世界各国的供暖发展史
小沃今天和大家聊的是世界各国的供暖发展情况。
集中供热
集中供热的方式始于1877年。当时美国纽约的洛克波特建成了第一个区域性锅炉房向附近14家用户供热。1880年又利用带动发电机的往复式蒸汽机排汽供热。
20世纪初,一些国家发展了热电站,实行热电联产,利用蒸汽轮机的抽汽或排汽供热,以后又利用内燃机和燃气轮机的排气供热。
第二次世界大战后,苏联、联邦德国以及东欧一些国家的集中供热发展较快。在莫斯科,热电站负担了70%的公用热负荷(区域锅炉房和大犁锅炉房负担15%),每千瓦小时用燃料量少于230克。热电站供应的热能85%以上,是以热水方式供出的。
1973年以来,由于能源供应紧张、燃料价格大幅度上涨,为了节约能源,改善环境,有更多国家重视和加快集中供热的发展。苏联生产和生活总热量的70%取自集中供热,丹麦有1/3以上的建筑物用集中供热。
中国的城市集中供热,自20世纪50年代以来有较大发展,先后在长春、吉林和北京等城市建立了热电站,向附近工厂和职工宿舍以及城市的民用建筑供应生产和生活用热。
人们在日常生活和社会生产中都需要使用大量的热能。将自然界的能源直接或间接地转化为热能以满足人们的需要的科学技术,称为热能工程。生产、输配和应用中,低品位热能的工程技术,称为供热工程。我们目前探讨研究对\对象主要是采用热水或蒸汽作为媒介输送热能来满足热用户对中低品位热能的使用,也就是要保证建筑物卫生和舒适条件用热系统(如供暖、通讯、空调和热水供应)和消耗中低品位(温度低于300℃—350℃)的生产工艺用热系统。集中供热:以热水或蒸汽作为热媒,由热源集中向一个城镇或较大区域供应热能的方式成为集中供热。目前集中供热已成为现代化城镇的重要基础设施之一,是城镇公用事业的重要组成部分,是现代化的标志之一。
集中供热的优点:
① 给城市提供稳定的、可靠的、高品质的热能。
② 改善人民生活环境、节约能源、减少城市污染、美化城市环境。
③ 有效利用城市空间。
④ 具有重要的社会效益。
集中供热系统组成:热源、热网、热用户三大部分组成。
中国:
我国在远古时代,就有钻木取火的传说,西安半坡遗址出土的新石器时代仰韶时期的房屋中,就发现了方形灶坑,屋顶有小孔用来排烟。在一本叫《今古图书集成》中记载,夏商周时期就有供暖火炉,从出土的古墓中表明,汉代就有带炉箅子的炉灶和带烟道的局部供暖设备。火地是我国宫殿中常用的取暖方式,至今在北京故宫和颐和园还完整的保存,这些利用烟气供热方式,如火墙、火炕、火炉,在我国北方农村还在广泛使用。
在旧中国,只有在大城市很少的建筑物装设了供热系统,当时被认为最高贵的建筑设备,需要小心使用和爱护。在工厂中,对于生产用热,只装设了简陋的锅炉设备和供热管道,供热事业基础非常薄弱。新中国成立后,随着国民经济建设的发展和人民生活水平的提高,我国的集中供热事业得到迅速的发展,许多居民建筑物和大多数工业、企业装设了集中供热系统,不少城镇实现了集中供热。 50年代期间,供热的设计、施工、运行管理,主要是学习前苏联的供热技术。经过数十年广大供暖通风技术人员的不断努力,在1975年建设部颁布的设计规范基础上,于1987年颁布了适合我国国情的《采暖通风与空调设计规范》(GBJ19-1987),2003年对该规范全面修订,颁布了新规范(GBJ50019-2003)。目前规范中室外温度和热负荷的确定及计算温度和采暖热负荷的确定以及计算方法和原则,与先进的发达国家相比毫不逊色,但供热运行管理、采暖设备远无法与之相比。
进入80年代是我国供热事业突飞猛进发展的大好时期,据统计资料表明1980年全国单机容量是6000kw及以上的供热机组容量为443.1万kw,到2001年已发展到3224万kw。全国有300多城市建设了集中供热设施,大中型热力公司500多家。
新技术新产品的应用使集中供热插上了翅膀
1、新技术应用主要表现在以下几个方面:
① 高参数、大容量供热机组的热电厂和大型区域锅炉的建设,过去多为1.2、2.5、5.0万kw的供热机组,近年多使用20万kw、30万kw、60万kw的抽汽冷凝两用供热机组。
② 改造凝汽式发电厂为热电厂
③ 改变了多年来集中热水供热系统,初步形成集中供热系统形式多样化局面。
(a)改变单一热源为多热源联合式运行。(b) 网路与热用户的连接由直连改间接连接。(c) 水泵由变频代替工频。
④ 预制供热管道直埋敷设的广泛使用,改变了地沟敷设的形式,节约管网的投资和便于施工,延长管网使用寿命,有效利用地下空间,节约地上空间。
⑤ 新型供热管道附件和设备的广泛应用,保证供热系统安全运行。
⑥ 集中供热系统优化设计方面进行大量研究工作,自控技术的全面应用,出现无人值守热力站,节约人力成本。
虽然我国在集中供热事业上取得了很大成就,但与发达国家相比,在供热系统的热能利用率、供热产品的品种和质量、供热系统运行管理还有不少差距,亟待提高。
2、北京热力集团发展的历史代表了我国集中供热的历程 50年代的北京,北京市机关、居民、工厂都使用的是蜂窝煤或小锅炉取暖、做饭、生活、不仅室内乌烟瘴气异味呛人,而且烟囱林立,烟雾蒙蒙。
1957年北京市第一热电厂作为苏联援建中国的156个重点建设项目之一开始建设。
1959年沿长安街新建了“国庆工程”的十大建筑及中南海供热的重点工程——长安线。
1965年隶属于热力公司的第一座热电厂——22#蒸汽厂开始建设,
1967年正式向工业用户供热。 党的十一届三中全会后,北京市的集中供热迎来巨大发展,
1978年10月,北京第二座热电厂正式对外开始供热。1985年左家庄供热厂竣工投产,
1989年方庄供热厂拔地而起。
1990年北京举办亚运会,北辰热力厂建设成功,供应比赛场馆、运动员村、宾馆、饭店采暖和制冷。同时北京最老的石景山发电厂也改造成为热电厂。
二十世纪的最后几年,华能北京热电厂和双榆树供热厂相继落成。目前供热面积达到了1.8亿平方米,热力站2768座,管网1205公里,是全国最大的城市集中供热管网。
3、北京热力集团各年代新技术的使用 50年代使用苏联技术,学习供热技术,借用了苏联的供热模式和体系。
60、70年代管网使用了中继泵站,延长了供热半径。 80年代完成三项有重大历史意义的改造和技术革命。
① 热力站直供改间供。 ② 热力站安装限流控制器。 ③ 实行多热源联网供热,保证了运行的安全性。
90年代各种先进设备的使用,比如板式换热器,高精度的阀门(电动调节阀)、免维护补偿器的使用,提高了热能的利用率。
2000年代自控的全面投入,无人值守替代有人值守热力站。随着生活水平的提高和技术的发展,供暖方式也开始呈现多样化的发展趋势。目前,我国主要是以热电联产为主,新型的供热产品在快速发展,有成为主流的供热方式的趋势。主要包括热电联产、区域锅炉、分散锅炉、电热地膜、热泵技术等,已经逐步形成了以热电联产为主、集中锅炉房为辅、其他先进有效方式为补充的供热局面。我国供热产业热源总热量中,热电联产占62.9%、区域锅炉房占35.75%、其它占1.35%。我国城市供热绝大多数以保证城市冬季采暖为主,用于生活热水供应仅是很少一部分,用于夏季供冷就更少了。而且城市供热已经从北方城市逐渐向南方市场扩张。各地区都努力从现有条件出发,积极调整能源结构,研究多元化的供热方式,实现供热事业的可持续发展。
俄罗斯:
集中供热最初使用的是前苏联,所以俄罗斯的供暖技术发展历史悠久。由于俄罗斯的大部分领土是处于寒冷地带,因而国家也是非常重视供暖技术的发展。目前俄罗斯也是世界上集中供热比较发达的国家之一,无论是从热负荷的数量、热网的长度、热电厂的规模,还是从供热综合技术各方面来衡量,俄罗斯在上都占有极其重要的地位。原苏联集中供热的规模居世界首位。1980年苏联热电厂总装机容量达到了9600万kw,全国工业与民用的年总供热量的70%由集中供热方式提供——热电厂和区域锅炉房。 莫斯科集中供热系统是全世界上规模最大的供热系统,据1980年的统计资料,市区有14座热电厂,供热机组18台,总容量为585万kw,总供热能力45200吉焦/小时。当室外温度达到严寒期时,需再投入系统运行的调峰锅炉达到71台,供热能力为41100吉焦/小时。热网干线长达3000多km,向城市500多个工业企业和四万多座建筑物供热。热网设计供、回水温度为150℃/70℃,热水网路与供热用户的连接大多采用直接连接方式。热电厂供热系统占全市用热量的60%,其余由区域锅炉房供热,城市集中供热及率100%。
日本:
最近几年,日本供热技术发展速度也较快,特别是以东京为中心的关东地区尤为明显,已占日本全国的60%,日本的供热产品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。
韩国:
韩国的供热技术的发展历史跟中国差不多,都是源于70年代。但是经过这几十年的发展,积极引用芬兰的供暖技术,扬长避短,再加上国家政策的支持,并加强自主创新能力,韩国的供热发展速度迅猛,技术水平已经遥遥领先了。
瑞典、丹麦、德国:
地处寒冷的北欧国家,如瑞典、丹麦、芬兰等国家,二次世界大战后,城市集中供热发展非常迅猛,普及率较高。据1982年资料统计,瑞典首都斯德哥尔摩,集中供热普及率为35%,而丹麦的集中供热系统遍及全国城镇,可向全国1/3以上的居民供暖和供应热水,这些国家热网的设计温度为120℃,网路与热用户连接为间接连接。 德国二次世界大战之后,在废墟上重建国家,为集中供热事业的发展提供了有力的条件。目前除了柏林、汉堡、慕尼黑等已具有规模较大的供热系统,在鲁尔地区及莱茵河下游,还建立了连接几个城市的城际间供热系统。 在一些工业发达较早的国家,如:英、美、法。由于早期多以区域锅炉房供热来发展供热事业,因此目前区域锅炉房供热还占有很大的比例。如法国首都巴黎还在使用蒸气管网向城市约4000幢大楼供热。据1985年资料统计,集中供热系统由八座区域性蒸汽锅炉房三座大型焚烧垃圾的锅炉房和一座热电厂组成。自1970年以来,丹麦经济增长了70%,但能源消耗总量却仍保持在上世纪70年代的水平,这要归功于能源利用的有效率和建筑保温技术的改善。几十年来一直不遗余力地发展热电联产,每座大城市都建有热电厂和垃圾焚烧炉用于集中供热。热电联产、天然气和再生能源满足丹麦全国3/4的热负荷需求。
各个国家都是根据自身的优势去选择线对应的供热方式。像冰岛,全年寒冷,能源资源缺乏,但地热资源确是非常丰富的。全国有85%%的房屋用地热供热。总的来说,各个国家通过自身的科技水平,自然资源等方面去综合考虑供热方式的选择。
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