北方農村住宅建筑天然氣供熱技術的應用

秦先鈺

(太原學院，山西 太原 030032)

0 引言

我國正處于高速發展時期，科技、工業等水平都得到極大提升，但環境污染問題也日益嚴重。在綠色低碳理念提出后，人們對環境保護的認知不斷得到深化與發展。煤炭作為工業革命最重要的動力，在第一次工業革命開始時，極大提升了英法兩國的工業生產效率，促使英法兩國迅速成為工業強國，并以極強工業實力開始向世界各地擴張，高大煙囪排列著工業企業排放的煙塵，環境保護被工業發展所取代。在第一次工業革命時，工業使用煤炭造成的環境污染得到了部分人們的關注，但并未得到真正重視；在第二次工業革命時期，工業企業在發展中引入了電力、天然氣、石油等清潔能源，煤炭使用所造成的環境污染也受到了人們的關注，對清潔能源的使用水平也得到了極大提升。從20世紀中葉開始，世界各國在工業發展的前提下，都開始加強環境管理，經過多年治理，大多數國家與地區都已經基本解決了環境污染問題。截止目前，許多發達國家為了在最大限度內實現環境保護，基本都普及了天然氣。21世紀初由于我國大多地區經濟水平較低天然氣采取費用較貴沒有得到廣泛普及，經過多年發展，天然氣的干凈、使用安全使其得到廣泛應用，加之人們經濟水平的提升，環保意識和健康意識的增強使天然氣在我國北方農村地區冬季采暖中得到了廣泛應用，并且得到大多農村居民的肯定與認可。

建設生態文明，建設美麗鄉村，離不開廣大農村能源消費的升級換代。尤其是城鄉結合部的鄉村仍存在大量使用煤炭、木柴、秸稈等農村傳統能源現象，對城鎮空氣環境造成嚴重污染。尤其到了冬春季北方農村的取暖季節，更是造成周邊大量PM2.5可吸入顆粒物的主要污染源，已經嚴重影響我國的環境質量。用更清潔的天然氣加以替代這些傳統用火和取暖方式，不但可以加快社會主義新農村建設，也可以保護國家的碧水藍天。該項目有利于優化鄉村能源結構、保護生態環境，從根本上實現農村燃料向清潔化轉變，促進美麗鄉村和生態文建設。農村煤改氣工程項目是一項要點民生工程，對促進農村經濟、生態和社會發展具有重大意義。但在天然氣供熱技術推廣的過程中，也存在一些未能解決的應用問題。因此，對農村地區住宅建筑的天然氣供熱技術進行研究具有十分重要的現實意義[1]。

1 北方農村地區住宅建筑天然氣供熱技術類別

1.1 天然氣分戶獨立供熱

分戶獨立式供熱是指每戶熱源都具有獨立性，用戶獨立控制供熱設備。天然氣分戶獨立供熱即利用天然氣作為熱源向用戶進行獨立式分戶供熱，太難燃氣分戶獨立供暖技術在供暖方式上主要是通過燃燒天然氣+熱水，在這其中以蒸汽或熱水作為媒介，進而對住宅建筑房屋進行供暖。由于農村房屋比較分散的特點，采用該供熱方式效果最佳，在北方農村實施的“煤改氣”工程中這也是常見的天然氣供熱方式，比較適用于300 m2以下的中小型面積住宅。天然氣分戶獨立供熱技術主要是以熱水或蒸汽作為介質，通過燃燒天然氣向住宅房屋供熱的方式，相關設備產品目前也比較豐富，許多農村住宅房屋內也會選擇使用燃氣壁掛爐，最大的優勢是能夠滿足用戶的個人需求，供熱時間等自主權完全由用戶獨立控制，這種供熱方式將會是未來農村供熱能源升級的最主流方式，并會得到廣泛推崇。

1.2 天然氣鍋爐供熱

天然氣鍋爐采暖設備主要是天然氣鍋爐，以熱水和水蒸氣作為媒介，通過利用天然氣加熱鍋爐的方式進行供熱。該方式與天然氣分戶獨立供熱技術適用面積不同，常用于面積較大建筑，超大型天然氣鍋爐供熱面積最高可達數萬m2。

許多農村地區不僅有民用住宅，還有一些工廠、農村學校等面積較大的建筑，對采暖面積需求較高、供熱效率需求，由于場所聚集人群較多，冬季對熱水的需求量也較為龐大，與天然氣分戶獨立供熱技術對比天然氣鍋爐供熱方式更為適用[2]。

2 北方農村地區住宅建筑天然氣供熱技術應用效益

將傳統煤炭供熱改為天然氣供熱，可以在很大程度上消除北方農村地區空氣污染問題。“煤改氣”工程推廣的重要一點原因是環境壓力所造成，我國整體空氣質量水平不高，生態環境逐漸失衡，而天然氣在供熱方面最大的優勢便是清潔。首先，煤的主要成分是氫、碳、硫、氮、磷等，含碳量高達50%～98%，其余成分中硫危害性最大，會造成大氣污染形成酸雨，天然氣的主要成分是甲烷，硫與少量氮為污染源，作為氣體能源，含有的硫成分易被洗脫，產生的粉塵極少，屬于潔凈燃燒，使用起來對環境造成的壓力較小；其次，天然氣的熱值非常高，具有高燃燒效率，標準煤的燃燒熱值為29271 kJ/kg，而天然氣的燃燒熱值可以達到54525 kJ/kg，并且燃燒效率可以高達90%，遠遠高于煤炭的燃燒效率；其三，天然氣的儲量豐富，是油井與煤礦勘探開采出的副產物，燃燒穩定，易于控制火焰與溫度。總之，天然氣的燃燒產物主要為水和二氧化碳，在燃燒過程中不會產生固體廢棄物，不會造成環境，也不存在廢棄物污染與處理壓力，是一種理想的供熱清潔能源，對農村人們的生活環境質量產生的消極影響非常小，不僅可以起到環保作用，保護農村地區的生活環境與空氣質量，還可以為人們提供更便捷、更高質量的供熱。

3 北方農村住宅建筑天然氣供熱技術應用與優化建議

在農村天然氣供熱技術應用中，應根據實際需要采用綜合創新的方法，解決用氣方式、管道鋪設和房屋保暖等問題。在天然氣用氣方式上，考慮農村房屋住宅較為分散的特點，為保證每戶居民都可以用上清潔能源天然氣，可以結合實際情況因地制宜，采取多種用氣方式，比如天然氣、液化天然氣、壓縮天然氣等，構建配套設施，確保冬季農村每戶居民取暖的能源供應；在管道鋪設方面，有必要結合農村建設的長遠規劃，加強主干道建設，根據實際情況完善入口管道和天然氣管道的建設。考慮到檢查、維修和保養的便捷性，天然氣分戶獨立供熱技術的供氣管道應沿住宅樓宇的外墻建造，高度不少于2.2 m，以防止未成年人觸摸管道，造成不必要的危險，輸氣管道應深埋地下，作為長期供氣干線；在房屋住宅保暖措施方面，針對房屋具備的某些條件，在住宅的保溫措施方面，針對住宅的某些條件，除了安裝雙層窗戶外，還可以通過在外墻添加巖棉來增加保溫效果，提高冬季采暖溫度，不具備保暖設施改造的農村房屋可以仍然采用傳統棉簾方式來增加保暖效果[3]。

在“煤改氣”工程的推進下，許多北方農村地區天然氣供氣系統相繼得到普及與投入運行，其安全問題也日益突出，比如室內外天然氣設施安裝不規范、設施安全防護措施缺失等，亟待重視和解決。首先應加強源頭管理，實現農村冬季天然氣供熱技術應用的本質安全，加強設計前的勘測工作，實現1村1方案、1戶1圖紙，明確管道安全防護的相關要求，加強施工過程的管控，確保管道焊接、防腐處理、氣密性試驗、置換通風等環節都得到有效監管與控制；其次，還應建立村級巡檢組，以各村為單位，招聘當地村民成立村級巡檢組，進行專業培訓，負責村內天然氣供熱技術應用的日常巡檢，發現問題及時上報；其三，應加強安全宣傳教育，提升村民對用氣安全的認知，必要時村委會可利用宣傳冊或村內廣播等形式向所有村民宣傳安全使用天然氣的相關知識，潛移默化的幫助廣大村民逐步掌握安全用氣技能，逐步樹立自覺維護天然氣管道設施的安全意識；最后，還需加強天然氣供熱技術應用的風險管控，提前做好應急準備，建立完善的維修機制，合理布置日常維護與應急檢修體系，配備專業維修團隊、設施、機械等，制定專業人員定期對天然氣管道與設施進行維修，制定天然氣使用專項應急預案，提高風險管理與控制能力[4]。

4 結語

農村煤改氣工程項目是一項要點民生工程，對促進農村經濟、生態和社會發展具有重大意義。建設生態文明，建設美麗鄉村，離不開廣大農村能源消費的升級換代，天然氣供熱技術具有獨特的優勢、顯著的應用效益，是北方農村地區冬季取暖的必然選擇。“煤改氣”工程是利國利民的惠民工程，對解決“三農”問題，推進社會主義新農村的建設有著重要意義，推進“煤改氣”工程可以改變冬季北方農村使用傳統燒煤取暖造成的環境污染與空氣污染問題。在已經普及天然氣供熱技術應用的北方農村地區應繼續加強對使用安全管控與監管方面的問題，確保該項目工程推進后農村天然氣供熱技術的安全應用。