大連港太平灣沿海經(jīng)濟區(qū)港區(qū)起步階段供暖方式研究

徐力

摘 要：港區(qū)建設(shè)起步階段供暖熱源的建設(shè)滯后于港區(qū)建設(shè)，熱源方式的選擇需綜合考慮項目特點、項目規(guī)模、初投資、運行費用、遠近期結(jié)合等因素選擇符合國家能源及環(huán)保政策的熱源方式。由于生物質(zhì)鍋爐的設(shè)備投資較少，相應(yīng)的固定資產(chǎn)投資折舊費用也較少。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)鍋爐 高壓電鍋爐 冷凝燃氣鍋爐 初投資 運行費用

中圖分類號：TD925 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0027-02

大連港太平灣沿海經(jīng)濟區(qū)（以下簡稱經(jīng)濟區(qū)）位于瓦房店市西北部，規(guī)劃面積約為9.26 km2。按規(guī)劃，經(jīng)濟區(qū)的建設(shè)將圍繞“一港（太平灣港區(qū)，以下簡稱港區(qū)）、八區(qū)（物流園區(qū)）、六系統(tǒng)（綜合服務(wù)系統(tǒng)）”來開展，經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃熱源為熱電廠 ，采取熱電聯(lián)產(chǎn)供暖方式。

經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展需依托于港區(qū)的建設(shè)，但港區(qū)建設(shè)起步階段供暖的熱源問題較為突出，主要反映在以下兩個方面：（1）港區(qū)建設(shè)起步階段不具備實施熱電聯(lián)產(chǎn)的條件。在港區(qū)建設(shè)的起步階段，無法形成較大穩(wěn)定的供暖負荷，無法實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。（2）供暖熱源建設(shè)滯后于港區(qū)建設(shè)。熱電廠的立項、審批和建設(shè)周期長，短期內(nèi)無法為港區(qū)供暖提供熱源。鑒于以上兩點，港區(qū)建設(shè)起步階段的熱源需單獨考慮。

1 可選取的熱源方式

港區(qū)建設(shè)起步階段的熱源方式需綜合考慮項目特點、項目規(guī)模、初投資、運行費用、遠近期結(jié)合等因素選擇符合國家能源及環(huán)保政策的熱源方式。符合國家能源及環(huán)保政策可采用的熱源方式包括：生物質(zhì)鍋爐、高壓電鍋爐、冷凝燃氣鍋爐等。

2 熱源方式的優(yōu)缺點比較

以上可采用的熱源方式優(yōu)勢及劣勢比較（見表1）。

3 研究實例

該文以港區(qū)新建集裝箱辦公樓（以下簡稱辦公樓）為例，從以上三種熱源方式的初投資、運行費用及遠期與熱電廠結(jié)合的適應(yīng)性三個方面進行比較，以便于對熱源方式做出選擇。辦公樓分為兩棟獨立建筑（1號樓和2號樓），需供暖總建筑面積36 347 m2。其中1號樓空調(diào)設(shè)計熱負荷2 662 kW； 2號樓供暖設(shè)計熱負荷710 kW；淋浴用熱負荷320 kW。初投資僅測算熱源部分的費用，不包含場區(qū)供暖管網(wǎng)及末端供暖設(shè)備。

3.1 生物質(zhì)鍋爐初投資及運行費用

3.1.1 生物質(zhì)鍋爐投資

設(shè)計選用2臺2.8 MW生物質(zhì)相變鍋爐，同時配套設(shè)置引風機、鼓風機、多管旋風除塵器、脈沖布袋除塵器、空壓機等除塵相關(guān)設(shè)備以及循環(huán)水泵、補水泵等水循環(huán)設(shè)備。經(jīng)核算，生物質(zhì)鍋爐設(shè)備初投資約248.47萬元。

3.1.2 生物質(zhì)鍋爐運行費用測算

（1）燃料費=a×b×c×d×e×f×h×i×j÷k。

其中：a為燃料消耗量（t），每小時消耗量0.80 t/h；b為供暖天數(shù)，152天；c為日間設(shè)備工作時間，取10 h；值班設(shè)備工作時間，取14 h；d為季節(jié)不均衡系數(shù)，0.7；e為生物質(zhì)燃料價格，1 000元/噸；f為日不均衡系數(shù)，0.7；h為供暖滯后系數(shù)，1.1；i為燃料消耗不平衡系數(shù)，0.6；j為單臺鍋爐的供熱保證率，70%；k為鍋爐運行效率，0.85。

（2）電費=a×b×c×d×e×f×g

其中a為裝機容量（kW），160 kW；e為電費價格，0.809 3/kWh；g為燃料消耗不平衡系數(shù)，0.6。其他參數(shù)與本節(jié)1）相同。

（3）人工費=值班人數(shù)×月薪×月數(shù)。

（4）運行費用=燃料費+電費+人工費。

（5）經(jīng)計算，運行費用=1 188 327元。

（6）單位面積運行費用=運行費用÷總面積，生物質(zhì)鍋爐單位面積運行費用=32.69元/m2。

3.2 高壓電鍋爐初投資及運行費

3.2.1 高壓電鍋爐投資

設(shè)計選用2臺2.75 MW高壓電鍋爐，同時配套相應(yīng)循環(huán)水泵、補水泵等水循環(huán)設(shè)備及相應(yīng)的高壓配電柜等電氣設(shè)備。

經(jīng)核算，高壓電鍋爐設(shè)備初投資約684.74萬元。

3.2.2 高壓電鍋爐運行費用測算

（1）高壓電鍋爐運行費=a×b×c×d×e×f×g。

其中：a為裝機容量（kW），5 500 kW；b為供暖天數(shù)，152天；c為蓄能損耗，1.05；d為季節(jié)不均衡系數(shù)，0.7；e為低谷蓄熱時間，10 h；f為日不均衡系數(shù)，0.7；g為低谷電價格，0.404 6元/kWh。

（2）循環(huán)水泵電費=a×b×c×d×e×f×g。

其中：c為日間設(shè)備工作時間，10 h；值班設(shè)備工作時間，14 h；e為電費價格，0.809 3/kWh；g為燃料消耗不平衡系數(shù)，0.6。其他參數(shù)與本節(jié)1）相同。

（3）運行費用=鍋爐電費+水泵電費。

（4）經(jīng)計算，運行費用=1 790 183元。

（5）單位面積運行費用=運行費用÷總面積，高壓電鍋爐單位面積運行費用=49.25元/m2。

3.3 冷凝燃氣鍋爐初投資及運行費用

3.3.1 冷凝燃氣鍋爐投資

設(shè)計選用3臺1.2 MW冷凝燃氣鍋爐，同時配套相應(yīng)的循環(huán)水泵、補水泵等水循環(huán)設(shè)備。因該處無市政燃氣管網(wǎng)另外設(shè)置燃氣排站1座。

經(jīng)核算，冷凝燃氣鍋爐初投資約335.87萬元。

3.3.2 冷凝燃氣鍋爐運行費用測算

（1）燃料費=a×b×c×d×e×f×g×h。

其中：a為燃料消耗量（m?），每小時消耗量313 m?/h；b為供暖天數(shù)，152天；c為日間設(shè)備工作時間，取10h；值班設(shè)備工作時間，取14 h；d為季節(jié)不均衡系數(shù)，0.7；e為燃氣價格，3.5元/m?；f為日不均衡系數(shù)，0.7；g為鍋爐效率影響率，1.03；h為燃料消耗不平衡系數(shù)，0.6。

（2）電費=a×b×c×d×e×f×g。

其中：a為裝機容量（kW），45 kW；e為電費價格，0.809 3/kWh；g為燃料消耗不平衡系數(shù)，0.6；其他參數(shù)與本節(jié)1）相同。

（3）運行費用合計=燃料費+電費。

（4）經(jīng)計算，運行費用合計=1 507 490元。

（5）單位面積運行費用=運行費用÷總面積。

冷凝燃氣鍋爐單位面積運行費用=1507490÷36347= 41.47元/m2。

3.4 熱源方式與遠期的結(jié)合性

以上幾種熱源方式末端設(shè)備均可采用散熱器或地熱盤管，在遠期與熱電聯(lián)產(chǎn)的結(jié)合性均較好。如經(jīng)濟區(qū)的供暖負荷增長較快在具備實施熱電聯(lián)產(chǎn)條件時均可方便轉(zhuǎn)換。當熱源設(shè)備沒有達到報廢年限同時具備較好的使用條件時可將熱源設(shè)備移做它用，由于生物質(zhì)鍋爐的設(shè)備投資較少，相應(yīng)的固定資產(chǎn)投資折舊費用也較少。

4 研究結(jié)論

以上幾種熱源設(shè)備的初投資及運行費用比較（見表2）。

通過以上比較可知以下幾點。

（1）生物質(zhì)鍋爐做為港區(qū)建設(shè)起步階段的熱源方式無論從初投資或運行費用方面均具有較大的優(yōu)勢，但根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標準》GB 13271-2014的規(guī)定，生物質(zhì)需要建設(shè)符合排放高度要求的煙囪，在一定程度上會影響建筑物周邊的美觀，需結(jié)合現(xiàn)場情況綜合考慮。

（2）高壓電鍋爐的初投資和運行費用較高，其運行費用受電價的影響較大，經(jīng)測算，當電價為0.27元/kWh時，其運行費用與生物質(zhì)鍋爐相當。隨著國家能源政策的調(diào)整，相應(yīng)的電價優(yōu)惠政策會逐步實施，高壓電鍋爐將迎來較大的發(fā)展空間。

（3）該項目冷凝燃氣鍋爐的初投資因無市政配套燃氣管網(wǎng)而需建設(shè)燃氣排站而導(dǎo)致初投資略高（燃氣排站投資約56萬），其運行費用介于生物質(zhì)鍋爐和高壓電鍋爐之間，如生物質(zhì)鍋爐因現(xiàn)場情況（如美觀性）等無法選擇，可考慮采用冷凝燃氣鍋爐。

（4）該文僅考慮滿足建筑物供暖需要的熱源方式選擇，在實際項目中還需綜合考慮建筑物是否有制冷需求、外部配套協(xié)作條件等因素來制定合理的能源方式。

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