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摘要:根據“十二五規劃”要求,本文提出:供熱行業應革新工藝;按照能源布局特點,研發供熱方式;把技術放在優先地位。通過上述理念的更新,加快行業的技術進步。
關鍵詞:供熱行業、科技進步、更新理念、節能減排
今年是我國執行“十二五”規劃的第一年。“十二五”規劃最本質的精神是實現經濟發展方式的轉型。改革開放二十年來,我國經濟發展的主要動力是依靠廉價的勞動力?,F在,這種優勢,幾乎走到盡頭。未來經濟發展方式必須是依靠科技進步、創新思想,和掌握了先進科學技術的新型勞動者,聯系到我們行業,加速改變粗放式經營為集約式經營,走科技創新的道路,更是當務之急!然而,多少年來,我們行業中的一些人,只把科技進步當作時髦的口號喊在嘴上,而在實際行動中,依然照著習以為常的老一套行事,結果,技術陳舊、企業虧損,人心浮燥,競爭乏力。今天,面對新的發展機遇,我們應該好好反思過去,展望未來,立足一個好的新起點。為此,發表一些不成熟的想法,以期討論、研究,共同進步!
1、 革新工藝,是技術進步的關鍵
科技是第一生產力,甚至可以說科技是生產力發展的永恒而持續的源動力。
美國憑借強大的科技原創實力,引領世界第一強國近百年。芬蘭二三十年前,還是個被人瞧不起的落后小國,僅憑借名牌諾基亞手機的自主原創,一躍成為名列前茅的世界富國。我國載人飛船的上天,世界運算速度最快的超級計算機的研發成動,高速鐵路的譽滿全球,已經震驚世界。然而這僅僅是奇葩的另星展放,離春色滿園,花芳似錦還有相當距離。畢盡我國自身培養的科技人才,還沒有拿回諾貝爾獎,屬于自主創新的擁有知識產權的高附加值的名牌產品還沒有大批涌現。說明我國的科技基礎還亟待夯實。這正是“十二五規劃”擺在我國人民面前的最重要的任務。
科技進步,就我們供熱行業而言,最關鍵的任務是工藝革新。供熱是一個十分復雜的系統工程,它牽涉到能源、生態、建筑、環保、民生、社會福利、體制管理等一系列環節,而就技術本身而言,工藝又是決定性的。多年的實踐證明,每逢工藝上的一次革新,行業的技術進步就將更上一層樓。冷熱不均,歷來一直是困擾我們行業的大難題,而且長期搞不清發生的根本原因。30年前,我們清華大學接受并完成了國家“六五規劃”委托的攻關項目“提高熱網技術”的課題。在這個研究課題中,我們在國內外,首次開拓性地提出了“熱力工況”的概念,研究清楚了熱力工況與水力工況之間的基本關系,進面揭示了水力失調是導致冷熱不均的根本原因。在此基礎上,研發了水力平衡的有效方法,從理論上徹底否定了大流量小溫差這種落后的運行方式,迎來了流量調節技術的創新,運行管理水平的更新?;仡欉@段歷史,我們可以更加清楚地認識,搞清基本原理,是革新工藝的前提,而工藝的革新,確實能帶動行業的整體技術進步。
改革開放以來,我認為我們行業,消化吸收國外選進技術最成功的項目就是預制保溫直埋技術。這項技術使我國行業的施工安裝技術上了一個臺階,而且使系統的輸送效率明顯提高,有重要的節能意義。這項引進技術的成功,更重要的意義是在吸收的基礎上,更進一步的創新;安定性強度理論的推廣,高溫蒸汽和500mm以上大口徑管道的預制無補償直埋技術的創新,充分顯示了供熱行業技術進步的潛力。當前,這項技術的急迫任務是如何提高二次網直埋敷設的普及率,這對提高供熱系統能效,推廣供熱計量都有重要意義。
在“十二五”規劃期間,就我們供熱行業,我認為推廣普及分布式變頻循環水泵,應列為一項重要的工藝革新內容。該項技術,最初是由國內外的多泵系統發展起來的,國外為了建立特殊的運行工況,設置了多泵聯網;我國,為了改善系統末端不熱現象,加裝了回水加壓泵,但當時技術并不成熟。直到水泵變頻調速技術的廣泛應用,分布式變頻循環泵的設計理念才趨于完善。近幾年來,主要是通過我國科技人員的努力,這項技術,可以說,從基本理論到具體的設計方法,都已成形,具備了廣泛推廣的條件。這項技術從裝機功率到運行耗能,可節電70-85%,具有重大的節能效益。同時,這項技術,本身就是消除系統冷熱不均的有力手段,而且技術含金量高,是供熱行業一項重大的工藝革新。我們可以大膽地預測:當分布式循環水泵推廣到各家各戶的室內系統時,不但供暖效果大為改善,而且可以直接用電進行熱量計量,那時,這項工藝革新,為推動行業的技術進步,必然會起到難以估量的作用。
以計算機、網絡等創新技術的發展,使世界進入了信息時代。信息技術在供熱行業的應用,使用熱用戶可調、供熱企業可控、政府部門可管成為可能,也為供熱企業由被動管理型向主動服務型的轉變提供了技術平臺,不難看出,信息技術的發展,為改變供熱行業的面貌,已經起了或正在起著不可估量的作用。但是,信息技術在供熱行業的應用,也必須講究科學性,不可盲目“追星”。形象比喻:信息技術供熱行業的應用,如同“錦上添花”!這個錦,就是供熱系統的工藝,花就是信息技術。比如分布式變頻循環水泵供熱系統,其中分布式循環水泵的設計理念,就是供熱行業工藝技術的創新,水泵的變頻調速技術,就是信息技術的具體應用。可以說,沒有變頻調速技術的發展,就不可能有分布式水泵供熱系統的創新。因此,只有創新的工藝與先進的信息技術結合,才能產生“錦上添花”的效果。那種把信息技術當作“形象工程”,一味追求表面好看,而供熱工藝不求進取的工程,如同一朵鮮花插到了牛糞上,是不值得喧揚的。
2、根據能源布局特點,研發高效的供熱方式
供熱行業是個耗能大戶,又是減排的重點,而且不同的能源種類,制約著不同的供熱方式。“十二五規劃”明確規定,至2015年,我國再節能16%,再減排17%,同時將非化石燃料的比例提高到11.4%,這是一項非常艱巨的任務,為此我們供熱行業,也將承擔著不可推卸的重要責任。從長遠來看,目標的實現,不是靠蠻干,更不是“拉閘限電”能夠完成的,而必須立足于轉變思維,從技術創新中找出路!
大力發展非化石燃料,是我國能源利用的一項重要的戰略決策!目前我國太陽能發電,風能發電,煤、天燃氣、生物質制油等有了很大發展,有的已經超過了美國,但在研發過程中,一定要堅持正確的科學思維,這就是必須要把制造工藝的能效比放在首位。人們都知道,電是個好東西,既清潔又使用效率高,但電通常是由別的能源轉換而得來的。太陽能當然取之不盡,用之不竭,但太陽能的光伏電池中的多晶硅制造,則需要消耗大量能源。據有關部門反映,我國目前多晶硅制造的能耗是發達國家的2-3倍,如果這個問題不能引起注意,那么太陽能發電,完全有可能得不償失。類似的生物質發電、煤制油、二氧化碳撲捉等項目,都有制造工藝的能效比問題,如果投入多份化石能源只得到一份等量的清潔能源,顯然這是不合算的,只有回報的能夠低銷支出的,才是有效的。而這,必須要有技術的創新,不是想當然所能獲取的。
在節能減排中,大家熱衷于水源泵,土壤源熱泵技術的應用,想法設法向地下水域土壤要能源,而對地上的大量余熱熟視無睹。只要稍加注意,人們就會發現,在我們的鋼鐵、冶金、石油化工、發電、建材、制藥、造紙等工業生產中,存在大量的廢熱,廢水被白白的扔掉了。這些廢熱廢水,有的品位比較低,有的溫度高達上千度,如果棄之不用,不但是對資源的極大浪費,而且嚴重污染環境,因此,科學利用工業余熱,是亟待研究的重要課題。我們可以設想,把工業節能與建筑節能有機地結合起來,使工業余熱成為供熱、空調中的冷熱源,使之變廢為利,其經濟意義和節能價值是無法估量的。在工業余熱的技術應用中,對于溫度高達上千度的高品位余熱,可以通過發電,高溫水輸送加以利用,對于低品位的廢熱,則可通過熱泵轉換成需要的冷熱水。
在熱泵技術的應用中,也有一個講究科學性的問題,不能認為熱泵是個好東西,就不分條件,場合盲目濫用。特別是電熱泵,多半是用火電驅動,其系統能效必須大于4,才算節能,否則是不合算的。可是,我們有些嚴寒地區,也強行推廣水源電熱泵供暖,由于地下水溫過低,系統能效只有1.5~3.0,顯然效果失得其反。而對于工業余熱,最低品位也在20—30℃以上,應用電熱泵是非常有利的。因此,我們應該把注意力從地下取熱轉移到向地上要熱——向工業余熱要熱。談到電熱泵,我們特別要注意火電熱泵與水電熱泵的區別。水電熱泵最大的優勢是水電發電效率高(80%以上),所以系統能效只要在1.5以上,就是節能項目。因此,在我國西南地區(如西藏、云南香格里拉、四川甘孜、阿壩、青海玉樹地區等),在缺煤、缺汽、缺油而水電豐富的這些地區,應用水電熱泵供暖將是大有前途的。
在低品位工業余熱應用中,利用熱熱泵也是重要的技術手段。但是,溴化鋰熱泵由于溶液濃度的變化范圍太窄(55%——62%),制約了系統能效比的提高,因此,研發高效的制冷新溶液,又是擺在我們行業面前的一個新的重大課題。我國是個以煤為主的國家,即使在大力發展非化石燃料的情況下,在20——30年內,要改變以煤為主的燃料結構是不現實的。因此,我們在能源政策上,應該把重點放在煤的清潔利用上。在這方面,有許多重大課題值得我們去研究:把煤加熱到300——400℃熱解,將其中分離出的揮發分氣體用來制汽、制油或作化工原料。剩下的燃料,加催化劑變為煤焦油一類純碳液體燃料,用來發電,生產蒸汽、熱水。尾部由給水與煙氣直接交換,經過脫硫,使煙氣成為低溫、清潔氣體直接排放。這一整套煤的綜合利用新工藝的研發,需要化工、熱力、環保、建筑等多學科的工種密切配合,才能完成。我們相信,這樣的思維才是創新的,這樣的研發,才真正具有中國特色的開拓性的工作。
3、 應把技術放在優先地位
轉變國家經濟發展方式,依靠的是先進的科學技術和高水平的科技人才,因此,科技優
先,是天經地義的,這一重要理念的建立非常重要。但是在我國官本位的體制下,長期以來,都是長官意志決定一切,技術人員沒有參與權,更沒有決策權。供熱行業是個技術性很強的行業,按理,技術工作的地位,應該好于其他行業,但實際情況可能比相像的更差。多少年來,我們清華大學辦了很多次技術培養班,可是效果甚微,原因就是參加培訓的,多是技術人員,他們除了自己增加了一些新的科技知識外,對新技術的普及、推廣,幾乎起不了任何作用,原因就是他們不是領導,他們無權拍板定案。除了體制外,陳舊政策的束縛,也是制約科技進步的重要原因?,F在全國幾乎所有的設計人員,都圍繞著產值——圖紙數量,這個指揮棒轉,采用新技術,引不起人們多大興趣。經常聽到的一句口頭禪是“不熟悉的方案不設計”。遵循這樣的理念,那里還有創新思維?那里還有科技進步?
阻礙技術優先,還常常反映在官僚化的行政命令上。目前,在全國范圍內,正在大力推廣供熱計量技術,雖已取得一定成績,但也暴露了不少問題,碰到了相當大的困難,如果這些問題不及時解決,這項重大的建筑節能技術的推廣工作可能會走彎路。根據我自己的觀察,主要存在以下幾方面的問題:首先,是認識上的不統一,是供熱計量技術包含什么內容不統一,我認為供熱計量技術應包括兩個方面的內容:一是安裝熱表,計量熱量,按熱量收費;二是提高系統的可調性,改善供熱效果,保證供熱質量。第一點,一般能理解,通常沒有爭議。關于第二點表明上看,人們不會反對,但在實際工作中,認識上的差異卻相當懸殊。比如有人說:“計量技術,本身不節能。”,“計量技術不能解決冷熱不均問題。”,再如,室內供暖系統計量收費改造,只裝鎖閉閥,不裝恒溫閥等等。所有這些,說明相當多的業內人員,把提高系統可調性排斥在計量技術的內容之外。而恰恰,這一點,正是計量技術內容的核心所在,也是建筑節能的技術關鍵,如果這種錯誤認識存在于各級領導,這樣的推廣工作,一定會走入歧途!第二個認識上的不統一,表現在計量技術推廣的目標上。我認為推廣計量技術,最終要達到以下幾個硬性指標:北京、哈爾浜地區,一冬季每個建筑平方米耗煤量(標煤)分別不超過6.9kg/m2a、13.4 kg/m2a;一冬季耗熱指標分別不超過15.0ω/ m2a(0.156GJ/ m2a)、20.0ω/ m2a(0.289GJ/ m2a);每蒸噸熱源分別應帶29,000 m2和19,000 m2供熱建筑面積。如果這些指標達不到,那么要實現三步節能65%的目標就是紙上談兵。從現實情況看,全國已進行的示范工程,只能拿出退費用戶的比例,至于上述指標,連個基本數據都拿不出,更談不上達標了。
供熱計量技術,顧名思義,它是一項技術,而且是一項技術含量相當高的技術。推廣這項技術,首先要理解,消化這項技術的基本內容。我們現在,之所以出現上述認識上的不統一,根本原因,是領導這項工作的負責人,沒有把這項工作的技術放到重要位置,而是把它當作一般的行政事務,依靠行政命令強行攤派。他們很少跟真正懂行的專家溝通,聽取他們的意見。他們習慣于滿足發號司令,而不能深入研究其中的技術關鍵,結果,上下不通氣,彼此忽悠。因此,推廣工作,出現這樣那樣的問題也就不足為奇了,由此可見,要轉變經濟發展的方式,首先轉變各級領導輕視技術工作和輕視技術人員的觀念,只有尊重科學技術,真正按科學辦事,這種轉變才能成為可能。
要真正做到技術優先,除了要轉變觀念外,還要考慮體制上的保證。目前我國大多數熱力公司只管到供熱系統的一次網和熱力站,基本上不管二次網,但又負責向熱用戶收取熱費,這是現行管理上的一大矛盾?,F在,供熱系統中,運行管理上存在問題最多的就是二次網;計量技術推廣中,大量實際工作,也都集中在二次網。二次網成了矛盾的匯交點,突顯管理體制上的混亂。近幾年,我國涌現了一批節能服務公司,他們通過能源管理合同機制,全面承包二次網,包括系統節能改造設計、投資、安裝、運行直至熱用戶收費。依靠節能效益與熱力公司共享成果。實踐證明,已經取得了良好的效果。我個人認為,供熱行業,出現這樣一支生力軍,無疑是人才市場上的一種創新。俗話說:“沒有金鋼鉆、不敢攬瓷器活”,節能服務公司,完全依靠節能技術贏利掙錢,可以排除各種因素干擾,以最簡捷的操作環節,最經濟的運營成本,使技術高效轉化為生產力。我們甚至可以這樣設想,節能服務公司的出現,很有可能會成為我們行業發展方式轉形的催化劑。一個可喜的信息是,不久前,住房和城市建設部仇寶興付部長在一次講話中,明確表示:節能服務公司分工管理二次網,這是供熱管理體制的一條重要原則。供熱管理體制的這項改革,意義很大,為技術優先提供了有力保障。