北京市某區(qū)域集中供熱工程專項(xiàng)分析

凌通

【摘要】本文介紹了本區(qū)域供熱現(xiàn)狀及存在的問題， 指出實(shí)行集中區(qū)域供熱是解決目前供熱效率低、運(yùn)行管理水平差、環(huán)境污染嚴(yán)重的有效途徑， 也是與城區(qū)建設(shè)遠(yuǎn)景規(guī)劃相協(xié)調(diào)的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】集中供熱；投資估算；燃煤鍋爐

1.區(qū)域供熱設(shè)施現(xiàn)狀

目前北京市某區(qū)塊的現(xiàn)有供熱鍋爐房18座在用，總供熱面積417萬平方米，未來新增建筑面積169萬平方米。供熱區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀鍋爐房具有供熱資源管理分散、供熱半徑不合理等特點(diǎn)。這些小鍋爐能源利用率較低，部分供熱設(shè)備老化，影響了供熱效率，亦導(dǎo)致供熱效果較差。由于除塵、脫硫設(shè)備落后，現(xiàn)狀鍋爐污染物排放達(dá)不到北京市環(huán)保部門的要求，部分鍋爐房甚至未使用脫硫設(shè)備，嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境質(zhì)量。綜合上述因素，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行集中供熱研究。

2.供熱負(fù)荷計(jì)算及熱源選擇

2.1熱指標(biāo)

本工程供熱區(qū)域內(nèi)建筑從建筑種類上包括公共建筑和住宅建筑，從建筑時(shí)間上分為現(xiàn)狀建筑和規(guī)劃建筑。參照國(guó)家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、當(dāng)?shù)氐目刂菩栽敿?xì)規(guī)劃及當(dāng)?shù)丶泄嵋?guī)劃【1～3】，綜合考慮當(dāng)?shù)亟ㄖo(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況、室外氣象條件，考慮建筑施工質(zhì)量、建筑材料制造質(zhì)量，結(jié)合目前集中供熱工程實(shí)際情況，確定各類建筑物現(xiàn)狀采暖熱指標(biāo)及計(jì)算熱負(fù)荷，詳見下表。

2.2熱源選擇

1）燃料選擇

規(guī)劃區(qū)域供熱對(duì)象為建筑采暖，目前可供使用的燃料有煤炭、燃油和電。煤炭具有價(jià)格便宜、供應(yīng)充足的優(yōu)勢(shì)，但煤炭的儲(chǔ)運(yùn)、燃燒和煙氣排放過程中對(duì)環(huán)境污染較大。使用燃油和電與燃煤炭相反，它對(duì)環(huán)境污染小，但價(jià)格較高。做為城市供熱燃料較為可能的是天然氣和煤炭。

近年來，北京市為改善大氣環(huán)境，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加大了天然氣的引進(jìn)力度，燃?xì)獠膳玫酵茝V使用。隨著燃?xì)獠膳娣e的逐步擴(kuò)大，天然氣氣源調(diào)峰能力不足、采暖季燃?xì)夤?yīng)緊張、系統(tǒng)運(yùn)行成本較高等問題逐步顯現(xiàn)，限制了其進(jìn)一步發(fā)展。我國(guó)煤炭資源豐富，年產(chǎn)量大，在我國(guó)仍為主要燃料。采用燃煤集中供熱是現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)下多數(shù)供熱采用的形式，是成熟技術(shù)。燃煤供應(yīng)充足，系統(tǒng)運(yùn)行成本低，當(dāng)采用先進(jìn)的除塵脫硫設(shè)備后，其污染物排放可大幅度的降低。

經(jīng)綜合考慮，該區(qū)域集中供熱燃料應(yīng)采用煤炭。為滿足北京市城市環(huán)保要求燃煤采用神華煤，以盡量減少燃煤對(duì)環(huán)境的污染。

2）供熱方式

燃煤集中供熱系統(tǒng)熱源有熱電廠和集中供熱鍋爐房?jī)煞N形式。集中供熱鍋爐房建設(shè)投資少、工期短。熱電廠投資高，在供熱同時(shí)可發(fā)電，能源利用率高，但其作為城市供熱熱源常用于冬季采暖時(shí)間長(zhǎng)、煤炭供應(yīng)充足的東北地區(qū)，燃料消耗相對(duì)較大，大氣污染物排放絕對(duì)值較大。為此方案充分結(jié)合了區(qū)域供熱情況與可利用資源，本工程選擇燃煤集中供熱的方式。

3.供熱方案規(guī)劃及工程投資估算

3.1 主要設(shè)備選型

目前燃煤鍋爐主要爐型有鏈條鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐和煤粉爐三種，其中煤粉爐熱效率高可達(dá)90%，但由于其工程投資高，多用于大型燃煤電廠。而集中供熱用鍋爐主要有兩種型式：循環(huán)流化床鍋爐和鏈條鍋爐。

循環(huán)流化床鍋爐是一種新型鍋爐，它燃燒強(qiáng)度大，燃燒效率較高，灰渣含碳量低，鍋爐熱效率高等特點(diǎn)，同時(shí)由于爐膛燃燒溫度相對(duì)較低，燃燒產(chǎn)物中NOX濃度較低。但燃料制備較為復(fù)雜，運(yùn)行自耗電高要；煙氣中原始含塵濃度較高，要求配備高效除塵器或設(shè)二級(jí)除塵系統(tǒng)以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，另此種鍋爐操作復(fù)雜，運(yùn)行管理要求高，工程投資高，運(yùn)行費(fèi)用也高。

大型鏈條鍋爐以其穩(wěn)定的運(yùn)行及較高的熱效率和爐子原始排塵濃度低等特點(diǎn)，是目前城市供熱領(lǐng)域廣泛使用的爐型，生產(chǎn)廠家較多，選擇性較廣。雖然鏈條鍋爐相對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐其熱效率略低，但其技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠，操作方便，以及隨著分層給煤裝置及大風(fēng)倉小風(fēng)室燃燒技術(shù)的采用，鏈條爐排燃燒條件大為改善，為鍋爐良好燃燒創(chuàng)造了條件，同時(shí)為保證北京的大氣環(huán)境質(zhì)量，北京已實(shí)行對(duì)供熱鍋爐用煤進(jìn)行控制并出臺(tái)北京低硫散煤技術(shù)要求及本設(shè)計(jì)選用的代表性神華煤種，北京鍋爐用煤技術(shù)要求及鏈條爐排技術(shù)上進(jìn)步為鏈條爐的良好燃燒打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

通過上述分析與對(duì)比，本工程使用鏈條爐。

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目近期總供熱面積587.6萬平方米，熱負(fù)荷331.3MW。估算內(nèi)容包括：鍋爐房1座，近期建設(shè)5臺(tái)70MW熱水鍋爐，預(yù)留1臺(tái)70MW熱水鍋爐位置，總供熱能力350MW；建設(shè)與鍋爐房配套的附屬設(shè)備（包括水處理設(shè)備、機(jī)械上煤除灰渣設(shè)備、環(huán)保設(shè)備等）；新建供熱管網(wǎng)19.9km；近期建設(shè)35座換熱站，其中新建8座，27座由現(xiàn)狀小鍋爐房改造；部分因本項(xiàng)目建設(shè)而產(chǎn)生的老舊管網(wǎng)改造。預(yù)計(jì)項(xiàng)目總投資71034萬元，熱源廠用地面積43036平米，建筑面積28293平米。

結(jié)論

1） 本項(xiàng)目屬集中供熱項(xiàng)目，符合國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，適應(yīng)區(qū)域建設(shè)發(fā)展的需要，有利于節(jié)約能源和改善環(huán)境質(zhì)量。

2） 實(shí)行集中供熱后，由于鍋爐的容量大，熱效率高，燃料燃燒比較充分，減少熱損失，可使鍋爐的燃燒效率提高20%左右。本供熱區(qū)域內(nèi)老舊管網(wǎng)改造工程將實(shí)現(xiàn)節(jié)能10%左右，對(duì)國(guó)家的節(jié)能環(huán)保做出貢獻(xiàn)。

3）減輕大氣污染，改善環(huán)境狀況。大型集中供熱鍋爐房采用大型高效的除塵脫硫設(shè)備，硫化物和煙塵的排放總量大量減少，對(duì)該區(qū)域乃至北京的冬季空氣質(zhì)量的改善都有很大的幫助。

4）實(shí)行集中供熱后，可以大量減少城市煤炭和灰渣的運(yùn)輸量，同時(shí)，也減少了燃料和灰渣再運(yùn)輸過程中的散落，有利于改善城市環(huán)境衛(wèi)生。

5）集中供熱采用大型高效的設(shè)備，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，減少運(yùn)行管理人員，降低日常運(yùn)行費(fèi)用，有利于供熱管理的科學(xué)化、高效化。

6）由集中供熱鍋爐房代替分散的中、小鍋爐房，可以減少城市用地，有利于改善市容。

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