降低城市集中供熱成本的途徑

李力 王海巖

（1天津津能濱海新能源有限公司天津300204 2中國(guó)華電集團(tuán)發(fā)電運(yùn)營(yíng)有限公司天津300204）

0 前言

改革開放以來我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，伴隨經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，能源消耗也在快速增加，為解決我國(guó)能源與環(huán)境日漸突出的矛盾，國(guó)務(wù)院制定“十二五”期間節(jié)能減排總目標(biāo)，并將具體指標(biāo)分解至各地方。天津作為國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)地區(qū)也是節(jié)能減排的重點(diǎn)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與節(jié)能減排壓力巨大，既要保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展同時(shí)到2015年萬元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗要比2010年下降18%，全市化學(xué)需氧量和氨氮排放量分別比2010年消減8.6%和10.5%；全市二氧化硫和氮氧化物排放總量比2010年分別消減9.4%和15.2%。天津地方政府下發(fā)節(jié)能減排綜合性工作實(shí)施方案，多措并舉推進(jìn)節(jié)能減排工作，在具體舉措中也包括推進(jìn)城市集中供熱由燃煤改為燃?xì)獾墓ぷ?。雖然燃?xì)庾鳛榍鍧嵞茉?，氣體燃燒不排放SO2，其中的氮氧化物的排放也比燃煤減少60%以上，燃?xì)忮仩t熱效率一般在85%以上，且其熱效率與鍋爐的規(guī)模大小影響不大，較大中型燃煤鍋爐平均熱效率75%而言，具有較好的節(jié)能效益，但由于燃?xì)馊剂铣杀据^高，煤改燃后所帶來供熱成本的增加不可忽視，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，為老百姓提供滿意生活環(huán)境同時(shí)，如何最大化降低城市集中供熱成本，成為關(guān)乎民生的問題。

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相對(duì)于熱、電分產(chǎn)系統(tǒng)相比，綜合效率可以提高30%，較鍋爐供熱熱效率至少可以提高50%以上，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的最有效措施已得到社會(huì)普遍認(rèn)同。熱電聯(lián)產(chǎn)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，綜合燃料成本較低，因此充分發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱既是城市實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排也是降低城市集中供熱成本的最有效途徑。

1 天津城市集中供熱現(xiàn)狀及燃煤與燃?xì)夤岬娜剂铣杀緶y(cè)算

1.1 天津地區(qū)集中供熱現(xiàn)狀

截至2012年末，天津城市集中供熱面積近3億平方米，其中約65%由大中型燃煤鍋爐供熱，約25%由熱電聯(lián)產(chǎn)供熱，其余由燃?xì)饧捌渌鍧嵞茉垂帷?/p>

1.2 燃料成本測(cè)算

每GJ熱量燃料成本測(cè)算計(jì)算公式（1）（2）如下：

公式（1）C=M*P

公式（2）M=109（/4.186*q*η)

其中C——每GJ熱量燃料成本，元；

M——耗煤量，kg；

P——燃料單價(jià)，元/kg或元/Nm3；燃煤：0.6元/kg；燃?xì)猓?.4元/N m（3此價(jià)格為現(xiàn)行民用燃?xì)鈨r(jià)格）；

q——燃料熱值，kcal/kg或kcal/Nm3；其中燃煤取/lkg，燃?xì)馊?500kcal/Nm3

η——鍋爐熱效率，%。其中燃煤鍋爐熱效率取75%，燃?xì)忮仩t熱效率取85%。

依據(jù)以上公式計(jì)算可得：

燃煤鍋爐供熱每GJ熱量消耗的燃料量為63.7kg，直接燃料成本為38.2元。

燃?xì)忮仩t供熱每GJ熱量消耗的燃料量為33.06 m3，直接燃料成本為79.98元。

2 天津地區(qū)煤改燃的情況及政策補(bǔ)貼

作者對(duì)幾家煤改燃后的供熱公司兩個(gè)采暖季運(yùn)行情況調(diào)查，由于不同供熱公司的負(fù)荷狀況以及本身運(yùn)行管理水平不盡一樣，全采暖季單位面積熱耗也有所區(qū)別，但基本在32～38W之間，平均值為35w/m2。整個(gè)采暖季按照122天計(jì)算，供熱小時(shí)數(shù)共計(jì)2928小時(shí)，采暖季平米耗熱量可用公式（3）Q平米=q*3.6*103*T/109計(jì)算

其中：Q平米——采暖季耗熱量，GJ；

q——全采暖季m2熱耗指標(biāo)，按照平均值35w/m2計(jì)算；

T——供熱小時(shí)數(shù)，小時(shí)；

則采暖季平米耗熱量為0.369GJ，平米燃?xì)庀牧?2.2立方。

如果按照采暖季單位面積熱耗35W/平米測(cè)算，完全使用燃?xì)夤幔膳久科矫字苯尤剂铣杀緦⑦_(dá)到29.03元。

即便在民用燃?xì)鈨r(jià)格下由于供熱的平米直接燃料成本均已超過目前天津地區(qū)的民用采暖費(fèi)25元/平米，因此在煤改燃試點(diǎn)地區(qū)，供熱公司供熱使用的燃?xì)鈨r(jià)格為每立方米1.5元，天津市政府依據(jù)使用量向燃?xì)夤久苛⒎矫自傺a(bǔ)貼0.9元，按照全采暖季平米熱耗指標(biāo)平均值35w/m2測(cè)算，相當(dāng)于平米采暖面積補(bǔ)貼11元。

3 充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱降低城市供熱綜合成本

依據(jù)以上數(shù)據(jù)測(cè)算，如果將既有天津市城區(qū)和濱海新區(qū)的全部燃煤鍋爐供熱面積為1.2億平方米，直接改燃后,即使不考慮新增面積，每年也將消耗天然氣14.27億立方，按照現(xiàn)有補(bǔ)貼政策，則政府每年至少拿出補(bǔ)貼資金13.2億元。

熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱由于系統(tǒng)自身的綜合效率高，在目前燃煤價(jià)格下，電廠出廠熱價(jià)僅為28元/GJ，如果能最大程度利用熱電聯(lián)產(chǎn)供熱，不僅從根本上減少燃料消耗，也會(huì)有效降低供熱成本，減輕政府與社會(huì)負(fù)擔(dān)。

4 現(xiàn)以天津一個(gè)擁有熱源為1200MW熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)為例

該系統(tǒng)目前電廠熱源是系統(tǒng)唯一熱源，承擔(dān)全部熱負(fù)荷的需要，按照初步設(shè)計(jì)中的60W平米耗熱指標(biāo)考慮，系統(tǒng)最大供熱面積為2000萬平米。如果該系統(tǒng)是以充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)供熱為思路設(shè)計(jì)，把單熱源供熱系統(tǒng)改造為多熱源聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，由熱電廠1200MW熱源作為主熱源擔(dān)負(fù)基本熱負(fù)荷，將現(xiàn)有大型燃煤鍋爐（總計(jì)2400MW）改為燃?xì)忮仩t作為系統(tǒng)尖鋒熱源，由尖峰熱源承擔(dān)尖峰熱負(fù)荷，如下表1將采暖季單位面積最低熱耗指標(biāo)20W作為基礎(chǔ)負(fù)荷，由熱電熱源承擔(dān)，這樣該供熱系統(tǒng)就可以滿足6000萬平米供熱。

近幾年來隨著新建建筑采用三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，城市節(jié)能建筑比重逐步提升，供熱系統(tǒng)內(nèi)的綜合熱耗熱指標(biāo)較設(shè)計(jì)指標(biāo)值有了明顯的降低，根據(jù)作者過去幾年對(duì)一個(gè)有2000萬平米供熱面積的系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的總結(jié)，結(jié)合對(duì)天津市區(qū)不同供熱系統(tǒng)的調(diào)研，在不同室外溫度下采暖季單位面積綜合熱指標(biāo)可以參照下表。

表1 ：天津地區(qū)室外溫度延續(xù)小時(shí)數(shù)及平米熱耗指標(biāo)

根據(jù)上表參數(shù)，整個(gè)采暖季按照122天計(jì)算，供熱小時(shí)數(shù)共計(jì)2928小時(shí)，則該系統(tǒng)中不同熱源對(duì)外輸出的總熱量可以用公式（4）Q=q*3.6*103*T*A/109計(jì)算

其中：Q——熱源輸出熱量，GJ；

q——耗熱指標(biāo)，w/m2；

T——供熱小時(shí)數(shù)，小時(shí)；

A——供熱面積，m2；

由于熱電滿足的是基礎(chǔ)熱負(fù)荷，q值為20 w/m2則熱電熱源輸出熱量為：

Q熱電 =20*3.6*103*2928*6000*104/109=1264.896（萬 GJ）。

如果該系統(tǒng)全采暖季平米熱耗指標(biāo)為35w/m2，則該系統(tǒng)全采暖季消耗總熱量為：

Q總熱耗 =35*3.6*103*2928*6000*104/109=2213.568（萬GJ）。

6000萬平米供熱系統(tǒng)整個(gè)采暖季消耗的總熱量為2213.568萬GJ熱量，而其中熱電廠輸出熱量為1264.896萬GJ（熱化系數(shù)為57%），燃?xì)饧怃h熱源的輸出熱量為948.672萬GJ，按照目前天津地區(qū)熱電廠出廠熱價(jià)28元/GJ，尖鋒熱源燃?xì)鉃槊縂J熱量79.98元（此成本以2.4元/立方燃?xì)鈿鈨r(jià)測(cè)算），該系統(tǒng)總計(jì)燃料成本為111291.9萬元，采暖季每平米燃料成本約為18.5元，較前述單獨(dú)使用燃?xì)鉃闊嵩吹钠矫兹剂铣杀?9.03元每平米燃料成本下降10.5元，已基本接近政府補(bǔ)貼的11元/m2，實(shí)現(xiàn)了供熱成本的降低。

由于選取的35w耗熱指標(biāo)僅為一般值，如果可以進(jìn)一步降低采暖季平米耗熱指標(biāo)，提升系統(tǒng)熱化系數(shù)，則系統(tǒng)的供熱成本將會(huì)進(jìn)一步降低，即便如此，通過如上數(shù)據(jù)也可以反映出改造后的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了充分發(fā)揮熱電高效節(jié)能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也會(huì)使更多的設(shè)備在滿負(fù)荷下亦即高效率下運(yùn)行，其節(jié)能與降低運(yùn)行成本的效果非常顯著。

5 結(jié)論

天津作為我國(guó)北方特大城市，實(shí)現(xiàn)城市集中供熱的節(jié)能減排，單純實(shí)施煤改燃將大幅提高供熱成本，而有效解決這一問題的途徑，應(yīng)該借鑒其他城市成功經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)既有供熱資源的整合，實(shí)現(xiàn)以熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)為城市供熱骨干，以燃?xì)鉃檠a(bǔ)充，這樣不僅有利于充分利用既有資源，有效發(fā)揮系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)勢(shì)，提高城市集中供熱的經(jīng)濟(jì)性，而且有利于提高城市供熱系統(tǒng)可靠性，改善供熱效果。

[1]石兆玉.供熱系統(tǒng)多熱源聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的再認(rèn)識(shí)[M].全國(guó)供熱行業(yè)研討會(huì)《論文選集》，2000.8

[2]石兆玉.供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制[M].清華大學(xué)出版社，1994.1

[3]王魁吉、孫玉慶.熱電廠和鍋爐房的聯(lián)合運(yùn)行與調(diào)節(jié)[M].全國(guó)供熱行業(yè)研討會(huì)《論文選集》,2000.8