低碳技术 长输供热技术

长输供热技术是近年来供热输配领域的一项重大突破，是多种低碳供热技术的基础。本文从原理、经济性、适用领域三方面对长输供热技术进行介绍。

1.长输供热技术的原理

供热输配的经济性受初投资和运行费用制约。常规供热方式的一次水供回水温差在50℃左右，流量较大，管道投资和输配泵耗都比较高，经济输配距离在20公里以内。为了增加经济输热距离，需要降低输送水量，减少管道投资和运行泵耗。

在热量不变的情况下，降低水量需要拉大供回水温差。拉大温差有两种方式：提高供水温度和降低回水温度。一次供水设计温度是130℃，但随着使用时间的增长，管道耐温和承压能力下降，很多管网的供水温度控制在100℃左右，没有多少提高空间。因此，拉大温差的方法主要是降低回水温度。

一般情况下，可以通过下面三个步骤降低回水温度：

首先，提高自控水平，做好一次网水力平衡，避免过量供热。水力失调会造成热量分配不均，为了满足热量不足用户的供暖需求，供热量加大，导致很多用户过量供热、回水温度偏高。解决水力失调问题，既消除了过量供热、减少热损失，又能降低总回水温度。

其次，做好换热器的维护，保证合理的换热端差。使用常规换热器，一次回水温度必然高于二次回水温度。维护较好的换热器，回水侧端差可以控制在5℃以内，而换热效果差、结垢明显的换热器，回水侧端差较高，总回水温度升高。

第三，使用大温差换热器。上述两个步骤，只是在原有基础上尽量降低一次回水温度，但不会低于二次回水温度。大温差换热器是热泵与常规换热器的组合，利用一次水高温段驱动制冷，大幅度降低回水温度，还能够补充燃气、电力，进一步深度降温。这是实现一次回水温度低于二次回水温度的必需设备，但投资较高，需要先做好前两项工作，在此基础上安装大温差换热器，降低一次回水温度。

实现大温差供热后，一次水温差从50℃提升到80℃以上，输配水量降低到原来的5/8，从而大幅度降低管网投资和运行泵耗，提高经济输热距离。经济输热距离的长短受当地能源结构影响，这就涉及到长输供热技术的经济性分析。

2.长输供热技术的经济性

长输供热的经济性不仅涉及管网投资和运行泵耗，还与大温差改造价格、热源价格相关，这些因素可以归纳为初投资和运行费用。

初投资包括三大部分，一是长输管网投资，二是大温差改造投资，三是热源余热利用投资。运行费用：运行费用包括泵耗和热源供热价格。这些因素互相影响，如大温差改造量大、投资高，但可以降低长输管网投资、运行泵耗，热源余热回收也更容易；热源进行余热深度利用，投资较高，但热源供热价格会大幅度降低。因此，需要计算经济性确定最优改造方案。

初投资和运行费用确定后，可以按运行年限内的总输热量均摊初投资，再加上运行费用后，得到城市边缘的供热价格。对比该价格和城市原有供热系统的价格，能够得到项目经济性和最大输送距离。

举例来说，如果城市允许增加燃煤供热，肯定是燃煤锅炉房或热电厂供热的经济性最佳，不适合进行长输供热改造；如果城市供热缺口很大，且只能新增燃气供热，与燃气价格相比，长输供热的价格空间很大，经济输热距离可达100公里以上。

3.长输供热的适用领域

长输供热作为一项供热新技术，是很多低碳技术的基础，应用领域广泛，包括热电厂、工业余热、低温核供热、核电站供热、核电站水热同产等。

热电厂长输供热：这是长输供热技术的最早应用领域。很多大型电厂距离城市较远，不供热或仅在周边进行小范围供热，有很大的供热能力和余热回收潜力。这类电厂可以通过长输技术向中心城市供热。

工业余热供热：化工、钢铁等工业有大量余热排放，这些热量是集中供热的优质热源，是未来低碳供热的重要方向。这类企业一般距离城市较远，也需要进行长输供热。

低温核供热：低温核供热是纯粹为了供热开发的新型核能利用方式，目前进入示范阶段。但是，“谈核色变”的普通人心理，迫使该技术中心远离城区，需要长距离输热。该技术还应用到“第二类吸收式换热器”，与热力站内的“第一类吸收式换热器”相互配合，构成经济的长输供热系统。

核电站供热：核电站是未来能源系统的重要一环，其发电余热也是集中供热的优质热源。受选址限制，核电站也需要通过经济的长输技术实现供热。

核电站水热同产：这是一种新型的核电供热方式，同时输送热量和淡水。与常规的供热和输送淡水系统相比，该技术可减少管网投资50%以上，降低运行费用70%左右，长输供热技术就是该技术的组成之一。

总之，长输供热技术为供热领域低碳化提供了新的思路。依托长输技术，能够消除对场地和空间的限制，形成多种新型供热技术。因此，长输供热技术应用前景广泛，有望催生出更多节能低碳技术。