王佳

摘 要：隨著改革開放和現(xiàn)代化建設的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟社會取得了舉世矚目的成就，但與此同時，資源消耗急劇增加，環(huán)境壓力也越來越大。從“低碳”生活，到煤改氣工程的開展，都對城市鍋爐房供熱系統(tǒng)寄予了很大的期望。隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及天然氣資源的開發(fā)和利用，天然氣將逐漸超越煤與石油在能源領域的主導地位，成為未來的主要消費能源，而燃氣鍋爐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，對于不同供熱規(guī)模、不同供熱半徑的燃氣鍋爐房系統(tǒng)的優(yōu)化研究，成為人們研究供熱節(jié)能的重要內(nèi)容。

關鍵詞：區(qū)域供熱；燃氣鍋爐房；系統(tǒng)優(yōu)化

1 引言

隨著“十二五”能源規(guī)劃的發(fā)布與實施，燃氣將逐步替代燃煤，成為城市供熱的主要能源，燃氣鍋爐房供熱也將成為城市供熱的主流，鼓勵和發(fā)展燃氣鍋爐房能取得很好的環(huán)境效益和節(jié)能效益，也將對改善城市環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)有著現(xiàn)實意義。通過對中小區(qū)域燃氣鍋爐房供熱系統(tǒng)配置和能耗的研究，在成熟的供熱理論及自控技術(shù)的基礎上，著重從系統(tǒng)形式及經(jīng)濟性能兩個方面對供熱系統(tǒng)進行分析，希望能為以后相關技術(shù)的深入研究與城市熱網(wǎng)改造提供一定的參考價值。

2 燃氣鍋爐房研究存在的問題

在國內(nèi)自改革開放以來，中國能源工業(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)和消費中的比重均高達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)出臺的十二五能源規(guī)劃的建議中，已經(jīng)明確提出了對能源結(jié)構(gòu)進行重大調(diào)整的發(fā)展思路。從嚴重依賴煤炭資源，向綠色、多元、低碳化能源發(fā)展；能源利用將進一步向節(jié)能、高效、清潔、低碳方向發(fā)展；堅持節(jié)約優(yōu)先、高效經(jīng)濟、合理調(diào)控供需；堅持環(huán)境與經(jīng)濟雙贏，把天然氣作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點之一，確保其在未來能源領域的戰(zhàn)略支柱地位。天然氣資源充足，消費量也連年劇增，國內(nèi)天然氣產(chǎn)量年均增長13%，2011年達到1025億立方米。天然氣消費量年均增長16%，2011年達到1307億立方米，已成為世界第四大天然氣消費國。

3 區(qū)域供熱燃氣鍋爐房系統(tǒng)優(yōu)化實例

3.1 某區(qū)域燃煤鍋爐房現(xiàn)狀及運行財務數(shù)據(jù)

某區(qū)域現(xiàn)狀供熱面積75萬平方米，利用燃煤熱水鍋爐供熱，設有3臺14MW的燃煤熱水鍋爐，設計供、回水溫度115℃/70℃，設計壓力1.25MPa，年耗煤量為1.58萬噸，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。風煙系統(tǒng)為鼓、引風機。化學水處理系統(tǒng)為鈉-氫離子交換樹脂水處理系統(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備及建筑，以最小的改動獲得最大效益。以此做出的改造方案為：在原有鍋爐基礎上進行改造，將原有燃煤鍋爐改造為3臺14MW燃氣鍋爐，設計供、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、補水泵、軟化除氧組合水箱、除氧器、除氧水泵等設備；原有控制系統(tǒng)全部改為DCS控制系統(tǒng)。天然氣由廠區(qū)門口現(xiàn)狀DN400次高壓A燃氣管線上接線，設計一根DN300中壓A燃氣管線至鍋爐房專用調(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)設備購置及安裝費用：包括熱水鍋爐、水泵、軟化、除氧組合水箱、全自動鈉離子交換器、通風系統(tǒng)軸流風機等；電氣系統(tǒng)設備購置及安裝費用：包括低壓配電柜、變頻柜、電容補償柜等；熱工控制系統(tǒng)設備購置及安裝費用：安全監(jiān)控系統(tǒng)、節(jié)能群控系統(tǒng)、除氧控制系統(tǒng)、可燃氣體報警系統(tǒng)等；燃氣系統(tǒng)調(diào)壓站、閥門及流量計量裝置設備購置及安裝費用；建筑工程部分：包括新建鋼煙囪及原有鍋爐房的裝修，鍋爐房進行吸音減噪處理；鍋爐房與市政燃氣管線銜接工程。

4.2 投資估算編制說明

設備價格采用國內(nèi)或合資企業(yè)優(yōu)質(zhì)設備詢價或參考類似工程估價；按照國家有關文件規(guī)定計取各項費用；資金籌措為全部貸款，年利率6.14%。投資估算。項目總投資1727.00萬元，其中工程費用1321.88萬元，其他費用224.72萬元，建設期利息49.85萬元，鋪底流動資金53.21萬元。項目單位投資。根據(jù)以上方案，項目的單位投資折合為41萬元/MW。一般燃氣鍋爐房的單位投資約45～55萬元/MW。由于本鍋爐房為煤改氣改造項目，充分利用了原有鍋爐房的部分設施及建設，故項目的單位投資低于正常建設的鍋爐房。

5 技術(shù)經(jīng)濟分析

基礎數(shù)據(jù)。本鍋爐房只有居民用熱，熱指標取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；居民用燃氣鍋爐房補貼5.04元/m2。收入測算。本文供熱面積75萬平方米，年耗熱量25.5萬GJ，按照熱計量收費模式計取收入，即在12元/m2基價的基礎上，熱量收費為44.45元/GJ，項目年收入2033.48萬元；年補貼收入378萬元。成本測算。天然氣耗量：年耗氣量776.48萬Nm3，以現(xiàn)行購氣價格2.28元/Nm3計算；耗電、耗水費用：年耗電量89.25萬k Wh，購電價格0.78元/k Wh；年耗水量1.66萬t，購水價格5.6元/t；工資及福利：人員編制為6個技術(shù)人員，年工資4萬元；管理人員4人，年工資3.5萬元。年維修費：按照固定資產(chǎn)的0.8%計取；其他管理費；以年收入的0.5%計?。徽叟f與攤銷：建筑折舊年限30年，設備及安裝折舊20年，直線折舊法估算，殘值率5%；其他費用攤銷年限為8年；綜上計算，年經(jīng)營成本1907萬元，折合74.64元/GJ；包含財務費用，年均總成本2020.8萬元，折合79.25元/GJ，其中，年可變成本1849.29萬元，合72.52元/GJ，年均固定成本171.5萬元，合6.73元/GJ。

6 結(jié)語

隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及天然氣資源的開發(fā)和利用，天然氣將逐漸超越煤與石油在能源領域的主導地位，成為未來的主要消費能源。而隨著我過天然氣消費的日益增加，以及西氣東輸工程的順利進展，天然氣供應到越來越多的城市，燃氣鍋爐房的發(fā)展前景也會越來越廣闊。因此，對燃氣鍋爐房系統(tǒng)的課題研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。同時也希望更多的單位和學者能關注到燃氣鍋爐房的發(fā)展及其在我國的推廣應用，推動城市供熱事業(yè)的發(fā)展。

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