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燃煤集中供熱與燃氣供熱方式在投資能耗等比較

放大字體  縮小字體 發布日期:2013-04-01  瀏覽次數:53388
  一、概述
  2007年底北京全市供熱面積5.73億平方米,其中燃氣供熱建筑面積接近2.2億平方米,約占全市總供熱面積的39%,采暖天然氣用氣量約20億立方米,燃煤供熱面積2.1億平方米,約占全市總供熱面積的37%。燃氣采暖主要集中在城八區,燃煤主要集中在郊區縣。
  城八區供熱面積4.1億平方米,其中燃氣供熱面積2.1億平方米,約占城八區供熱面積的52.9%;燃煤鍋爐房供熱面積0.6億平方米,約占城八區供熱面積的14.3%,其余為城市熱力網供熱和其他能源供熱。
  隨著西氣東輸二期工程、陜京三線工程的建設,北京天然氣的供應能力將大大增加,北京市城市能源結構將發生根本性的變化,必將進一步提升北京的大氣環境質量。根據北京市能源結構現狀和未來發展情況,供熱能源仍然會以燃氣和煤為主,所以,在供熱能源選擇上采取燃煤或燃氣方式上需要綜合節能、環保、安全、經濟等多種因素進行分析比較確定。
  二、燃煤燃氣供熱簡介
  1 燃煤集中供熱
  以蒸汽或熱水為載熱介質,由集中熱源通過供熱管網向整個城鎮或其中某一地區的用戶供應生產和生活用熱,稱為區域供熱或集中供熱。從七十年代末、八十年代初開始,隨著我國國民經濟的快速發展及人民生活水平的不斷改善,對城市供熱質量的要求及對環境保護的要求逐漸提高,使城市供熱方式開始向大型集中發展,以熱電聯產為主熱源的城市熱力網集中供熱和以鍋爐房為熱源的集中鍋爐房供熱得到大力發展。
  在燃煤的條件下,集中供熱與分散供熱相比,具有明顯的優勢:大大減少了煙囪數量,便于煙氣高空排放;大型鍋爐熱效率高,減少了燃料消耗,具有明顯的節能效果;配用效率較高的除塵脫硫設備,鍋爐燃煤量的減少,從而直接改善了環境狀況。另外,集中供熱還減少了鍋爐房占地面積,有利于土地資源的合理使用;谌济汗岬纳鲜鲈,我國供熱事業的發展一直堅持將分散供熱逐漸向集中供熱過渡。目前,北京市城市熱力網集中供熱面積已達1.2億平方米,主要供熱范圍為城八區。遠郊區縣則正在實施大型燃煤鍋爐房集中供熱的資源整合工作。
  2 燃氣供熱
  北京市從1997年陜甘寧天然氣進京以來,城市供熱能源發生了較大的變化,特別是城八區范圍內實施了大規模的煤改氣工程,經過10多年的發展,截止到2007年底,燃氣供熱面積已達2.2億平方米(含壁掛爐供熱0.4萬平方米),燃氣鍋爐房2500余座,燃氣鍋爐約1.2萬臺,積累了大量的燃氣鍋爐房建設、節能運行的實踐經驗。而且也通過實踐總結出燃氣供熱應以適度規模的分散供熱為宜,可以節省建設投資、減少運行輸送熱損失、降低運行能耗。
  三、燃煤燃氣供熱比較分析
  1 投資分析
  按照北京市目前燃氣鍋爐房(分散供熱)和集中燃煤鍋爐房建設的投資水平,燃氣鍋爐房供熱(含鍋爐房、燃氣供應系統)投資約42-52萬元/MW,集中燃煤鍋爐房供熱投資(含鍋爐房、一次熱網、熱力站)約110-150萬元/MW?梢娙济杭泄彷^燃氣分散供熱的單位供熱量投資約高2-3倍左右。
  2 鍋爐房占地分析
  燃氣分散鍋爐房(按平均單座鍋爐房12.6MW)占地面積60-90平米/MW,燃煤集中供熱鍋爐房占地面積130-150平米/MW?梢娙济杭泄彷^燃氣分散供熱的單位供熱量占地面積約高50-100%左右。
  3 環境影響分析
  3.1 煙氣
  根據《鍋爐大氣污染物排放標準》(DB11/139-2007),新建燃煤與燃氣鍋爐大氣污染物限值相同,實際上燃煤鍋爐能達到目前的地方標準限值已很是不易,取限值,燃氣鍋爐只有NOx需要采用低氮燃燒器。燃煤燃氣供熱排放濃度和折合到單位供熱量排放量見表1和表2。
  3.2 噪聲
  燃煤鍋爐房噪聲源較多,特別是大型鼓引風機、循環水泵,以及煤、灰渣的運輸等機械化設備等高噪聲,雖可經過選用低噪聲設備,采取減振、隔聲措施、消聲器、水泵減震基礎等措施達到國家噪聲控制要求,但相對于燃氣鍋爐噪聲普遍較高。
  3.3 無組織粉塵排放
  燃煤鍋爐房煤和灰渣的運輸與存儲可以采取封閉作業等措施盡量降低無組織粉塵排放,但燃氣鍋爐基本不存在該問題。
  4 能源利用率分析
  燃氣熱水鍋爐的熱效率高,除容量極小的鍋爐采用大氣式燃燒方式致使熱效率低于85%以外,鍋爐熱效率基本能達到90%左右。而且適度規模的燃氣鍋爐房可減少熱網輸送損失和輸送動力消耗;燃氣鍋爐房還由于其自動化程度高、運行調節方便、靈活,可以大大提高供熱系統的運行調節水平,降低能源消耗,提高能源利用率。
  根據北京市2005-2006年度鍋爐供熱能耗的統計,集中燃煤熱水鍋爐房較好平均水平單方能耗為:18.3kgce/m2,而燃氣鍋爐房較好平均水平能耗為9.2m3/m2(折合標煤為:10.9kgce/m2),由此可以看出,燃氣鍋爐的能耗約為燃煤鍋爐能耗的60%。
  5 運行成本分析
  經測算,兩種不同燃料供熱的能源消耗成本分析見表3。
  上表燃煤價格按910元/tce(5000kcal/kg煤650元/t),燃氣按1.95元/m3計算,燃料成本已基本接近,考慮到燃煤鍋爐房運行人員較多、日常維修、管理費用較高,按目前燃料價格水平燃煤與燃氣供熱的經營成本基本相當,甚至會超過燃氣。如果考慮折舊因素,燃煤供熱的總成本將高于燃氣供熱。
  四、工程案例分析比較
  以一個供熱面積為350萬平方米,總熱負荷為174MW的供熱項目為例對采取燃煤與燃氣鍋爐房供熱進行對比分析(見表5)。
  五、結論與建議
  通過工程案例分析及近年來工程實踐和運行數據可以看出,在現行物價水平的條件下,燃煤鍋爐房集中供熱與分散燃氣供熱相比,投資高約100-200%;鍋爐房占地面積多約為50-100%;能耗高約67%;煙塵排放量高約2.7倍,SO2排放量高約80倍,氮氧化物排放量高約100%;按目前燃料價格水平,燃料消耗成本略低,但考慮工資福利、維修、管理費用、固定資產折舊等因素后,燃煤供熱總成本會高于燃氣供熱。
  因此,建議在燃氣供應條件滿足的情況下,積極發展燃氣供熱。燃氣供熱應采取適度規模的燃氣分散供熱,有條件的燃氣鍋爐房可與附近的熱力網聯合供熱;公建或其他區域應大力推廣燃氣熱電冷三聯供,以進一步提高能源利用率。而大型燃氣鍋爐房主要問題是投資高,運行費用較分散高,但其相對占地面積小,對于已形成市區熱網的地方,為充分發揮己有集中供熱的潛力,也可適當采用。-北京市煤氣熱力工程設計院有限公司 王建國 楊宏斌
 
  參考文獻
  [1] GB50041-2008,鍋爐房設計規范[S]
  [2] 鍋爐房實用設計手冊編寫組.鍋爐房實用設計手冊[M].第二版.北京:機械工業出版社,2001
  [3] 北京市多種采暖方式研究  北京市煤氣熱力工程設計院 1999.9
 
關鍵詞: 燃氣供熱
 
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