關(guān)鍵詞：天然氣供暖；燃?xì)獗趻鞝t；燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房；模塊式燃?xì)忮仩t
1 概述
我國(guó)天然氣利用和建筑行業(yè)的快速發(fā)展，使得在城市里大量使用天然氣的條件逐漸成熟。國(guó)家節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)城市供暖和集中供熱事業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，也產(chǎn)生了以天然氣為熱源進(jìn)行區(qū)域供暖的需求。
根據(jù)包頭市城市總體規(guī)劃，在110國(guó)道以北、包白公路兩側(cè)規(guī)劃建設(shè)北部新區(qū)。北部新區(qū)包括3個(gè)功能區(qū)：石拐新區(qū)，以居住、商業(yè)、行政區(qū)域?yàn)橹鳎宦毥虉@區(qū)，以職業(yè)技術(shù)學(xué)院及其配套設(shè)施為主；青山區(qū)北部裝備園區(qū)，以工業(yè)園區(qū)為主。北部新區(qū)規(guī)劃居住建筑面積為460×104m2，約4.6×104戶。由于包頭市熱源緊張，居民用戶的供暖問題亟待解決。本文以包頭市北部新區(qū)的居民用戶為例，對(duì)其供暖方案進(jìn)行探討。
2 各種供暖方案的主要設(shè)備及特點(diǎn)
經(jīng)過調(diào)研分析，包頭市北部新區(qū)的天然氣供暖可選方案主要有7種，以下針對(duì)其主要設(shè)備和特點(diǎn)分別進(jìn)行論述。
① 燃?xì)獗趻鞝t供暖
每戶居民單獨(dú)安裝燃?xì)獗趻鞝t，負(fù)責(zé)本戶居民的冬季供暖及全年的熱水供應(yīng)。該方案可根據(jù)用戶需要進(jìn)行分時(shí)段供暖，室內(nèi)溫度隨時(shí)可調(diào)，室內(nèi)環(huán)境舒適性較高，并具有使用便捷、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[1～2]。
② 燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖
本方案的主要設(shè)備為單戶燃?xì)獗趻鞝t與太陽能熱水器等，結(jié)合了燃?xì)獗趻鞝t和太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。雖然本方案增加了部分設(shè)備投入，但可節(jié)約大量能源，降低了運(yùn)行費(fèi)用[3]。
③ 模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖
根據(jù)供暖面積大小，將小型模塊式燃?xì)忮仩t安裝在建筑物底層或樓頂，負(fù)責(zé)單棟樓供暖。本方案具有熱效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)省熱網(wǎng)造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。但由于不能獨(dú)立調(diào)節(jié)供暖時(shí)段和室內(nèi)溫度，無法進(jìn)行節(jié)能控制，具有管理相對(duì)復(fù)雜、用戶滿意度較差等缺點(diǎn)。
④ 燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖
本方案建設(shè)燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房，負(fù)責(zé)整個(gè)居民小區(qū)的供熱。此方案屬于傳統(tǒng)的集中供熱方式，其供熱效果較好，但鍋爐房建設(shè)和小區(qū)熱網(wǎng)建設(shè)造價(jià)高，熱損失大，運(yùn)行費(fèi)用高。
⑤ 燃?xì)鉄岜每照{(diào)供暖
燃?xì)鉄岜每照{(diào)采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣源熱泵進(jìn)行供熱和供冷，并副產(chǎn)部分熱水。本方案的設(shè)備集中成橇，安裝方便、配置靈活、高效節(jié)能[4～5]，可平抑天然氣供應(yīng)冬夏季峰谷差。但其建設(shè)造價(jià)較高，待具備條件后可采用此方案。
⑥ 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供
燃?xì)饫錈犭娙?lián)供利用天然氣發(fā)電，對(duì)發(fā)電后的余熱進(jìn)行有效利用，屬于國(guó)際先進(jìn)的分布式能源新技術(shù)。該技術(shù)具有能源轉(zhuǎn)化效率高、安全性能好、環(huán)保效益明顯等優(yōu)點(diǎn)[6～7]，特別能在電力和燃?xì)忸I(lǐng)域起到削峰填谷的作用，有利于能源的梯級(jí)利用。該技術(shù)在歐美、日本等已廣泛應(yīng)用舊。，但在我國(guó)成功案例不多，且其建設(shè)造價(jià)巨大，待條件成熟后可以采用該方案。
⑦ 天然氣紅外線輻射供暖
天然氣紅外線輻射供暖通過紅外線輻射供暖設(shè)備，將天然氣的能量轉(zhuǎn)換成紅外線能量，輻射到需要供暖的區(qū)域，在不加熱空氣的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域直接供暖。本方案設(shè)備安裝簡(jiǎn)便快捷，造價(jià)低，具有可分區(qū)控制、機(jī)動(dòng)靈活、自動(dòng)化程度高、啟動(dòng)時(shí)間短、升溫迅速等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用于工業(yè)廠房、體育場(chǎng)館等封閉大空間或半封閉大空間的供暖，對(duì)于高大廠房工業(yè)用戶尤其節(jié)能。
根據(jù)上述各種供暖方案的性能特點(diǎn)可見，適合居民用戶選取的天然氣供暖方案有燃?xì)獗趻鞝t供暖、燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖、模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖和燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖4種。
3 工程建設(shè)造價(jià)比較
由于包頭北部新區(qū)規(guī)劃居民用戶均使用管道天然氣，若采用燃?xì)夤┡瑒t需要在原來燃?xì)庠O(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容。根據(jù)測(cè)算可知，燃?xì)獗趻鞝t用戶的單戶擴(kuò)容費(fèi)用最大，燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房的單戶折算擴(kuò)容費(fèi)用基本可以忽略不計(jì)。居民用戶各供暖方案的工程建設(shè)造價(jià)情況分別如下。
3.1 燃?xì)獗趻鞝t供暖
燃?xì)獗趻鞝t供暖方案的工程建設(shè)各項(xiàng)造價(jià)分別為：①燃?xì)獗趻鞝t，5500元/套；②遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)，400元/套；③報(bào)警及緊急切斷裝置，260元/套；④安裝及管材，200元/套；⑤燃?xì)庠O(shè)施擴(kuò)容，500元/戶；⑥建設(shè)管理費(fèi)，5%。以上各項(xiàng)造價(jià)合計(jì)為1203面戶。
3.2 燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖
燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖的工程建設(shè)各項(xiàng)造價(jià)分別為：①燃?xì)獗趻鞝t以及太陽能熱水器，15000元/套；②遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)，400元/套；③報(bào)警及緊急切斷裝置，260元/套；④安裝及管材，200元/套；⑤燃?xì)庠O(shè)施擴(kuò)容，400元/戶；⑥建設(shè)管理費(fèi)，5%。以上各項(xiàng)造價(jià)合計(jì)為17073元/戶。
3.3 模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖
模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖的范圍為單棟樓(60戶左右)，其工程建設(shè)各項(xiàng)造價(jià)分別為：①模塊式燃?xì)忮仩t，6800元/戶；②燃?xì)庠O(shè)施擴(kuò)容，100元/戶；③建設(shè)管理費(fèi)，5%。以上各項(xiàng)造價(jià)合計(jì)為7245元/產(chǎn)。
3.4 燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖
燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖的范圍為單個(gè)小區(qū)(2000戶左右)，其工程建設(shè)各項(xiàng)造價(jià)分別為：①燃?xì)忮仩t及配套設(shè)施，5800元/戶；②小區(qū)供熱管網(wǎng)，2000元/戶；③鍋爐房土建(不含地價(jià))，550元/戶；④折算單戶燃?xì)庠O(shè)施擴(kuò)容，忽略不計(jì)。以上各項(xiàng)造價(jià)合計(jì)為8350元/戶。
根據(jù)上述各種供暖方案的工程建設(shè)造價(jià)計(jì)算結(jié)果可知，燃?xì)獗趻鞝t供暖方案的工程建設(shè)造價(jià)最少。
4 運(yùn)行費(fèi)用分析
供暖方案運(yùn)行費(fèi)用分析計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：
① 包頭市冬季室外供暖計(jì)算溫度為-20℃，室內(nèi)供暖計(jì)算溫度為18℃；
② 居民用戶供暖面積按100m2/戶計(jì)，供暖熱指標(biāo)為60W/m2；
③ 供暖時(shí)間為180d，分戶供暖設(shè)備供暖期平均每天全負(fù)荷供暖時(shí)間為14h，區(qū)域供暖設(shè)備供暖期平均每天全負(fù)荷供暖時(shí)間為16h；
④ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下天然氣低熱值為35.28MJ/m3，計(jì)量狀態(tài)下(20℃)低熱值為32.87MJ/m3；
⑥ 考慮氣溫變化并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，分戶供暖設(shè)備供暖期平均滿負(fù)荷開機(jī)率按70%計(jì)，區(qū)域供暖設(shè)備供暖期平均滿負(fù)荷開機(jī)率按85%計(jì)。
根據(jù)上述基礎(chǔ)資料，計(jì)算居民用戶各供暖方案的運(yùn)行費(fèi)用如下：
① 燃?xì)獗趻鞝t供暖
對(duì)于燃?xì)獗趻鞝t供暖方案，每戶每月天然氣用氣量為215.4m3，每戶每月用電量為46.2kW·h，則每戶供暖期總費(fèi)用為2490.6元。
② 燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖
對(duì)于燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖方案，每戶每月天然氣用氣量為161.5m3，每戶每月用電量為63kW·h，則每戶供暖期總費(fèi)用為1953元。
③ 模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖
對(duì)于模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖方案，每戶每月天然氣用氣量為298.9m3，每戶每月用電量為57.6kW·h，則每戶供暖期總費(fèi)用為3436.8元。
④ 燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖
對(duì)于燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖方案，每戶每月天然氣用氣量為316.5m3，每戶每月用電量為168kW·h，鍋爐房運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用為50形戶，則每戶供暖期總費(fèi)用為4010元。
由上述運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算結(jié)果可知，燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖方式的運(yùn)行費(fèi)用最少。
5 結(jié)論
① 采用燃?xì)獗趻鞝t供暖的工程建設(shè)造價(jià)最低，年運(yùn)行費(fèi)用較少，其節(jié)能效果較好，推薦在居民用戶中廣泛使用。
② 采用燃?xì)獗趻鞝t與太陽能聯(lián)合供暖的工程建設(shè)造價(jià)最高，但其年運(yùn)行費(fèi)用最少，節(jié)能效果最佳，推薦在有條件的居民用戶中使用。
③ 采用模塊式燃?xì)忮仩t樓棟供暖和燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房供暖的工程建設(shè)造價(jià)和年運(yùn)行費(fèi)用均較高，且節(jié)能效果不好，不推薦在居民用戶中使用。
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(本文作者：錢文斌1 章陽1 李丹華2 王海1 1.中國(guó)燃?xì)饪毓捎邢薰?廣東深圳 518033；2. 哈爾濱市燃?xì)夤こ?a href=/topic/3742.html target=_blank>設(shè)計(jì)研究院 黑龍江哈爾濱 150016)
