引領未來5-10年發展趨勢,丹佛斯牽頭制定《中國區域供熱白皮書》

早春料峭,但是霧霾仍在。僅在本月,北京地區就飽受多次空氣重污染的困擾。近幾年,我國針對空氣污染高度重視,並明確提出要推進污染防治,鞏固藍天保衛戰成果。

追溯空氣污染源頭,據筆者了解,每年12月至次年3月氮氧化物排放來源中,由於冬季大量燃燒天然氣和煤,北京與天津供熱相關的排放已經超過交通和工業排放,位居第一;在河北,供熱排放污染僅次於工業用能污染位居第二。可見,冬季供熱業是北方地區大氣污染的主要來源之一。

為了肩負起助力藍天保衛戰的重任、在能源緊缺的條件下進一步增強能源轉換和傳輸過程中的運行效率,將歐洲及中國先進的供熱控制技術更好地傳播,3月27日,由丹佛斯發起,聯合洛陽熱力有限公司、瀋陽惠天熱電股份有限公司、芬蘭Leanheat公司、秦皇島市熱力總公司、北京首創熱力股份有限公司、天津能源投資集團有限公司、本溪鋼鐵集團熱力開發有限責任公司和哈爾濱工業大學共同撰寫的《中國區域供熱白皮書——控制篇》(以下簡稱白皮書)在北京正式發布。

事實上,這並非丹佛斯首次推出白皮書。早在1998年,在「控制」領域擁有充足經驗的丹佛斯就曾推出過被業內稱為紅寶書的《供暖控制技術》。

為什麼丹佛斯將區域供熱系統中的「控制」放在首位?

中國建築設計院總工程師伍小亭指出,結合我國以煤為主的能源結構和北方地區供熱的主要形式,綜合國內外幾十年甚至上百年區域供熱實踐積累的經驗,區域供熱實現高效高質低耗的關鍵在於熱網的調控,其中包括熱源的調度、輸配系統變流量調節、靜態與動態水力平衡、基於氣候補償的二次水溫控制、熱用戶的分戶/室控溫以及基於熱網各環節數據的採集、傳輸與挖掘的智慧控制系統。

在能源日趨緊張、環境壓力日益增大的今天,區域供熱系統不僅要保證可靠的供熱,同時還要肩負起提高供熱質量和系統能效的重任。

據筆者了解,白皮書緊扣區域供熱調控這一主題,從能源安全、環境污染、供熱系統出發,分析了我國區域供熱面對的挑戰和機遇,同時,全面梳理了區域供熱源、網、站及用戶各環節存在的問題,設定「三化」、「三零」的智能高效供熱系統技術目標,提出實現智能高效的供熱系統技術路線和用戶側拉動運行模式,詳解實現供熱系統節能的各項技術措施。

特別是在區域供熱系統發展路線圖一章,綜合歐洲供熱4G技術、國內供熱系統發展趨勢以及實際案例數據分析,路線圖提出舒適與能耗並重、大溫差小流量的邏輯以及由推送式系統逐步轉化為拉動式系統3個技術方向,通過5個技術措施、1個技術保障,最終實現智能高效的供熱模型這一系統目標。

根據白皮書規劃,區域供熱系統需要向量化、自動化和智慧化發展,達到零過流(循環流量)、 零過量(熱量)、零距離(通訊)和節能高效的同時改善熱用戶的舒適性。

白皮書還強調,行業需要引領區域供熱系統運行模式的轉變,由「熱源側推動」轉向「用戶側拉動」。由熱用戶主動索取和控制所需要的熱量,按量付費;由熱源和換熱站提供合理的供熱參數,按需供熱與調節;最終在保證供熱舒適度的同時,解決過量供熱、能源浪費等問題。

北京首創熱力股份有限公司顧問李光祿談到,要解決目前由於部分熱力公司運行調控控制方案不符合實際的問題,需要充分發揮和利用熱網的智能化管控系統,實現供熱系統的全過程節能,才能實現系統優化的目的。

瀋陽惠天熱電股份有限公司總經理徐朋業認為,智慧供熱將是未來發展趨勢。智慧供熱可以通過實時數據採集、搜索與分析,做到對供熱各環節遠程監控、自動運行和狀態異常預警與應對、系統優化等,從而實現熱力平衡、供需匹配和精準供熱。

值得一提的是,上述參編單位的典型案例各具代表性,有幾家熱力公司的代表案例給筆者留下深刻印象。其中,芬蘭Leanheat公司的案例通過萬物互聯、人工智慧、在雲端處理以及大數據技術,該案例實際節約費用20%,整個回收期在2~4年。

天津能源集團多熱源聯網調峰工程通過將熱電、熱泵、太陽能、生物、鍋爐熱源互補,做到全網一統,每年節省運行費用2880萬元。

由丹佛斯和哈爾濱工業大學董重成教授主導的北京中關村國際學校教學樓空氣源熱泵供暖系統改造案例,熱泵分別用於供冷和供熱,供回水溫差為5℃,節能效果超過30%。

丹佛斯供熱事業部中國區總裁於泳溟

丹佛斯供熱事業部中國區總裁於泳溟對筆者表示,白皮書倡導節流的概念,為供熱行業帶來技術創新,國內很多優秀的熱力公司在嘗試大膽的思路和做法,這些案例寫入白皮書,有助於更好的傳播。在編纂白皮書的過程中,丹佛斯中國供熱事業部資深技術顧問李連眾博士親赴每個項目現場,甚至遠赴芬蘭實地了解Leanheat公司在實際操作中的情況,獲得參編單位的大力支持。丹佛斯希望通過白皮書,幫助提高供熱系統能效和安全性、減少排放、並改善供熱舒適性,以助力實現能源行業供給側改革和綠色可持續發展,為藍天保衛戰貢獻一份力量。

伍小亭對此表示認同,該白皮書繪製的「供熱節能技術路線圖」,基於世界各地具有先進技術的相關案例的實測數據分析和挖掘,凝聚了行業智慧和經驗,針對中國區域供熱系統現狀,就供熱系統各環節提出前瞻性的供熱系統整體解決措施,以便保證用戶熱舒適度的前提下提高系統能效,符合未來5-10年中國區域供熱系統的發展趨勢,對中國區域能源未來的發展方向和行動路線起到指引性作用。

中國城鎮供熱協會副秘書長牛小化在白皮書的結束語中提到,中國供熱行業正在經歷從傳統走向現代化的創新發展之路,供熱系統正在逐步實現從手動到自動、智能、智慧供熱的跨越。

丹麥大使館參贊Lars Eskild Jensen、丹佛斯區域能源部全球總裁 Anton Koller、中國住建部、各參編企業高層管理人員,以及70餘家熱力公司、供熱辦及設計院共同出席了此次發布會。

白皮書核心技術摘要

就具體技術措施而言,白皮書認為,需要強化對熱源側資源的有效合理利用,從而實現按需供熱和節能減排。熱源系統需要依據室外環境參數和歷史運行數據,提供負荷預測,在不增加熱源規模的情況下擴大供熱面積。此外,還需通過多熱源聯網優化運行,實現熱源互補,並充分利用熱源蓄熱能力。

1.熱網水力平衡,應從靜態工況的水力平衡,到用戶側調節、系統擴展、運行調控和系統維護等情況下的動態水力平衡。通過使用壓力無關型控制閥,提高熱網調節過程中的水力分配,以應對因各種原因導致的水力失調問題。

2.換熱站環節,白皮書建議採用標準換熱機組,實現專業的換熱站自動控制和數據傳輸。例如,具備氣候補償、分時供熱、用戶室內溫度採集和控制、一次網回水溫度限制以及二次側的變流量調節等功能,在運行費用最低的前提下保證供需平衡。

3.末端用戶側,白皮書提出採用分戶/室的溫控措施,實現分戶房間溫度的自動控制,提高用戶的舒適度,並避免因房內溫度過高而開窗散熱導致的熱能浪費。結合按熱量收費的運行模式,可為系統的運行和調控提供數據,同時促進培養用戶的節能意識,進一步達到節能的效果。


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