摘　要：对我国区域能源规划、城市热力管网规划的现状进行分析，结合国家相关政策，对区域能源系统与热力管网规划设计提出了建议。

关键词：分布式能源；  热力管网；  共同沟；  地下综合管廊；  泄漏监测

Discussion on Planning Design of Regional Energy Systems and Heat-supply Network

Abstract：The status quo of regional energy planning and urban heat-supply network planning is analyzed．Combined with the relevant national polieies，the recommendations for planning design of regional energy systems and heat-supply network are proposed．

Keywords：distributed energy；heat-supply network；utility tunnel；underground pipeline corridor；leakage monitoring

区域能源系统的规划设计是一个城市或区域规划中的重要组成部分。在能源短缺、节能减排的大背景下，区域能源及热力管网规划设计的质量，直接关系到该区域生产、生活等方面的能源保障问题；同时，在环境保护、经济效益方面也对规划设计提出了更高的要求。如何科学、合理、完善地进行区域能源与热力管网规划设计，对于顺利实现“十二五”节能减排的目标以及我国的城镇化进程都有着十分重要的现实意义和战略意义。

1　现状分析

①区域能源

中国作为发展中国家，改革开放30多年以来，城镇化规模不断扩大，城镇化率由原来的18％提高到了现在的51.3％。统计结果表明，截至2010年，我国城市的集中供热面积已达40×10⁸m²，供热耗煤总量约为1.45×10⁸t／a标准煤，预计到2020年，我国城镇供热面积将达到85×10⁸m²，供热耗煤总量将增至约3×10⁸t／a标准煤。

我国建筑相关用能占全社会用能的比例较高(单位建筑面积的碳排放量约为0.8t／m²)，约为40％～50％，建筑行业节能减排的任务十分艰巨。在发展低碳建筑、促进低碳经济发展的今天，合理用能、科学用能、综合用能，实现能源的品位合适、温度对应、梯级利用，是摆在我们面前的十分重要的课题。回顾我国集中供热的发展历史，不难发现，由20世纪70年代的燃煤锅炉集中供热，到80年代末、90年代初的热电联产区域供热，城市热源由原来分散的小型区域锅炉房(单机容量为10t／h以下)，发展成为大型区域锅炉房(单机容量可达40t／h以上)及热电联产，在锅炉热效率提高的同时，我们仍面临着节能减排、环境污染等巨大压力。区域能源系统的规划设计可以使一个特定的区域内的能源得到科学、合理、综合、集成地应用，节能减排的同时，可以满足区域内供电、供冷、供暖、生活热水等生产、生活需求，已经成为城市建筑用能规划、设计的新方向。

相关数据表明，北方某大城市2010年全市供热方式比例分别为：热电联产22.5％，燃煤供热25.8％，燃气供热46.9％，其他方式4.8％；2015年全市供热方式规划比例为：热电联产27.1％，燃煤供热17.6％，燃气供热50.6％，其他方式4.7％。中心城区将完全取消燃煤供热，供热方式比例为：热电联产38.9％，燃气供热55.6％，其他清洁能源5.5％。从上述数据不难看出，天然气作为一次能源正在逐步取代燃煤成为城市建筑用能的主要来源，以天然气为一次能源的区域能源系统正在逐步形成。

②城市热力管网

随着我国经济的快速发展、城市化的加速、人口的不断集中，对供暖、供冷、气、水、电等的需求增加，城市管线不断新增扩容，造成道路不断开挖修补，极大地浪费了人力和财力。如何将城市市政管线统筹规划、管理，将是我国城市化进程中必须面对的棘手问题。学习和引进国外的成熟经验并结合我国的实际情况，应对快速的城市化进程，摸索总结出适合我国国情的市政管线综合统筹规划的原则、思路，对于现阶段的中国集中供热事业十分重要和迫切。

相关资料表明，我国集中供热系统(包括热电联产等)中集中供热管道总长度由1983年的300km，发展到2009年的9×10⁴km，年复合增长率20％以上，保守估计目前全国城镇热力管网总长度为12×10⁴km左右。城市供热能耗占社会总能耗的比例越来越大，技术发展水平和能耗指标直接关系到国家节能减排的重要政策，影响面越来越大。因此，城市集中供热在落实国家节能减排、降耗等战略决策中，占据十分重要的地位。

单位长度集中供热管道的造价在所有市政管道中最高；多年以来，由于规划设计得不合理以及管理、运行维护不够完善，跑、冒、滴、漏等现象较为普遍，导致管网能耗和运行费用逐年增加。同时，热力管网具有高温、高压、应力大等特点，一旦管网相关产品质量出现问题，不仅使输送的热效率大大降低，产生很多维修、改造费用，还会造成严重的不良社会影响。因此，建立科学、合理的城市热力管网系统的同时，更应建立一整套泄漏监测系统，对整个热力管网系统运行情况进行监控，真正做到防患于未然。

2　规划建议

①建立冷、热、电三联供区域能源系统

无论是一次能源还是二次能源，都可根据其所能转换成其他能源形式的种类、被梯级利用的次数、获取和利用其所需的成本以及对环境所造成的影响进行能源品位的划分。

宏观方面，天然气的品位高于煤炭，其作为高品位的一次能源可用于发电，利用余热实现冬季供热、夏季供冷，同时可以实现全年的生活热水供应。微观方面，可以利用现有成熟的热泵技术(水源、地源、废热等)将低品位热源提高应用至上述系统中，从而形成品位合适、温度对应、梯级利用、综合利用、集成利用的冷、热、电三联供模式区域能源系统。

分布式能源系统节能减排效果明显，不仅对电网和城市天然气管网起到双重削峰填谷的作用，而且提高了能源供给的安全性。同时，由于其具有占地面积小、造价低、启动灵活等特点，可以作为大型热电联产项目的补充。

从2000年8月原国家计委、原国家经贸委、建设部等单位印发的[2000]1268号文件“关于发展热电联产的规定”和发改能源[2011]2196号文件“关于发展分布式能源的指导意见”中不难发现，以天然气作为一次清洁能源，热电联产与分布式能源系统相结合的方式，将成为中国城镇区域能源系统规划设计的重要增长方向。

②热力管网共同沟与直埋敷设相结合

共同沟(地下综合管廊)敷设在国外已成为综合利用地下空间的一种重要手段，形成了完善的地下空间综合利用系统。共同沟作为地下管线综合利用的形式之一，将市政管线紧凑合理地布置在共同沟中，有效利用了道路地下的空间，节约了城市用地，同时提高了各种管线抵御台风、地震等自然灾害的能力，从而保证了社会生产的安全运行及居民的正常生活不受影响。

20世纪40、50年代，北欧一些发达国家，如瑞典、芬兰、丹麦、德国等，已经应用供热管道直埋敷设代替传统的管沟敷设。供热管道直埋敷设比常规的管沟敷设节能约15％，节省城市道路的管线路由，节省造价约30％。欧洲已经拥有从保温管设计、生产制造、施工验收到监测运行等一系列完整、成熟的技术标准和措施。我国在20世纪80年代从北欧引进了预制直埋供热管道技术。由于直埋敷设方式具有节能、造价低、占地少、施工方便等优点，逾10年来，预制直埋供热管道技术在我国得到了大力推广和迅速发展，目前在建项目中，约有90％的集中供热管道已采用直埋敷设技术。

建立共同沟与直埋敷设相结合的热力管网规划模式。一方面，通过共同沟敷设，可以将气、热、水等管网集中进行统筹管理，达到节约资源、综合利用的效果。另一方面，直埋敷设方式也可以充分体现出热力管网自成体系的灵活性，同样可以达到节能减排、高效便捷、环保的设计效果。

③选择高质量热力管道产品及泄漏监测系统

同欧洲、美国相比，我国城镇人口密集，供热负荷大，相应供热管网的管径大、介质温度高。在欧洲，常用的管网运行温度不高于120℃，常用管径一般不超过DN 1000mm，但目前我国直埋供热管网的管径已达到DN 1400mm，管网的设计温度已达130℃甚至140℃。在如此高的设计参数下，我国的预制直埋保温管道生产企业还有相当一部分在生产技术、产品质量、性能指标等方面与标准要求存在一定差距，同时市场上以次充好的现象还很普遍。特别是当预制直埋保温管道采用冷安装方式时，有时不能保证工作管、聚氨酯保温层及外护管之间形成“三位一体”的保温结构形式。由于预制直埋保温管道寿命不达标、性能失效等造成路面频繁开挖、经济损失严重的案例比比皆是，值得规划、管理者深思。

同时，对管网运行工况进行可靠的实时监控也是目前各热力单位面临的重要问题。随着城市热力管网规模的不断扩大，按照现有管理模式，一旦管网出现安全事故，只能做事后处理，不能做到防患于未然。欧洲的管道泄漏监测系统是成熟的系统，值得我们规划设计者学习、借鉴，高质量的热力管道产品及泄漏监测系统是区域能源系统规划、实施的重要载体。

本文作者：程伟佳　王墙

作者单位：北京豪特耐管道设备有限公司