁有暖通空調人才,這是我省的一大特點
1952年在哈工大成立供熱、供燃氣與通風專業(yè),完全按前蘇聯(lián)的模式開始培養(yǎng)全國首批五年制本科生,于1956年畢業(yè)。到20世紀末,本專業(yè)累計為國家輸出3000多名本科生。該專業(yè)1981年獲國家首批碩士學位授予權;1985年獲本專業(yè)全國唯一博士學位授予權,并同時獲在職人員申請碩士學位授予權;1991年建立土木水力學科博士后流動站。這充分表明黑龍江省暖通空調專業(yè)擁有雄厚實力和國內知名的專家和學者。
2.黑龍江暖通空調產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的建議
。1)繼續(xù)保持工藝空調發(fā)展的特點
哈爾濱空調機股份有限公司是電站空調和核電站空調的生產(chǎn)基地,在保持本特色的基礎上,應配合黑龍江制藥業(yè)的發(fā)展,面對國際上藥品的激烈競爭,尤其是我國加熱WTO后,藥廠的生產(chǎn)環(huán)境更有過硬,才能使我們?yōu)橛诓粩≈亍R虼,應大力研究與發(fā)展藥廠凈化空調,開發(fā)凈化空調產(chǎn)品。
(2)戶式中央空調將會成為我國21世紀空調產(chǎn)品發(fā)展方向之一
黨的十六大描繪了全面建設小康社會的宏偉藍圖,為全省人民創(chuàng)造健康而舒適的人居環(huán)境必定是全面小康的目標之一。因此,戶式中央空調將會成為創(chuàng)造健康而舒適的建筑環(huán)境不可缺少的技術,也就是要以最小的能耗創(chuàng)造健康、舒適、環(huán)保型的建筑環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展之路。應開發(fā)制冷量在7~80kW范圍的戶式中央空調,為單元面積在80~600m2的住宅、小型辦公樓、復式公寓等提供室內環(huán)境控制技術與設備。
。3)加速我省熱泵空調產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
黑龍江具有實現(xiàn)熱泵空調產(chǎn)業(yè)化的基礎,同時,熱泵空調是解決采暖、空調的能源與環(huán)境問題的有效途徑之一。因此,我省應進一步提高熱泵技術的創(chuàng)新能力,加速我省熱泵的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,形成熱泵產(chǎn)業(yè)的新增長點。可開發(fā)的產(chǎn)品主要有:
適應寒冷地區(qū)應用的空氣源熱泵冷熱水機組;
小型水/空氣熱泵機組;
水/水熱泵機組等。
。4)發(fā)展蓄能系統(tǒng)勢在必行
隨著城市邁向現(xiàn)代化,城市用電結構不斷發(fā)生變化,其中用在建筑物空調系統(tǒng)的電力負荷比例日益增加。由于空調系統(tǒng)用電負荷一般均在白天用電高峰階段,在電力谷荷段用電甚少,因此空調系統(tǒng)用電量極大地加劇電網(wǎng)的峰谷負荷差。而中央空調中,制冷系統(tǒng)的用電量通常占整個空調系統(tǒng)用電量的40~50%,如果能把制冷系統(tǒng)的部分甚至全部用電量轉移至夜間電力低谷時段,則對平衡負荷,提高電網(wǎng)負荷利用效率產(chǎn)生十分積極的作用。因此,“蓄能空調”就成為電力部門和空調制冷界共同關注的目標。我們應抓住機遇,大力發(fā)展蓄能空調。
。5)積極開發(fā)能夠防治生物污染的空調產(chǎn)品
空調產(chǎn)品的任務不僅僅要使建筑物內空氣的溫度、濕度、空氣流速等維持在人們感到熱舒適的范圍內,還要通過適當?shù)募夹g處理措施保證室內良好的空氣品質。因此,要開發(fā)健康空調,或開發(fā)空氣凈化設備。
四、結束語
黑龍江省地處高寒地區(qū)供熱是人們的生存需要,發(fā)展供熱行業(yè)的產(chǎn)品和技術對地方經(jīng)濟具有重大作用。我省在20世紀60~70年代是國內知名的空調產(chǎn)品的生產(chǎn)基地,在市場經(jīng)濟發(fā)展中,我省的空調產(chǎn)品的質量與數(shù)量大有下滑的趨勢。因此,在振興東北老工業(yè)基地的建設中,應加速我省暖通空調產(chǎn)品的發(fā)展,振興我省的經(jīng)濟。