北京市供热概况清华大学建筑技术科学系清华大学建筑技术科学系2003年年2月月19日日1 内容内容北京市供热的的基本情况北京市供热的的基本情况 各种供热方式的概况各种供热方式的概况 结论结论2 北京简况北京简况•冬季平均气温－冬季平均气温－1.6℃，采暖期室外，采暖期室外设计温度为设计温度为－－9℃，法定采暖期，法定采暖期11月中月中旬到次年旬到次年3月中旬，月中旬，120天•截至截至2001年底，总供热面积为年底，总供热面积为2.78亿亿平米，其中城八区供热面积约为平米，其中城八区供热面积约为2.33亿平米3 1 北京市供热的的基本情况北京市供热的的基本情况 2000年底，采暖用煤约为年底，采暖用煤约为600～～700万吨，约占全市万吨，约占全市能源消耗总量的能源消耗总量的18％左右，占全部煤炭消耗总量的％左右，占全部煤炭消耗总量的1/3左右1997年年11月陕甘天然气进京，天然气约占北京市能月陕甘天然气进京，天然气约占北京市能源消耗总量的源消耗总量的8～～9％左右，％左右，2000年燃气总用量为年燃气总用量为11亿立方米，其中相当部分天然气用于采暖亿立方米，其中相当部分天然气用于采暖。
煤炭和天然气构成了北京市主要的采暖能源，其余煤炭和天然气构成了北京市主要的采暖能源，其余是电力、燃油，还有极少量的地热和工业余热是电力、燃油，还有极少量的地热和工业余热 4 各种供热方式的概况各种供热方式的概况 城市集中热力网城市集中热力网 区域燃煤锅炉房供热区域燃煤锅炉房供热 燃气供热燃气供热 电采暖电采暖 其余几种供热形式其余几种供热形式 5 1.1 城市集中热力网城市集中热力网北北京京市市城城市市集集中中热热力力网网由由北北京京市市热热力力集集团团统一运行管理统一运行管理北北京京集集中中热热力力网网共共有有8个个热热源源：：其其中中热热电电厂厂4座、大型锅炉房座、大型锅炉房4座座一一热热的的尖尖峰峰锅锅炉炉、、二二热热的的所所有有锅锅炉炉以以重重油油为为燃燃料料；；双双榆榆树树、、方方庄庄、、左左家家庄庄3座座大大型型锅锅炉房为天然气，其余热源均以煤为燃料炉房为天然气，其余热源均以煤为燃料6 城市集中热力网城市集中热力网2001年底，北京集中热网管网干线总长度年底，北京集中热网管网干线总长度已达到已达到400余公里，最大管径达余公里，最大管径达1.4米管网的输配能力已达到的输配能力已达到1.2亿平米，实际负担供亿平米，实际负担供热面积热面积5655万平米万平米以燃气为热源的三个大型供热厂承担的面以燃气为热源的三个大型供热厂承担的面积约为积约为1400万平米万平米(25%)。
提供的民用供热提供的民用供热总热量为总热量为2699.41万万GJ，，同时还提供工业用同时还提供工业用蒸汽蒸汽359.2万吨，民用热水万吨，民用热水1000万吨7 1.2 区域燃煤锅炉房供热区域燃煤锅炉房供热区域锅炉房主要是燃煤、燃气，少数为电、区域锅炉房主要是燃煤、燃气，少数为电、燃油，极个别也有热电联产方式燃油，极个别也有热电联产方式2001年底，区域供热锅炉房年底，区域供热锅炉房2300余座，锅余座，锅炉炉5800余台，供热面积约为余台，供热面积约为1.6亿平米，占亿平米，占北京市总供热面积的北京市总供热面积的58％左右其中城八％左右其中城八区范围内单台锅炉容量大于区范围内单台锅炉容量大于20T/小时的锅炉小时的锅炉房约房约70余处，总供热面积约余处，总供热面积约3200万平米万平米规模大小不一、相差很大，运行管理水平规模大小不一、相差很大，运行管理水平参差不齐参差不齐8 区域燃煤锅炉房供热区域燃煤锅炉房供热2001年底，采用区域燃煤锅炉房供热面积约为年底，采用区域燃煤锅炉房供热面积约为13748万平米，约占全部区域锅炉房供热总面积万平米，约占全部区域锅炉房供热总面积85.6％，其中城八区范围内约为％，其中城八区范围内约为9473万平米万平米19992000年采暖季对年采暖季对94个规模不等（个规模不等（0.4万万m2～～188万万m2））区域燃煤锅炉房抽样调查区域燃煤锅炉房抽样调查各种耗量的范围变化很大，往往相差各种耗量的范围变化很大，往往相差23倍，可见倍，可见运行管理水平的差别很大运行管理水平的差别很大 折合标煤折合标煤水耗水耗电耗电耗 平均耗量平均耗量 m222.9kg96.7 kg3.12 kwh9 区域燃煤锅炉房供热区域燃煤锅炉房供热20012002年采暖季对几处规模不等的热网年采暖季对几处规模不等的热网进行了实际测试，锅炉效率在进行了实际测试，锅炉效率在50－－70％，％，热网输送效率在热网输送效率在68－－82％，总体供热效率％，总体供热效率只有只有35－－58％％司炉人员运行技能欠缺，锅炉运行效率低司炉人员运行技能欠缺，锅炉运行效率低下；管道的保温效果较差（有些管段保温下；管道的保温效果较差（有些管段保温脱落严重、甚至就直接泡在水中）；调节脱落严重、甚至就直接泡在水中）；调节手段缺乏，不均匀性损失严重等种种问题，手段缺乏，不均匀性损失严重等种种问题，浪费了大量的热量。
浪费了大量的热量 10 1.3 燃气供热燃气供热燃气区域锅炉房供热燃气区域锅炉房供热分户（楼栋）燃气炉供热分户（楼栋）燃气炉供热天然气便于输送、计量，容易实现自动调天然气便于输送、计量，容易实现自动调节和控制舍弃天然气的这些优点，简单节和控制舍弃天然气的这些优点，简单继承燃煤集中供热模式，而保留了集中供继承燃煤集中供热模式，而保留了集中供热输配损失、不可调、不易计量这些问题，热输配损失、不可调、不易计量这些问题，不是正确的解决方案不是正确的解决方案11 燃气供热燃气供热 天然气天然气1997年刚进入北京时，为提高北京年刚进入北京时，为提高北京空气质量，提倡采暖锅炉空气质量，提倡采暖锅炉“煤改气煤改气”，并且，并且特别提倡对大型锅炉房的改造经过这两特别提倡对大型锅炉房的改造经过这两年的调查分析和研究，对这项工程的实施年的调查分析和研究，对这项工程的实施有了一定的重新认识和评价有了一定的重新认识和评价12 1.3.1 燃气区域锅炉房供热燃气区域锅炉房供热20T/hr或或40 T/hr以上燃煤锅炉单位吨位的以上燃煤锅炉单位吨位的排放量可以做到排放量可以做到6 T以下小锅炉的三分之一以下小锅炉的三分之一到五分之一到五分之一替换污染过重的燃煤锅炉，优先替换替换污染过重的燃煤锅炉，优先替换6T/hr以下的小锅炉，而保留大型高效燃煤锅炉以下的小锅炉，而保留大型高效燃煤锅炉从大锅炉改起的做法，使得减排成本过高，从大锅炉改起的做法，使得减排成本过高，“煤改气煤改气”采取采取“宜小不宜大宜小不宜大”13 燃气区域锅炉房供热燃气区域锅炉房供热减少了燃煤量，改善了局部大气环境，但减少了燃煤量，改善了局部大气环境，但燃料成本的增加导致供热价格大幅度增加，燃料成本的增加导致供热价格大幅度增加，特别是大型供热厂的经济效益变差特别是大型供热厂的经济效益变差提高供热总体效率提高供热总体效率14 燃气区域锅炉房供热燃气区域锅炉房供热北京市规划原则上城区之内不再保留区域燃煤锅北京市规划原则上城区之内不再保留区域燃煤锅炉房。
城区内区域锅炉房相继炉房城区内区域锅炉房相继“煤改气煤改气”，燃气，燃气锅炉热效率较高，一般锅炉效率在锅炉热效率较高，一般锅炉效率在90％以上，启％以上，启停方便，锅炉房占地面积小，无需煤灰厂，避免停方便，锅炉房占地面积小，无需煤灰厂，避免了扬尘和运输过程引起的污染了扬尘和运输过程引起的污染2001年底，采用区域燃气锅炉房供热的面积已达年底，采用区域燃气锅炉房供热的面积已达到到2240万平米，其中城八区范围内为万平米，其中城八区范围内为2000万平米，万平米，约占城八区范围内全部区域锅炉房总供热面积的约占城八区范围内全部区域锅炉房总供热面积的18％左右％左右15 燃气区域锅炉房供热燃气区域锅炉房供热20002001年采暖季对年采暖季对78个规模不等（供热面积从个规模不等（供热面积从0.53万万m2～～55万万m2））的区域燃气锅炉房抽样调查的区域燃气锅炉房抽样调查20012002年采暖季对北京市几处区域燃气锅炉房年采暖季对北京市几处区域燃气锅炉房的锅炉进行了实际测试，结果表明锅炉的效率约的锅炉进行了实际测试，结果表明锅炉的效率约为为92％左右，排烟筒处％左右，排烟筒处NOx的排放量约为的排放量约为50ppm 天然气耗量天然气耗量水耗水耗电耗电耗 平均耗量平均耗量 m211.28kg79.32kg2.96 kwh16 1.3.2 分户燃气炉供热分户燃气炉供热 分户燃气炉具有很好的环保效益，方便热计量收分户燃气炉具有很好的环保效益，方便热计量收费，又能实现分户可调，住户可以根据自己的舒费，又能实现分户可调，住户可以根据自己的舒适性要求进行控制；无外网散热损失和水力失调适性要求进行控制；无外网散热损失和水力失调引起的不均匀性热损失；对开发商而言可以逐步引起的不均匀性热损失；对开发商而言可以逐步投资等优点投资等优点采用该种采暖方式约有采用该种采暖方式约有300万平米万平米20002001和和2001－－2002连续两个采暖季对两个小连续两个采暖季对两个小区区100多住户做了跟踪调查。
调查分为问卷调查和多住户做了跟踪调查调查分为问卷调查和数据测试两部分，此外还利用烟气分析仪测试了数据测试两部分，此外还利用烟气分析仪测试了锅炉运行时的污染物排放数据和锅炉的效率锅炉运行时的污染物排放数据和锅炉的效率17 分户燃气炉供热分户燃气炉供热问卷调查：舒适性、操作的方便性、安全感、噪问卷调查：舒适性、操作的方便性、安全感、噪音影响、分散排烟影响等音影响、分散排烟影响等数据测试：住户燃气耗量和住户室内温度数据测试：住户燃气耗量和住户室内温度20012002年采暖季，除去住户生活用气后平均采年采暖季，除去住户生活用气后平均采暖用燃气耗量暖用燃气耗量5.85 m3/ m2（（该年采暖季室外平均该年采暖季室外平均温度＋温度＋2.5℃），折合设计年采暖季约为），折合设计年采暖季约为7.4 m3/ m2.a（（室外平均温度－室外平均温度－1.6℃））住户负担费用（含电费）折合设计年平均为住户负担费用（含电费）折合设计年平均为13.45元元/ m2，，相当于北京市燃煤间供方式住户负担热相当于北京市燃煤间供方式住户负担热价价19元元/ m2的的71％左右％左右18 1.4 采暖费采暖费热力公司：民用采暖热力公司：民用采暖 20 ↑ 24元元/m2建筑面积建筑面积 生活热水生活热水2.5 ↑5元元/吨吨燃油、燃气电锅炉：采暖燃油、燃气电锅炉：采暖28↑ 30元元燃煤锅炉（直供）：燃煤锅炉（直供）：16 ↑16.5元元燃煤锅炉（间供）：燃煤锅炉（间供）：18↑19元元19 1.5 电采暖电采暖热泵采暖热泵采暖 电蓄热采暖电蓄热采暖 无蓄热装置的电直接制热的采暖无蓄热装置的电直接制热的采暖 20 热泵采暖热泵采暖空气热泵的空气热泵的cop一般一般2.04.0，火力发电效率，火力发电效率30%，空气热泵的总体效率约为，空气热泵的总体效率约为110～～120％，高于直接燃煤或燃气的效率％，高于直接燃煤或燃气的效率从电采暖方式来讲，热泵最大程度的利用从电采暖方式来讲，热泵最大程度的利用了电能，是电采暖的最理想方式了电能，是电采暖的最理想方式热泵系统投资略高，但夏季可以作为空调热泵系统投资略高，但夏季可以作为空调系统使用，相当于节省了部分初投资费用系统使用，相当于节省了部分初投资费用21 1.5.1 风冷热泵采暖风冷热泵采暖压缩比（压缩比（50℃热水）热水）哈尔滨哈尔滨沈阳沈阳北京北京太原太原西安西安采暖设采暖设计外温计外温26199125压缩比压缩比21151011822 风冷热泵采暖风冷热泵采暖一般活塞压缩机单级压缩比不超过一般活塞压缩机单级压缩比不超过10风冷热泵的主要问题是在室外温度过低时，风冷热泵的主要问题是在室外温度过低时，其制热效率明显减低：其制热效率明显减低：压缩机容积效率降低压缩机容积效率降低蒸发压力降低，吸气比体积过大，制冷系统质蒸发压力降低，吸气比体积过大，制冷系统质量流量变小，机组供热量减少量流量变小，机组供热量减少北方大部分城市压缩比大于北方大部分城市压缩比大于10室外温度过低时需要辅助热源室外温度过低时需要辅助热源23 风冷热泵采暖风冷热泵采暖结霜：室外温度结霜：室外温度0～～5 ℃，相对湿度，相对湿度>85％结％结霜最严重；室外温度霜最严重；室外温度 < －－5 ℃时，空气中含时，空气中含湿量明显减少，结霜速率降低湿量明显减少，结霜速率降低反向循环化霜：反向循环化霜：0 ℃，，70％出力；－％出力；－6 ℃，，62％；－％；－10 ℃，，55％；－％；－15 ℃，停止运行，停止运行北方地区开发新型的适合低温运行工况的北方地区开发新型的适合低温运行工况的风冷热泵机组就非常必要，有些公司在技风冷热泵机组就非常必要，有些公司在技术上已经有实质性进展，并在实际运行中术上已经有实质性进展，并在实际运行中取得较为满意的效果取得较为满意的效果24 1.5.2 水源热泵采暖水源热泵采暖水源热泵在容积率小于水源热泵在容积率小于0.8的建筑群是很适的建筑群是很适用的。
采用深井回灌方式的水源热泵，不用的采用深井回灌方式的水源热泵，不存在外温低时热泵效率下降的问题存在外温低时热泵效率下降的问题北京地区民用建筑冬夏冷热负荷大致相当，北京地区民用建筑冬夏冷热负荷大致相当，采用此方式可保持地下的热平衡由于地采用此方式可保持地下的热平衡由于地下水抽出后经换热器后又回灌至地下，属下水抽出后经换热器后又回灌至地下，属全封闭方式，不使用任何水资源，不会污全封闭方式，不使用任何水资源，不会污染地下水源染地下水源25 水源热泵采暖水源热泵采暖地下水温常年稳定，整个冬季气候条件都地下水温常年稳定，整个冬季气候条件都可实现较高的能量转换，运行成本低于燃可实现较高的能量转换，运行成本低于燃煤锅炉房供热冬季可产生煤锅炉房供热冬季可产生45℃热水，因热水，因此仍可使用目前的采暖散热器此仍可使用目前的采暖散热器夏季提高了空调系统的效率，降低夏季提高了空调系统的效率，降低30～～40％的制冷电耗％的制冷电耗建筑采暖空调系统的最佳方案建筑采暖空调系统的最佳方案26 1.5.3 地源热泵采暖地源热泵采暖垂直埋管：套管式换热器垂直埋管：套管式换热器27 地源热泵采暖地源热泵采暖垂直埋管：垂直埋管：U型管换热器，型管换热器，40～～100W/m(孔深），孔深），20～～50W/m（（管长）管长） 28 地源热泵采暖地源热泵采暖垂直埋管：单管式换热器垂直埋管：单管式换热器水平埋管：直管、螺旋管；单层、多层水平埋管：直管、螺旋管；单层、多层29 1.5.4 电蓄热采暖电蓄热采暖 大型火电调峰困难，为解决电力负荷的峰谷差，大型火电调峰困难，为解决电力负荷的峰谷差，设法利用夜间谷期电力蓄热用于供热设法利用夜间谷期电力蓄热用于供热水箱蓄热：常压和高压水箱两种。
其缺点是占地水箱蓄热：常压和高压水箱两种其缺点是占地大，蓄热损失也较大，且高压水箱还有安全问题大，蓄热损失也较大，且高压水箱还有安全问题相变材料蓄热：地板夹层内的相变材料蓄热；用相变材料蓄热：地板夹层内的相变材料蓄热；用相变材料制作的蓄热电暖气相变材料制作的蓄热电暖气真正实现削峰填谷，其放热量又可随时人为控制，真正实现削峰填谷，其放热量又可随时人为控制，是末端电采暖的最佳解决方案是末端电采暖的最佳解决方案这两种采暖方式在北京都有使用，尚未得到较大这两种采暖方式在北京都有使用，尚未得到较大范围的推广应用范围的推广应用 30 1.5.5 不蓄热、电直接制热采暖不蓄热、电直接制热采暖 电直接制热的采暖：家用电暖气（锅炉）、电热电直接制热的采暖：家用电暖气（锅炉）、电热膜、集中电锅炉采暖等膜、集中电锅炉采暖等优点：可以方便的实现分户调节和分户计量（仅优点：可以方便的实现分户调节和分户计量（仅指非集中电直接制热采暖方式）指非集中电直接制热采暖方式）目前北京市电力的结构性矛盾是峰谷差较大，随目前北京市电力的结构性矛盾是峰谷差较大，随着经济的发展，电力短缺的现象还会出现综合着经济的发展，电力短缺的现象还会出现。
综合分析表明，现阶段不应提倡采用电直接制热采暖分析表明，现阶段不应提倡采用电直接制热采暖不提倡采用集中电热锅炉：既丧失了末端调节的不提倡采用集中电热锅炉：既丧失了末端调节的灵活性，热水的集中输送又会损失大量热量，不灵活性，热水的集中输送又会损失大量热量，不便于实现分户热计量，供暖费难以收缴等社会问便于实现分户热计量，供暖费难以收缴等社会问题依然存在题依然存在 31 1.5.6 其它方式其它方式燃油：一热尖峰锅炉、二热全部锅炉燃油：一热尖峰锅炉、二热全部锅炉 燃油区域锅炉房供热面积燃油区域锅炉房供热面积250万平米万平米 30元元/m2，，发展缓慢发展缓慢地热：低温热田，地热：低温热田，2000年，供热面积年，供热面积143万万工业余热：首钢，工业余热：首钢，50万平米万平米32 结论结论结合我国能源资源的特点，煤炭仍然是北结合我国能源资源的特点，煤炭仍然是北京主要的采暖能源京主要的采暖能源发展以燃煤热电厂和大型燃煤锅炉房为热发展以燃煤热电厂和大型燃煤锅炉房为热源的城市集中热力网供热仍然具有重要的源的城市集中热力网供热仍然具有重要的意义但要提高热网的运行管理水平，在意义。
但要提高热网的运行管理水平，在热源处采用先进的燃烧技术和高效的脱硫、热源处采用先进的燃烧技术和高效的脱硫、脱硝措施，以取得更大的节能环保和经济脱硝措施，以取得更大的节能环保和经济效益效益33 结论（燃气）结论（燃气）为改善空气环境质量，发展天然气采暖也很为改善空气环境质量，发展天然气采暖也很重要，天然气用于采暖时宜采用重要，天然气用于采暖时宜采用“宜小不宜宜小不宜大大”原则原则采用分户燃气锅炉采暖的小区比采用区域燃采用分户燃气锅炉采暖的小区比采用区域燃气区域锅炉房采暖的小区节能气区域锅炉房采暖的小区节能14.4％左右是由于分户可调、无外网热损失、无水力失是由于分户可调、无外网热损失、无水力失调损失和住户主动节能等因素共同作用的结调损失和住户主动节能等因素共同作用的结果果34 结论（电）结论（电）电采暖最佳方式是热泵方式，尤其使空气源热泵，电采暖最佳方式是热泵方式，尤其使空气源热泵，当解决了低温下供热的问题后具有更大实用价值当解决了低温下供热的问题后具有更大实用价值带蓄热的电直接制热采暖方式，对缓解城市日间带蓄热的电直接制热采暖方式，对缓解城市日间的巨大负荷峰谷差具有一定的作用，适当时可以的巨大负荷峰谷差具有一定的作用，适当时可以推广使用推广使用一般不应采用无蓄热能力（或装置）的电直接制一般不应采用无蓄热能力（或装置）的电直接制热方式，只有在老城区，无其它采暖方式可资利热方式，只有在老城区，无其它采暖方式可资利用时，又有较高的环境质量要求时，才可以考虑用时，又有较高的环境质量要求时，才可以考虑采用采用35 。