环保和社会综合效益，长期以来一直为国家所鼓励与支持。
据不完全统计，我国六百多个城市中已有近三百个建设了集中供热设施，其中属于热电联产集中供热的占了60％以上，其锅炉运行热效率一般超过80％，节能、环保及社会综合效益显著，因此发展热电联产，是提高供热效率、降本增效的根本出路，是对“节约能源、持续发展”的有力支持。
1.3 国家鼓励热电联产集中供热
把对一种技术、一种生产方式的鼓励以法律形式明确下来的做法，是不多见的，但是，在《中华人民共和国节约能源法》的第三十九条中即明确指出：“国家鼓励发展下列通用节能技术：（一）推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷三联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率……”，可见，国家对热电联产及由之进一步发展的相关通用节能技术的重视。不但如此，国家计委、国家经贸委、原电力工业部和建设部还于1998年2月17日联合印发了《关于发展热电联产的若干规定》（计交能〔1998〕220号），作为《节能法》的配套规章，指导发展热电联产。2000年8月22日，为了适应新的热电联产发展形势，更好地落实《节能法》，指导热电联产工作，国家计委、国家经贸委、环保总局和建设部在广泛调查、审慎研讨基础上，联合对计交能〔1998〕220号文件进行了修改和补充，使其更为全面，更具有行政规章的严肃性和执行力度，并以《关于发展热电联产的规定》（急计基础〔2000〕1268号）发布执行。计基础〔2000〕1268号文是现阶段在鼓励发展热电联产方面最为全面、最为具体的行政规章，对推进我国经济增长方式由粗放型向集约型转变，实施可持续发展战略，促进热电联产健康发展，正在发挥着其应有的重要作用。
2 我国热电联产的发展趋势
2.1 常规热电联产仍是发展主流
从二十世纪的规模经济（工业经济）转入二十一世纪的信息经济（知识经济），电子高科技蓬勃发展，新兴产业与日俱增，但能源的开发与利用是不会减少的，就供热领域的能源利用而言，民用热与商用热方面，生活品质要提高，供暖需求只能是单调上升；工业用热方面，石油化工、化纤、建材、造纸及纺织印染等行业的规模效益仍将延续，用热需求也是增长态势，因此在我国以煤为主的能源结构未做根本性调整前，常规热电联产的发展趋势仍将是向上的，且仍是发展主流，而我国以煤为主的能源结构中短期内是不可能改变的。当前，为保护环境可持续发展，在煤燃烧技术方面，洁净煤技术正被大力发展与推广，循环流化床锅炉燃烧技术已成为洁净煤燃烧技术中最为成熟的一种，因此预测我国二十一世纪上半叶热电联产集中供热的主要形式，最为可能的应是以循环流化床锅炉作为燃烧设备配套供热汽轮机的常规热电联产集中供热。
2.2 燃气—蒸汽联合循环热电联产集中供热也是发展方向
近几十年来，燃气轮机在国外发展迅速，向大型化和小型化两个方向深入。在我国，随着具有清洁能源特征的天然气的开发步伐的加快，相信以天然气为燃料的燃气轮机的应用也必将进入一个崭新的阶段。燃机与汽机组成的大型的联合循环发电机组，最大功率可达420～480MW，循环效率可达55～58％，比同等功率的燃煤亚临界机组效率高出近20个百分点。如用燃机进行热电联产，其能源利用率可达80～90％，更为节能，而其燃用的油、气等燃料对环境影响极小，还具有建设周期短、耗水量少、占地少、起停性能好等优点。小型的燃机热、电（冷）联产以小型天然气燃机发电，将燃机尾气供直燃机制冷、制热水、供采暖，可以取得能质合理匹配、能源多级利用、能源利用率高的效果，环保方面也极有利，并且有利于抵御因地震、台风等自然灾害造成大电网解列的困扰和战争等突发事变造成大电网停电的危害。因此当天然气供给充足，价格为公众普遍接受后，以天然气为燃料的燃气－蒸汽联合循环热电联产集中供热及小型燃机热电（冷）联产必将是供热领域的一支生力军，以其更为优越的性能在竞争中占据一席之地。我国正在抓紧的“西气东输”工程的成熟投运，将是其快速发展的有利契机。
3 做好城市供热规划和热电联产规划
3.1 城市供热规划和热电联产规划
城市供热规划是城市总体规划的组成部分，是对城市总体规划中供热专业规划的深化，是城市集中供热和热电结合项目可行性研究的重要依据。制定科学的城市供热规划并按规划组织实施是避免盲目建设、重复建设、充分发挥城市集中供热整体效益的有效手段。热电联产集中供热做得好的先进城市，往往是供热规划较为完善的城市；热电工程布局不合理，经济效益不能充分发挥，往往都与供热规划不合理、不执行或根本就不制定供热规划有关。城市供热规划范围包括集中热源向城市市区供应生产和生活用蒸汽、热水的所有供热方式，要在城市总体规划的指导下，严格按照《城市供热规划的技术要求》和《城市供热规划的内容深度》的规定编制，并与城市规划部门协调。编制工作由城市建设行政主管部门主持，计划、电力、环保等有关部门参加，必须委托具有相当资质和级别的城市规划和供热专业设计单位进行，经过相当级别的从事供热专业工作的专家论证后，才由相应级别的建设行政主管部门批准实施。热电联产规划依据城市供热规划和电力规划编制，目的在于保证热电联产机组建设做到统一规划、统一部署、分步实施，符合节约能源、改善环境和提高供热质量的要求，避免盲目建设、重复建设。热电联产规划应包括对城市供热现状和热电联产现状的具体描述，以及对热电联产机组建设进行规划的具体内容等，并且要阐述清楚热电联产在城市供热、改善环境及电力系统中发挥的作用等。对于城市供热规划和热电联产规划，《关于发展热电联产的规定》（计基础〔2000〕1268号）将其提到了相当高的高度，并且给出了明确的、具体的要求，可见国家对此有深刻的认识。
3.2 对供热经济半径的理解
对于蒸汽供热，建设部、国家计委于1995年3月14日发出的《关于加强城市供热规划管理工作的通知》中要求 “蒸汽管网的输送距离一般不宜超过4公里”；已发行的供热手册指出的蒸汽管线输送距离最长的限定为不超过7公里但都未做详细论证。由此可以推断，目前较为普遍认可的蒸汽供热经济半径应是在4公里左右，根据具体情况也许7公里内还是经济的。那么，在现阶段成片开发的工业区蓬勃发展，均需要大量生产用汽的形势下，如果二块工业区相距超过7公里，它们是否就必要分别建设热源点，形成各自的集中供热体系呢？抑或是开展较远距离供热，仅在其中一个工业区设热源点，两工业区共享？推广看，问题实质其实是对供热经济半径的质疑，即供热经济是否有具体的长度限定，如4公里，或是应依据具体工程情况判定是否经济而不局限于其长短。笔者认为，后者的观点才是实事求是，与时俱进的。对于具体工程，只要是经过严格考察，缜密论证，做到了技术上可行，经济上合理，有利于环保，有利于资源合理配置，就应该是好工程。
笔者即遇有一例：某新兴工业区是某市的一个重点工业发展区，定位为电子、制药类的现代化工业园区，有多家大中型企业进驻，用热负荷集中，需求迫切，如果新上热源项目，目前只有燃用动力煤的热电联产热源一次能耗最低，供热成本最小，但在这样一个现代化工业园区上燃用动力煤的热电联产热源很显然极不利于环保，为此该区管理部门左右为难，暂且让各单位采用自备油炉供热，但油炉供热成本高，企业较难承受，均希望尽早解决集中供热问题。而毗邻该区有一个老工业区，已有较为完备的热电联产集中供热设施，供热成本较低，因此如果能实现由老工业区对之可靠供热，是最好结果。一来保护了新区的环境，用户也可降低动力成本支出，获得实惠；二来可充分挖掘老工业区热源点的潜力，扩大供热半径，壮大供热实力，争取更大的热电结合、节能压油、改善环境、减少占地及综合利用等综合效益。很显然，这样的设想必然是要突破4公里乃至7公里的蒸汽输送距离限定的，粗略测算当在10公里以上，可能在12公里左右。笔者认为，该设想是否可行，应是在论证了技术可行的基础上，将该方案与其他方案，例如油炉供热、电供热或直接在新区内兴建热源点方案的经济性相比较而定，可以比较各个方案到达用户端的蒸汽单位销售成本，如果是该方案最优，就是可行的。
3.3 开展较远距离供热有利于城市集中供热的发展
集中供热的发展初期，往往是一个热源点支撑着一片热力管网，很显然供热的风险是较大的，一旦热源点故障，供热质量就受到影响，甚至可能导致热网停止供热，用户的损失就更大了。因此，一个地区的几个热源点在利益能够协调一致的情况下，往往是愿意进行联网供热的，以提高热网运行的可靠性，强化整体抗风险能力。如果各热源点的分布是足够密集的，显然联网后只要调度得当，热网的抗风险能力是强的。这里就有一个科学规划的问题，即确定热源点分布密集程度多高合适，或者说热源点之间相距多远合适的问题。密集程度太高难免有重复建设之嫌，太低则热网抗风险能力不足，无法保证对用户尤其边远用户的可靠供热。但总的看法，应当是以热源点分布能疏不密为原则，才有利于环保，有利于资源的合理配置。有人会说，热源点分布疏了，热介质输送远，散热损失大，不是浪费吗？不错，散热损失可能会增大，但毕竟有提高保温水平的技术措施可以补救，而多设热源点，因各热源点的管理、运行水平的参差不齐带来的额外损耗、协调成本增高以及环境污染面增大等诸因素，恐怕是更为棘手的问题。因此，开展较远距离供热有利于壮大热源点的规模，获取规模经济，也有利于城市集中供热的发展，使热网更为可靠，为用户所信赖。至于这个距离的远的限度，应根据具体工程的技术水平、该地区社会实际情况及用户的承受能力等具体因素而定。
4 开展较远距离供热的几点考虑
开展较远距离供热需要考虑的几个方面的问题，无非是技术的可行性、经济的合理性、对环保及城市景观的影响等因素，尤其技术可行性问题是基础问题，没有技术可行性前提即无法形成供热方案。对于具体工程是否可行，应坚持具体问题具体分析的原则，不可轻易照搬成功范例即定论可行，也不应凭主观臆断即予放弃。
4.1 较远距离供热的技术可行性
为说明考虑较远距离供热技术可行性时应注意的问题，即以上述设想老工业区热源点向新兴工业区供热为例进行论述。做较远距离供热技术可行性研究，应先掌握用户的热负荷状况，确定供热距离。新区的热负荷状况是至为重要的基础资料，其用热大小、峰谷值规律、用热发展预测等所有有关用户用热的信息资料都是进行方案研究论证前必须收集齐全的。从收集的基础数据看，该新区内有十多家大中型企业需要用汽，均使用饱和蒸汽，压力大多在0.8MPa(表压)左右，最高为1.0MPa(表压)，考虑各种折算系数后，每日所需最大用汽量约为45t/h，平均用汽量为32t/h，最小用汽量约为18t/h；各企业间的淡、旺季相互交错，随季节变化而引起的热负荷变化较小；各企业的用热发展均呈稳步增长态势，但近期不会有明显增加。最大的用热企业位于离热源点最远处，从初步测定的供热距离，确定以12公里为管线展开长度进行各项工程计算。
作为论证方案可行性的计算，至少应进行供热管道的保温计算与水力计算，以选取合适的供汽参数以满足用汽要求并测算出输送过程中的能量损耗量等，为估算工程造价，进行经济性分析提供基础数据。计算可依据有关供热手册及设计规程提供的计算方法及算式进行，如下：⑴保温计算：确定选用硅酸钙制品作为工程的保温层材料，首先按保温层经济厚度计算法进行保温层厚度的初步选取，介质温度按400℃考虑，经计算得选取的保温层厚度应为150mm；然后按允许散热密度方法中的管道单层保温和表面温度方法中的管道单层保温进行校核，计算结果：保温层厚度150mm时，对应于400℃的介质温度， [q]=144W/m2，ts=31.5℃，远低于规范要求（规范要求[q]≤227W/m2，ts≤50℃），校核合格。可见选取的150mm保温层厚度对于管线远距离供热的减少散热损失十分有利。综合以上计算，选用保温层厚度150mm，进行水力计算。⑵水力计算：热源点正常提供的热电联产供汽参数范围为（2.0±0.1MPa，400℃左右），选取设计流量、管道口径进行几个典型工况的水力计算时，应注意到这一点。只有对于用户用汽量骤减或骤增，管线运行工况偏离正常值太大时，才考虑以备用的主汽减温减压方式供汽。综合考虑用热负荷情况，选取管线设计流量为32t/h，末端压力13kgf/cm2，按单一干线进行以下几种较典型工况的水力计算，结果汇总见附表：1末端参数为干饱和蒸汽（13kgf/cm2,194℃），设计流量32t/h，供热管道长度、规格为12000m×325×10，架空敷设，使用波纹管补偿器，取管件局部阻力与沿程阻力比值α=0.2，计算始端参数；2计算80％设计流量(26t/h)下，其余条件同1的始端参数；3计算在流量45t/h下，其余条件同1的始端参数；4末端参数为13kgf/cm2干度95％的饱和蒸汽，其他条件同1，始端参数高限为（22kgf/cm2,400℃）的低极限流量。从以上的水力计算结果分析，末端参数为13kgf/cm2的饱和蒸汽，如果允许有5％的含湿度（即干度为95％），该管线供热的低限流量可以达到17t/h。在该流量以上，进行远距离供热的技术可行性是有保障的。而对应于45t/h的日最高流量，可能需要略微提高供汽压力。从水力计算与保温优化计算等相关技术测算，可以得出结论：集中供热系统的合理输送距离应该是相对的，关键看用热负荷特性，对于较大规模的持续而稳定的热负荷，进行较远距离输送仍然是合理的。进行较远距离供热，为维持末端参数稳定，始端参数的调控应能随负荷波动在较大调整区域内适应，例如优先选择热电联产供热时应配合使用减温减压装置作为备用及补充汽源；同时也要求对于用热加强计划与调度，努力使用热负荷保持良好的稳定性与持续性。一句话，进行远距离供热，需要供用汽双方密切配合，才能取得良好效果。
作为技术方案，进行较远距离供热的管道敷设方式也是需要重点考虑的一点，要根据地区的地理情况，避免影响管道保温性能的敷设方式，对于保温应切实强调其设计、施工、运行、维护的全过程管理，以保障蒸汽输送安全、经济。热补偿方式要尽量利用管道自然补偿；疏水器的规格尺寸应满足排凝水量的要求，尤其低流量工况下蒸汽输送至末端凝结量较大，应考虑提前设置自动经常疏水装置以尽早排尽凝结水。较远距离供热的供热调节非常重要，较远距离供热管线中间容积大，不稳定工况和低负荷工况下容易发生蒸汽凝结，产生水击，因此要选取科学合理的调节方式并进行水击防范，要有切实、周全的保障措施确保供热安全可靠。管道的热力特性应在投运前的调试中即有较为全面的掌握；生产调度的及时准确应得到供用汽双方的密切协调与可靠的技术保障。供热调节应考虑以下几个因素：⑴供汽侧调节：1汽机抽汽调节：当流量持续、稳定且供汽参数符合汽机抽汽参数时，选择汽机抽汽供热。汽机抽汽原则上带稳定负荷；2减温减压器调节：当以汽机抽汽为主进行供热时，减温减压器作为适量的补充汽源或热备用；当汽机抽汽参数满足不了供热需求时，由减温减压器进行供热调节。减温减压器应具有良好调节性能，能快速跟进调整较大幅度变动负荷，保持供出参数合格。供汽温度根据管道设计与调试情况，在掌握管道热力特性和满足末端用汽参数要求前提下，可适当调低，以减少沿途热损耗。⑵用汽侧调节：1用热厂家自备油炉调节：高、低负荷工况，异常工况及热网检修停汽情况下，自备油炉作为补充汽源或备用汽源，为热网起调峰与备用作用；2减温减压器调节：热网供至用汽侧的供汽参数仍较大幅度高于用热厂家的用汽参数时，应投运减温减压器进行二次调节。⑶热网监测系统：对各主要用热端的热网参数装设联网监测系统，实时采集用热端参数，通过有线或无线通讯方式回馈供热端，指导供热调节。⑷水击防范：1制定并严格执行热网启停操作卡，规范热网运行工作；2合理设置疏水点，满足启停及检修疏水需求。特别应针对管线运行中容易积水的危险点，设置经常疏水；3密切供用汽操作联系工作，用汽变动预警，力求运行操作平稳、细致，禁止大开大合的危险操作行为；4防止洪涝、台风等自然灾害导致管道保温被侵袭或破坏，蒸汽急剧冷凝，危及安全供热的事件发生。
4.2 较远距离供热的经济可行性
对于较远距离供热的经济可行性，应测算工程造价及其投入产出情况。工程造价依据工程量测算得出，供热成本考虑固定成本和变动成本，其中固定成本由折旧费、大修理费、维护人工费、还贷利息和其他费用（办公费、差旅费、劳动保护费、财产保险费、业务招待费、养老保险、待业保险费、住房公积金、福利费、教育经费、工会经费和其他管理费等）组成；变动成本考虑因较远距离供热和热负荷变化造成热耗加大而增加的费用以及为抵偿工程投资，提高热价部分增加的增殖税金及附加费等因素。较远距离供热的定价应极为审慎，因为较远距离供热对于较大规模的持续而稳定的热负荷的依赖严重，需要调动用户的用热积极性，使工程投产后即能快速达到较高负荷，才能保证管线安全、稳定运行，因此应确定较为优惠的热价，尽量让利给热用户，以拉动其需求。定价要贯彻保本微利原则，以满足贷款偿还年限为首要，尽量压缩供热的盈利空间。在确定了工程造价、供热成本及蒸汽销售单价后，即可进行各项经济指标，如内部收益率指标和投资回收期指标等的计算，以客观评估工程的经济效果。
另外，还应进行敏感性分析，分析工程相关的煤价、油价、电价、热价、热量、电量等敏感性因素对工程项目的影响，并应与其他的供热方案进行比较，例如与油炉供热方案等进行比较。在此仅举比较油炉供热一例：油炉供热的成本随油价上升而升，作为与较远距离供热方案相比较的用户使用的干饱和蒸汽（13kgf/cm2,194℃），其焓值为2788kJ/kg，按环境温度20℃，相应的其单位热焓为2.705GJ/t。而油炉热效率一般为87％，油热值约41,868 kcal/kg，因此油汽比=1:13.47。可以看出，仅燃油费一项，未考虑油炉及配套的制供水等系统设备的投资及运营费用，如水费、材料费等，用户需要支付的汽成本即为0.0742×吨油价格／吨汽，假定现阶段的吨油价格为1650元，则仅汽的燃油成本一项就达到了122元／吨汽，可见油炉供热的高成本。对其他供热方案例如电供热也可按此思路从电汽比及电价等要素入手进行初步比较，容易得出电供热成本更高的结论。只有对于确有竞争力的方案，才需要从细分析比较。
4.3 较远距离供热对城市景观及环保等的影响
如果为了节省投资，全部采用架空敷设，进行较远距离供热对于城市景观的影响无疑是较大的，毕竟热力管网侧重考虑的是实用价值而非其观赏性，其实虽然全部架空对于较远距离供热管线的运行操作与检查维护也都较为有利，但对其热损耗也是不利的，大家知道架空的热损耗最大，一旦被台风等自然灾害破坏了保温，热损耗就更为严重了，因此进行较远距离供热的管线敷设方式以采取地下敷设为主较为适合，只有管段在确认不太影响城市景观且不易为自然灾害等破坏的情况下才适宜架空，采用架空的管段也应以低架为主。地下敷设应特别注意管道保温的防水防潮，如果采用地沟则还应注意沟内防水与防洪排水设施的齐全完备，否则后果不堪设想。成熟的蒸汽直埋管技术可能是较远距离供热敷设方式的最好选择，保温性能好，与地沟相比施工土方量小，且不必象地沟那样全程考虑防洪排水问题，可节省该方面投资，但由于较远距离供热的蒸汽介质温度、压力均较高，要求施工质量严格；另外管线较长，途经地域的地下水位及地质状况等情况多变，也不利于直埋敷设；还有需要对方便运行监测、检修维护等等方面因素多加考虑，因此在较远距离供热上蒸汽直埋管道技术能否可靠适用，应当谨慎论证。
开展较远距离供热对环保是极为有益的。由于进行了较远距离供热，削减了热源点，工业污染物的排放更为集中了，使得污染仅污染了一点而不至于污染一大片。而作为进行较远距离供热的热源点，要适应较远距离供热需求，其生产设备只能是往较大规模方向发展，生产系统包括污染物排放处理系统也必须要更加完备，这样其锅炉效率高了，污染物排放处理水平高了，烟尘、粉煤灰、废水等“三废”污染物的排放相应必然减少了。由于将更多的热负荷由较少的热源点承担，热源点有望通过有效的营销运作壮大自身实力，进行扩大再生产，从而提高供热技术水平及自动化程度，进一步提高供热可靠性及文明生产水平，快步向现代化企业目标迈进。
5 结束语
城市集中供热是城市公益性、基础性设施，是社会文明的表现。在我国能源结构中还大量使用燃煤为一次能源的现阶段，如何发挥城市集中供热的效益，努力降低其对环境的污染程度是人们共同关心的问题，开展较远距离供热应该是一条较好的途径。以蒸汽为介质的较远距离供热现阶段还不普遍，当然如果用于采暖供热，由于较远距离供热的热损耗相对较大，而群众能够接受的采暖热费却是低廉的，因此恐怕难于推行，但是作为工业区的生产用热，企业用户有较强的价格承受能力，加之与其相比较的供热方案往往是成本更高的油炉供热、电供热等，也可能使企业用户更倾向于接受较远距离供热方案，因此适合推行较远距离供热。较远距离供热用于工业区生产用热，由于是大批量消耗，热负荷平稳而持续，也有利于供热调节，容易取得成功。从技术上看，开展较远距离供热有一定难度，例如要求有平稳、持续的较大的热负荷，要求有灵敏而及时的适应较大幅度调节的供热调节设备，最好有更高技术水平的成熟可靠的蒸汽直埋管技术予以支持等等，但这些都不是不可逾越的技术鸿沟，因此，可以认为，只要具体工程经缜密论证是可行的，并不必局限于蒸汽输送距离只能是4公里或7公里内的限定。如果有更多的热源点开展较远距离供热成功了，更大规模的联网供汽将提上日程，则供汽的可靠性可获得更进一步的提高。无论从节能、环保还是社会的综合效益角度看，开展较远距离供热都应该是一个好项目，应当给予支持，让更多有条件的地区，更多有条件的热源点来多加尝试。
