引言随着我国人民生活水平不断提高,城市基础设施得到不断完善,人们对供热的消费量不断增长,热品味随之提高,绿色消费将成为人们的普遍追求。城镇供热在现代化都市中占据举足轻重的地位。我国计划于2030年前实现碳达峰,争取2060年前实现碳中和。以节能减排、有利生产为前提,依托集中供热现状,构建可靠的供热系统,实现满足热用户供热需求的同时,有效地提升供热保障力,逐步加强对清洁能源利用,从而大幅降低供热工作对环境的污染,以迎合国家目前的发展目标。1供热专项规划的目标(1)供热专项规划的原则是依托现状集中供热,有序发展区域性清洁能源供热,合理优化供热半径,提高城市供热质量,减少工程投资。(2)积极推广使用清洁的二次能源,积极开发并因地制宜推广应用天然气、电、地热、生物质、太阳能、空气能、工业余热、核能等清洁化能源。(3)调整、优化供热布局,优化集中供热系统,逐步实现热负荷向清洁能源供热方向的转型,建立与城市现代化和国家发展目标相适应的供热体系。(4)整顿供热市场秩序,合理配置热源,使供热管理向规范化、法制化发展,提高资源利用率[1]。2供热专项规划的实例分析2.1规划区域及现状供热情况分析某保护开发区的镇区属于世界级旅游资源,旅游内容由单纯的观光型旅游向注重环境保护且集观赏、度假、休憩等于一体的生态旅游转变。镇区作为旅游服务基地,面临重要的发展机遇。供热的发展是保证空气环境质量的重要内容。规划以完善镇区供热设施建设作为实现“双碳”目标的重要举措,为了保证镇区供热工程的合理布局和有序发展,按照合理利用能源、改善环境、迎合“双碳”发展目标前提条件进行供热专项规划的编制,以满足城镇的发展需求。镇区中心城区目前的主热源为某热力锅炉房集中供热,部分热用户采用清洁能源供热。镇区集中供热面积为363.43万m2,清洁能源热用供热面积为24.77万m2。规划供热范围内的用热负荷为居住类建筑、公共类建筑、工业类建筑采暖热负荷。参照分区规划,结合管委会、住建局提出的供热区域划分意见,根据现状供热情况,以建封路、松桦路、白河铁路为界线,南侧为规划新建镇区集中锅炉房供热区域,北侧为规划新建高铁站集中锅炉房供热区域[2]。2.2地域能源禀赋情况分析(1)地热能。镇区存在丰富的地热资源,地源热泵作为低温冷热源,冬季可以为建筑提供供暖,夏季实现建筑供冷需求。地源热泵充分适用于当地的学校、酒店、办公楼、商场等公共建筑的负荷需求。(2)生物质。镇区周边具有丰富的农业耕种资源,可以提供丰富的生物质锅炉原料。原料具有可再生、清洁等特点,能够满足区域供热需求,解决农耕烧荒等问题,为农民带来二次经济效益。生物质供热形式充分适用于当地居民住宅的负荷需求。(3)地表水热能。区域附近具有丰富的温泉资源,可以因地制宜地发挥优势,应用水源热泵与地热能进行优势互补,以满足当地负荷需求。(4)太阳能。镇区太阳能资源分布情况较好,部分偏远用户可以充分利用太阳能优势,实现太阳能供取暖,满足生活用热水的需求。(5)电能。镇区的电能资源较充沛。结合当地能源要求,从运行经济性、投资及环保等角度出发,采用电蓄热锅炉和电驱动热泵等形式采暖。同时,可以并行发展风电资源,作为优势备用能源。2.3热源规划2.3.1近期热源规划(1)现有热源厂处置情况。中心城区现有热源为某热力锅炉房,位于镇区东南部,热源规模为2台70 MW燃煤锅炉、1台58 MW燃煤锅炉、1台91 MW燃煤锅炉,总供热能力为290 MW。根据总体规划要求,将中心城区现有热源迁移至规划镇区集中锅炉房位置处。通过对原锅炉房的设备通盘研判,镇区锅炉房作为新建内容。在规划热源建成前,现有热力锅炉房应予以保留,为供热区域进行供热。(2)新建镇区集中锅炉房。新建规划集中锅炉房位于由中心城区南部松花江大街、美人松路、红松路围成的区域内,在碱水河东侧。供热区域为松桦路、建封路、白河铁路以南区域。近期规划规模为2台91 MW燃煤锅炉、1台70 MW燃煤锅炉。根据近期热负荷需求,宝马区近期新增负荷较少,由镇区集中锅炉房承担。(3)近期清洁能源站采暖。近期新建17座清洁能源站,供热面积为112.83万m2,供热负荷为55.98 MW。近期热源可以满足热负荷发展需求,总供热面积达556.06万m2,总负荷为267.48 MW。2.3.2远期热源规划(1)规划新建镇区集中锅炉房。镇区集中供热锅炉房远期规模不变,为满足未来发展需要,厂区预留1台70 MW锅炉扩建空间。远期供热规模为2台91 MW锅炉和1台70 MW锅炉,用来承担中心城区建封路、松桦路、白河铁路以南区域的远期新增负荷。(2)规划新建高铁站集中锅炉房。远期新建2台46 MW燃煤锅炉,预留1台扩建空间,满足中心城区建封路、松桦路、白河铁路以北负荷的增长需求。(3)远期清洁能源站采暖。远期新建19座清洁能源站,总供热面积153.37万m2,供热负荷74.90 MW。远期总供热面积为860.19万m2,总负荷416.00 MW。镇区中心城区由镇区集中锅炉房、高铁站集中锅炉房集中供热为主,其他热负荷由清洁能源站中的电蓄热锅炉、地源热泵、水源热泵、空气源热泵、生物质锅炉、太阳能等清洁供热方式承担,未来清洁能源供热占比将达到30%,从而逐步由集中供热逐步转变为以清洁能源为高占比、高普及率的供热模式,在适应地域特征的同时践行国家“双碳”目标[3-4]。远期供热规划分布如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.10.018.F001图1远期供热规划分布2.3.3热平衡根据近、远期规划内容,通过建设两座集中供热锅炉房和清洁能源站,实现整个规划区域的热平衡。近、远期热源和热负荷平衡如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.10.018.T001表1近、远期热源和热负荷平衡项目供热能力/MW供热面积/万m2热负荷/MW热源余量/MW现状近期远期近期远期近期远期近期远期合计2643084755568602684164159镇区集中锅炉房2522522524434612122204132高铁站集中锅炉房—0920133065027清洁能源站12561311132665613100现状、近期、远期的清洁能源占分别为6.38%、20.93%、31.46%。2.4热网规划将热网规划的健全作为完善城市基础设施建设的重要环节,根据城市的总体规划进行发展预测分析,对总体布局研判,以达到规划全覆盖。要求供热管网的建设和城市市政道路建设协同进行,应始终保持超前于热源的建设方针,优先考虑靠近热源的热用户、连片开发的小区优先供热。针对早期投入供热的小区,应根据现状情况和建设需求对原管网进行重新计算,并核算管径,逐步分期、分批地进行改造和扩建,并加大建筑节能的推广力度。热网规划中,按照热负荷分布情况,对热负荷发展做出预测研判,进行热力管网的系统性规划,规划内容如下:(1)结合满足城市建设发展的热负荷需求与城市市政道路,进行协同实施。(2)热网的路径及布局应尽量靠近热负荷密集区。(3)情况良好的管网尽量继续使用,挖掘管网的潜力,以此为基础进行规划中的管网改造和扩建。(4)热网布置按照“能近则近、与路平齐”的原则,尽量选择非机动车道铺设,从而避免或减少跨越城市主干道和繁华地段,降低对城市整体布局的影响和破坏。(5)各个热源的供热管网尽量互相联通,以提高供热的安全性、保障性。(6)近、远期规划进行有主有次地分期、分批实施。(7)对不同热源之间进行联网,以满足多工况下的负荷需求。(8)规划中涉及过铁路、高速等特殊节点时,宜因地制宜采用顶管敷设方法,过河、过渠处宜采用河底直埋敷设方法,管道采用石笼保护。(9)可以推广应用目前国内使用的高密度耐热聚乙烯保温管(PE-RT Ⅱ),公称压力不大于1.0 MPa,最大输送热水温度不超过80 ℃,作为二次网管材。(10)加大普及和推广智慧热网,使用大数据、人工智能、云计算、互联网等技术,通过对供热各类数据进行精准采集及研判分析,对热源-热网-热用户各个供热环节进行AI调控,进一步实现热网中的资源配置和梯次优化,从而提高热网的输送能力。首先做到智能调节:热用户可以根据自己的需求,选择与体感舒适相匹配的供热温度;其次达到智能诊断:通过对供热数据进行采集与分析,及时诊断出现的问题并进行相关提示;最后满足智能维护:采用地理定位技术和AI处理算法,对巡检、维修、保养等生产维护活动进行智能的班次安排、路径选择、服务质量与工作考核的分析。3结语(1)规划编制时应充分调查当地的供热情况及背景需求,因地制宜地发掘当地资源优势,最大限度地发挥供热效能,建立以赋供热、以赋养热的可再生循环清洁供热系统。(2)“双碳”目标背景下,充分利用国家及区域的相关要求,大力发展清洁能源,提升供热经济性,降低居民的供热成本。(3)根据目前的供热形势,短期内依托集中供热、发展清洁能源的供热方向,具备“双碳”背景下发展的可行性。(4)发展清洁能源时,应对既有热源、热网、热用户进行提升改造,提升能源利用率,实现协同规划、协同发展。规划阐述了在新时期“双碳”目标背景下的规划编制过程,涵盖了热源、热网等供热相关内容,涉及供热工程,并因地制宜地发挥了地域优势,为今后在国家“双碳”发展目标下编制新的城镇供热专项规划提供了方向。
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