關(guān)鍵詞：天然氣供暖；燃氣壁掛爐；燃氣區(qū)域鍋爐房；模塊式燃氣鍋爐
1 概述
我國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。國家節(jié)能減排和環(huán)境保護的要求，對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個功能區(qū)：石拐新區(qū)，以居住、商業(yè)、行政區(qū)域為主；職教園區(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，對其供暖方案進行探討。
2 各種供暖方案的主要設(shè)備及特點
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，以下針對其主要設(shè)備和特點分別進行論述。
① 燃氣壁掛爐供暖
每戶居民單獨安裝燃氣壁掛爐，負責(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)用戶需要進行分時段供暖，室內(nèi)溫度隨時可調(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[1～2]。
② 燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖
本方案的主要設(shè)備為單戶燃氣壁掛爐與太陽能熱水器等，結(jié)合了燃氣壁掛爐和太陽能熱水器的優(yōu)點，具有良好的經(jīng)濟效益。雖然本方案增加了部分設(shè)備投入，但可節(jié)約大量能源，降低了運行費用[3]。
③ 模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖
根據(jù)供暖面積大小，將小型模塊式燃氣鍋爐安裝在建筑物底層或樓頂，負責(zé)單棟樓供暖。本方案具有熱效率高、運行費用低、節(jié)省熱網(wǎng)造價等優(yōu)點。但由于不能獨立調(diào)節(jié)供暖時段和室內(nèi)溫度，無法進行節(jié)能控制，具有管理相對復(fù)雜、用戶滿意度較差等缺點。
④ 燃氣區(qū)域鍋爐房供暖
本方案建設(shè)燃氣區(qū)域鍋爐房，負責(zé)整個居民小區(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)造價高，熱損失大，運行費用高。
⑤ 燃氣熱泵空調(diào)供暖
燃氣熱泵空調(diào)采用燃氣內(nèi)燃機驅(qū)動空氣源熱泵進行供熱和供冷，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)造價較高，待具備條件后可采用此方案。
⑥ 燃氣冷熱電三聯(lián)供
燃氣冷熱電三聯(lián)供利用天然氣發(fā)電，對發(fā)電后的余熱進行有效利用，屬于國際先進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[6～7]，特別能在電力和燃氣領(lǐng)域起到削峰填谷的作用，有利于能源的梯級利用。該技術(shù)在歐美、日本等已廣泛應(yīng)用舊。，但在我國成功案例不多，且其建設(shè)造價巨大，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，實現(xiàn)對特定區(qū)域直接供暖。本方案設(shè)備安裝簡便快捷，造價低，具有可分區(qū)控制、機動靈活、自動化程度高、啟動時間短、升溫迅速等優(yōu)點。主要應(yīng)用于工業(yè)廠房、體育場館等封閉大空間或半封閉大空間的供暖，對于高大廠房工業(yè)用戶尤其節(jié)能。
根據(jù)上述各種供暖方案的性能特點可見，適合居民用戶選取的天然氣供暖方案有燃氣壁掛爐供暖、燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖、模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖和燃氣區(qū)域鍋爐房供暖4種。
3 工程建設(shè)造價比較
由于包頭北部新區(qū)規(guī)劃居民用戶均使用管道天然氣，若采用燃氣供暖，則需要在原來燃氣設(shè)施的基礎(chǔ)上進行擴容。根據(jù)測算可知，燃氣壁掛爐用戶的單戶擴容費用最大，燃氣區(qū)域鍋爐房的單戶折算擴容費用基本可以忽略不計。居民用戶各供暖方案的工程建設(shè)造價情況分別如下。
3.1 燃氣壁掛爐供暖
燃氣壁掛爐供暖方案的工程建設(shè)各項造價分別為：①燃氣壁掛爐，5500元/套；②遠傳控制系統(tǒng)，400元/套；③報警及緊急切斷裝置，260元/套；④安裝及管材，200元/套；⑤燃氣設(shè)施擴容，500元/戶；⑥建設(shè)管理費，5%。以上各項造價合計為1203面戶。
3.2 燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖
燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖的工程建設(shè)各項造價分別為：①燃氣壁掛爐以及太陽能熱水器，15000元/套；②遠傳控制系統(tǒng)，400元/套；③報警及緊急切斷裝置，260元/套；④安裝及管材，200元/套；⑤燃氣設(shè)施擴容，400元/戶；⑥建設(shè)管理費，5%。以上各項造價合計為17073元/戶。
3.3 模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖
模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖的范圍為單棟樓(60戶左右)，其工程建設(shè)各項造價分別為：①模塊式燃氣鍋爐，6800元/戶；②燃氣設(shè)施擴容，100元/戶；③建設(shè)管理費，5%。以上各項造價合計為7245元/產(chǎn)。
3.4 燃氣區(qū)域鍋爐房供暖
燃氣區(qū)域鍋爐房供暖的范圍為單個小區(qū)(2000戶左右)，其工程建設(shè)各項造價分別為：①燃氣鍋爐及配套設(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)，550元/戶；④折算單戶燃氣設(shè)施擴容，忽略不計。以上各項造價合計為8350元/戶。
根據(jù)上述各種供暖方案的工程建設(shè)造價計算結(jié)果可知，燃氣壁掛爐供暖方案的工程建設(shè)造價最少。
4 運行費用分析
供暖方案運行費用分析計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：
① 包頭市冬季室外供暖計算溫度為-20℃，室內(nèi)供暖計算溫度為18℃；
② 居民用戶供暖面積按100m2/戶計，供暖熱指標(biāo)為60W/m2；
③ 供暖時間為180d，分戶供暖設(shè)備供暖期平均每天全負荷供暖時間為14h，區(qū)域供暖設(shè)備供暖期平均每天全負荷供暖時間為16h；
④ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下天然氣低熱值為35.28MJ/m3，計量狀態(tài)下(20℃)低熱值為32.87MJ/m3；
⑥ 考慮氣溫變化并結(jié)合實際運行經(jīng)驗，分戶供暖設(shè)備供暖期平均滿負荷開機率按70%計，區(qū)域供暖設(shè)備供暖期平均滿負荷開機率按85%計。
根據(jù)上述基礎(chǔ)資料，計算居民用戶各供暖方案的運行費用如下：
① 燃氣壁掛爐供暖
對于燃氣壁掛爐供暖方案，每戶每月天然氣用氣量為215.4m3，每戶每月用電量為46.2kW·h，則每戶供暖期總費用為2490.6元。
② 燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖
對于燃氣壁掛爐與太陽能聯(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，則每戶供暖期總費用為1953元。
③ 模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖
對于模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖方案，每戶每月天然氣用氣量為298.9m3，每戶每月用電量為57.6kW·h，則每戶供暖期總費用為3436.8元。
④ 燃氣區(qū)域鍋爐房供暖
對于燃氣區(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，鍋爐房運行維護費用為50形戶，則每戶供暖期總費用為4010元。
由上述運行費用計算結(jié)果可知，燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖方式的運行費用最少。
5 結(jié)論
① 采用燃氣壁掛爐供暖的工程建設(shè)造價最低，年運行費用較少，其節(jié)能效果較好，推薦在居民用戶中廣泛使用。
② 采用燃氣壁掛爐與太陽能聯(lián)合供暖的工程建設(shè)造價最高，但其年運行費用最少，節(jié)能效果最佳，推薦在有條件的居民用戶中使用。
③ 采用模塊式燃氣鍋爐樓棟供暖和燃氣區(qū)域鍋爐房供暖的工程建設(shè)造價和年運行費用均較高，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.中國燃氣控股有限公司 廣東深圳 518033；2. 哈爾濱市燃氣工程設(shè)計研究院 黑龍江哈爾濱 150016)
