區(qū)域供熱燃?xì)忮仩t房系統(tǒng)優(yōu)化研究

王佳

摘 要：隨著改革開(kāi)放和現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)取得了舉世矚目的成就，但與此同時(shí)，資源消耗急劇增加，環(huán)境壓力也越來(lái)越大。從“低碳”生活，到煤改氣工程的開(kāi)展，都對(duì)城市鍋爐房供熱系統(tǒng)寄予了很大的期望。隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及天然氣資源的開(kāi)發(fā)和利用，天然氣將逐漸超越煤與石油在能源領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，成為未來(lái)的主要消費(fèi)能源，而燃?xì)忮仩t房也將逐步取代燃煤鍋爐房成為城市供熱系統(tǒng)的主要熱源，因此，對(duì)于不同供熱規(guī)模、不同供熱半徑的燃?xì)忮仩t房系統(tǒng)的優(yōu)化研究，成為人們研究供熱節(jié)能的重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：區(qū)域供熱；燃?xì)忮仩t房；系統(tǒng)優(yōu)化

1 引言

隨著“十二五”能源規(guī)劃的發(fā)布與實(shí)施，燃?xì)鈱⒅鸩教娲济海蔀槌鞘泄岬闹饕茉?，燃?xì)忮仩t房供熱也將成為城市供熱的主流，鼓勵(lì)和發(fā)展燃?xì)忮仩t房能取得很好的環(huán)境效益和節(jié)能效益，也將對(duì)改善城市環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)有著現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)中小區(qū)域燃?xì)忮仩t房供熱系統(tǒng)配置和能耗的研究，在成熟的供熱理論及自控技術(shù)的基礎(chǔ)上，著重從系統(tǒng)形式及經(jīng)濟(jì)性能兩個(gè)方面對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行分析，希望能為以后相關(guān)技術(shù)的深入研究與城市熱網(wǎng)改造提供一定的參考價(jià)值。

2 燃?xì)忮仩t房研究存在的問(wèn)題

在國(guó)內(nèi)自改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)能源工業(yè)發(fā)展迅速，但結(jié)構(gòu)一直很不合理，煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的比重均高達(dá)72%。大量燃煤使大氣環(huán)境不斷惡化，發(fā)展清潔能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)已迫在眉睫。在已經(jīng)出臺(tái)的十二五能源規(guī)劃的建議中，已經(jīng)明確提出了對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大調(diào)整的發(fā)展思路。從嚴(yán)重依賴煤炭資源，向綠色、多元、低碳化能源發(fā)展；能源利用將進(jìn)一步向節(jié)能、高效、清潔、低碳方向發(fā)展；堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、高效經(jīng)濟(jì)、合理調(diào)控供需；堅(jiān)持環(huán)境與經(jīng)濟(jì)雙贏，把天然氣作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)之一，確保其在未來(lái)能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略支柱地位。天然氣資源充足，消費(fèi)量也連年劇增，國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量年均增長(zhǎng)13%，2011年達(dá)到1025億立方米。天然氣消費(fèi)量年均增長(zhǎng)16%，2011年達(dá)到1307億立方米，已成為世界第四大天然氣消費(fèi)國(guó)。

3 區(qū)域供熱燃?xì)忮仩t房系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)例

3.1 某區(qū)域燃煤鍋爐房現(xiàn)狀及運(yùn)行財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)

某區(qū)域現(xiàn)狀供熱面積75萬(wàn)平方米，利用燃煤熱水鍋爐供熱，設(shè)有3臺(tái)14MW的燃煤熱水鍋爐，設(shè)計(jì)供、回水溫度115℃/70℃，設(shè)計(jì)壓力1.25MPa，年耗煤量為1.58萬(wàn)噸，折合煤耗約為22.58kg/m2。其環(huán)保系統(tǒng)為麻石水膜脫硫除塵。風(fēng)煙系統(tǒng)為鼓、引風(fēng)機(jī)?；瘜W(xué)水處理系統(tǒng)為鈉-氫離子交換樹(shù)脂水處理系統(tǒng)。

3.2 改造方案

根據(jù)鍋爐房現(xiàn)狀，考慮的改造原則是盡量利用原有設(shè)備及建筑，以最小的改動(dòng)獲得最大效益。以此做出的改造方案為：在原有鍋爐基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，將原有燃煤鍋爐改造為3臺(tái)14MW燃?xì)忮仩t，設(shè)計(jì)供、回水溫度115℃/70℃；由于鍋爐房年限已久，考慮更換鍋爐循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、軟化除氧組合水箱、除氧器、除氧水泵等設(shè)備；原有控制系統(tǒng)全部改為DCS控制系統(tǒng)。天然氣由廠區(qū)門(mén)口現(xiàn)狀DN400次高壓A燃?xì)夤芫€上接線，設(shè)計(jì)一根DN300中壓A燃?xì)夤芫€至鍋爐房專用調(diào)壓箱，經(jīng)調(diào)壓后供鍋爐房使用。

4 工程投資估算

4.1 投資估算編制范圍

熱力系統(tǒng)設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用：包括熱水鍋爐、水泵、軟化、除氧組合水箱、全自動(dòng)鈉離子交換器、通風(fēng)系統(tǒng)軸流風(fēng)機(jī)等；電氣系統(tǒng)設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用：包括低壓配電柜、變頻柜、電容補(bǔ)償柜等；熱工控制系統(tǒng)設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用：安全監(jiān)控系統(tǒng)、節(jié)能群控系統(tǒng)、除氧控制系統(tǒng)、可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)等；燃?xì)庀到y(tǒng)調(diào)壓站、閥門(mén)及流量計(jì)量裝置設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用；建筑工程部分：包括新建鋼煙囪及原有鍋爐房的裝修，鍋爐房進(jìn)行吸音減噪處理；鍋爐房與市政燃?xì)夤芫€銜接工程。

4.2 投資估算編制說(shuō)明

設(shè)備價(jià)格采用國(guó)內(nèi)或合資企業(yè)優(yōu)質(zhì)設(shè)備詢價(jià)或參考類似工程估價(jià)；按照國(guó)家有關(guān)文件規(guī)定計(jì)取各項(xiàng)費(fèi)用；資金籌措為全部貸款，年利率6.14%。投資估算。項(xiàng)目總投資1727.00萬(wàn)元，其中工程費(fèi)用1321.88萬(wàn)元，其他費(fèi)用224.72萬(wàn)元，建設(shè)期利息49.85萬(wàn)元，鋪底流動(dòng)資金53.21萬(wàn)元。項(xiàng)目單位投資。根據(jù)以上方案，項(xiàng)目的單位投資折合為41萬(wàn)元/MW。一般燃?xì)忮仩t房的單位投資約45～55萬(wàn)元/MW。由于本鍋爐房為煤改氣改造項(xiàng)目，充分利用了原有鍋爐房的部分設(shè)施及建設(shè)，故項(xiàng)目的單位投資低于正常建設(shè)的鍋爐房。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本鍋爐房只有居民用熱，熱指標(biāo)取42W/m2，即單位面積耗熱量為0.34GJ；天然氣熱值取35.5MJ/m3，鍋爐熱效率92%，即1GJ熱量耗天然氣30.45Nm3；居民用燃?xì)忮仩t房補(bǔ)貼5.04元/m2。收入測(cè)算。本文供熱面積75萬(wàn)平方米，年耗熱量25.5萬(wàn)GJ，按照熱計(jì)量收費(fèi)模式計(jì)取收入，即在12元/m2基價(jià)的基礎(chǔ)上，熱量收費(fèi)為44.45元/GJ，項(xiàng)目年收入2033.48萬(wàn)元；年補(bǔ)貼收入378萬(wàn)元。成本測(cè)算。天然氣耗量：年耗氣量776.48萬(wàn)Nm3，以現(xiàn)行購(gòu)氣價(jià)格2.28元/Nm3計(jì)算；耗電、耗水費(fèi)用：年耗電量89.25萬(wàn)k Wh，購(gòu)電價(jià)格0.78元/k Wh；年耗水量1.66萬(wàn)t，購(gòu)水價(jià)格5.6元/t；工資及福利：人員編制為6個(gè)技術(shù)人員，年工資4萬(wàn)元；管理人員4人，年工資3.5萬(wàn)元。年維修費(fèi)：按照固定資產(chǎn)的0.8%計(jì)取；其他管理費(fèi)；以年收入的0.5%計(jì)取；折舊與攤銷：建筑折舊年限30年，設(shè)備及安裝折舊20年，直線折舊法估算，殘值率5%；其他費(fèi)用攤銷年限為8年；綜上計(jì)算，年經(jīng)營(yíng)成本1907萬(wàn)元，折合74.64元/GJ；包含財(cái)務(wù)費(fèi)用，年均總成本2020.8萬(wàn)元，折合79.25元/GJ，其中，年可變成本1849.29萬(wàn)元，合72.52元/GJ，年均固定成本171.5萬(wàn)元，合6.73元/GJ。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及天然氣資源的開(kāi)發(fā)和利用，天然氣將逐漸超越煤與石油在能源領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，成為未來(lái)的主要消費(fèi)能源。而隨著我過(guò)天然氣消費(fèi)的日益增加，以及西氣東輸工程的順利進(jìn)展，天然氣供應(yīng)到越來(lái)越多的城市，燃?xì)忮仩t房的發(fā)展前景也會(huì)越來(lái)越廣闊。因此，對(duì)燃?xì)忮仩t房系統(tǒng)的課題研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)也希望更多的單位和學(xué)者能關(guān)注到燃?xì)忮仩t房的發(fā)展及其在我國(guó)的推廣應(yīng)用，推動(dòng)城市供熱事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭明.采暖熱負(fù)荷計(jì)算方法的比較[J].林業(yè)科技情報(bào)，2015，40（4）：50～51.

[2] 滕世興.中小區(qū)域熱源的優(yōu)化配置[D].北京建筑工程學(xué)院碩士論文，2016.

[3] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.