第一章　绪论

一、供热技术的发展概况

人类利用能源的历史经历了四次重大的突破：火的使用、蒸汽机的发明、电能的应用以及原子能的利用。可再生能源的开发利用，使人类利用能源的历史不断发生着重大变革，也使供热工程技术发生了质的飞跃。

人类利用热能是从熟食、取暖开始的，后来又将热能应用于生产中，并经过长期的实践，丰富和发展了供热理论。

供热技术的发展，起初是以炉灶为热源的局部供热。蒸汽机的发明，促进了锅炉制造业的发展。19世纪欧洲的产业革命，使供热技术发展到以锅炉为热源、以蒸汽或热水为热媒的集中供热。集中供热方式始于1877年，当时在美国纽约，建成了第一个区域锅炉房向附近十四家热用户供热。到了20世纪初，由于社会化大生产的出现和电力负荷的增多，使供热技术有了新的发展，出现了热电联产，且以热电厂为热源进行区域供热。最近几十年来，区域供热发展很快，能够明显地达到节约能源、改善环境、提高人民生活水平和满足生产用热要求。

集中供热技术的发展，各国因具体情况不同而各具特点。

苏联和东欧国家的集中供热事业，长时期以来以积极发展热电厂供热作为主要技术发展政策。苏联集中供热规模，居世界首位；1980年其热电厂总装机容量为9600万kW；全国工业与民用的年总供热量中，70％由集中供热方式——热电厂和区域锅炉房供热；全国热电厂的总年供热量约为55亿GJ。由于热电联产，单就苏联能源电力部所属的热电厂而言（占苏联全国热电厂的总装机容量的86％），就节约了6800万t标煤（tce）。

莫斯科的集中供热系统是世界上规模最大的供热系统。据1980年资料，莫斯科市区有14座热电厂，供热机组78台，总容量为585万kW，供热能力达45200GJ/h。在室外温度较低时，投入系统运行的高峰热水锅炉共有71台，供热能力为41100GJ/h：热网干系长度达到3000多km，向500多个工业、企业和4万多座建筑供热。热水网路设计供/回水温度为150℃/70℃，热水网路与供暖热用户的连接大多采用直接连接方式。热电厂供热系统供热量占全莫斯科市用热量的60％，其余由区域锅炉房供热。城市的集中供热普及率接近100％。

地处寒冷气候的北欧国家，如瑞典、丹麦、芬兰等，在第二次世界大战以后，集中供热事业发展迅速。城市的集中供热普及率都较高。据1982年资料，如瑞典首都斯德哥尔摩市，集中供热普及率为35％。丹麦的集中供热系统遍及全国城镇，向丹麦全国1/3以上的居民供暖和热水供应。这些国家的热水网路的设计供水温度大多为120℃左右，网路与供暖热用户的连接方式多采用间接连接方式。

德国在第二次世界大战后的废墟重建工作，为发展集中供热提供了有利的条件。目前除柏林、汉堡、慕尼黑等已有规模较大的集中供热系统外，在鲁尔地区和莱茵河下游，还建立了连接几个城市的城际供热系统。

北欧国家和德国等，集中供热技术较为先进，如管道大多采用直埋敷设方式、装配式热力站、优化的热网运行管理和良好的热网自控设施等，在世界上处于领先地位。

在一些工业发展较早的国家中，如美、英、法等国家，由于早期多以区域锅炉房供热来发展集中供热事业，因此目前区域锅炉房供热仍占较大的比例，如法国首都巴黎的一个供热公司，采用蒸汽管网向部分城市的约4000幢大楼供热。据1985年资料，集中供热系统的热源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所组成。热源的供汽压力为5～20bar[1]。热源的总供汽能力为3560t/h。由于20世纪70年代的石油危机，也促使这些国家更重视发展热电联产，如美国在1978年通过的国家能源法，就制定了促进热电联产的技术和经济方面的倾斜政策。

利用地热能源供热已有70多年的历史。世界上最早利用地热供暖的有意大利和新西兰等国家。冰岛首都雷克雅未克市的地热供热系统规模很大，据1980年资料，全市约98.5％（约10万人）已使用地热供暖和热水供应。地热水一般温度为80～120℃。此外，在匈牙利、日本、美国、苏联等许多国家都有地热水供热系统。

原子核的裂变和聚变可以释放出巨大的能量。原子能利用于热电联产上，始于1965年。目前世界上已建成的原子能电站超过300座。例如，瑞典首都斯德哥尔摩市附近的沃加斯塔原子能热电厂，用背压汽轮机组排出的蒸汽加热高温水，向距厂约4.5km远的发鲁斯塔地区15000户、4万人口的住宅区供暖。利用低温核反应堆只供应热能的集中供热，近年来许多国家如苏联、瑞典、加拿大等国家都在积极开发。苏联的高尔基城已建成两座500MW的低温核反应堆。

此外，大型的工业企业，如钢铁、化工联合工业企业等，最大限度地利用生产工艺用热设备的余热装置，已成为生产工艺流程中不可缺少的组成部分。工业余热利用是节约能源的一个重要途径。

供暖技术的发展，离不开工业水平的提高和集中供热事业的发展。随各国具体情况不同，各国供暖技术的发展也有不同的特点。如苏联和东欧等国家，由于城市多采用大型热水网路系统，因而在散热器热水供暖系统和工业厂房采用集中热风供暖方面，对系统的设计原理和方法、运行中系统水力工况和热力工况的分析以及与热网的连接方式等问题，都进行了大量的研究工作和有丰富的实践经验。在欧美国家中，由于市场经济和适应用户的多种要求，在多种形式供暖系统（如辐射供暖、与空调相结合的供暖方式等）、供暖设备和附件的多样化以及供暖系统的自控技术等方面，不断进行研究和开发，促进供暖技术的现代化。