論北京有色金屬研究總院基地管理部熱源選擇

張偉+岳峰

【摘 要】本文針對北京有色金屬研究總院基地管理部的供熱方式進行論述。目前基地管理部的供熱方式為鍋爐供熱，供熱設(shè)備已經(jīng)接近壽命周期?？蛇x擇的供熱方式有市政集中供熱和地源熱泵供熱，本文針對可選擇的供熱方式進行論述并得出結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】市政集中供熱；地源熱泵供熱

北京有色金屬研究總院基地管理部，位于三河市燕郊興都村和北京市通州交界處，跨通州和燕郊兩地，占地面積約為400多畝，現(xiàn)有房屋建筑面積約為五萬平方米，將來規(guī)劃建筑面積為8萬平方米，院內(nèi)現(xiàn)有的主要建筑物為：工業(yè)廠房、研究實驗室、平房宿舍、三層培訓(xùn)中心等。以平房為主，樓房為輔，沒有高層建筑?，F(xiàn)狀供熱方式：由兩臺燃煤蒸汽鍋爐供熱（多少噸），目前使用時間已經(jīng)接近設(shè)備壽命，而且隨著北京市及河北省三河市對于燃煤鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)要求的逐步提高，兩臺蒸汽鍋爐已經(jīng)無法滿足現(xiàn)狀排放要求，如果實施排放改造，所需要的改造費用過高，且設(shè)備已經(jīng)接近壽命周期，改造空間不大，經(jīng)濟性不高。目前，針對基地管理部的現(xiàn)狀供暖面積和供暖情況，以及將來供暖需求，改造可供選擇的供熱方式主要有市政集中供熱、地源熱泵供熱。針對可供選擇的供熱方式，在不考慮基地管理部院內(nèi)已有二次線以及末端采暖設(shè)備的情況下，選擇何種供熱方式，具體論述如下。

一、市政集中供熱可行性分析

如果采用市政集中供熱，針對現(xiàn)狀，需要做的主要工程為：設(shè)置換熱站一座，一次線新建工程、新建一次線小室一座，增加換熱站內(nèi)相關(guān)換熱設(shè)備。針對以上工程，需要具體完成基地管理部院內(nèi)原有換熱站進行改造，作為新的換熱站，不再另行新建換熱站。已有的熱力一次線熱源距離換熱站的距離為1.5公里。如果實現(xiàn)供熱，具體需要完成的工程為：需要在已有的熱力一次線主管道開口，引出DN400的管道，作為一次線，此一次線長度為1.5公里，在一次線開口處需要修建開口熱力小室一座，由于經(jīng)過地方為道路支路，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，為節(jié)約造價，擬采用直埋方式。換熱站內(nèi)改造，主要改造項目為增加換熱設(shè)備，所需設(shè)備主要有換熱系統(tǒng)一套。包括板式換熱器兩套、循環(huán)水泵兩部、補水泵、分集水器、軟化水箱、真空脫氣機、各種閥門、電控柜、監(jiān)控設(shè)備等。所需設(shè)備主要有一次線共1500米，分別采用DN400的管線750米，DN200的管線750米，DN400的管線造價約1.4萬元/米，DN200的管線造價0.8萬元/米（單價按照北京市熱力集團綜合造價預(yù)測），同時在一次線開口處設(shè)置開口小室1座，造價約100萬元，共計約1700萬元。

換熱站站內(nèi)房屋改造及設(shè)備所需造價：設(shè)備全部考慮造價約在230萬元左右。綜合考慮設(shè)計費、招投標(biāo)費用等，所需造價共計約2000萬左右（計算公式見右上）。

綜合造價=開口小室費用+一次線施工費用+設(shè)備設(shè)施費用+設(shè)計費+監(jiān)理費+其他費用

二、地源熱泵可行性分析

地源熱泵供熱方式，作為新型的供熱方式，是利用地下水、江河湖水、水庫水、海水、城市中水、工業(yè)尾水、坑道水等各類水資源以及土壤源作為地源熱泵的冷、熱源。熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從環(huán)境介質(zhì)（水、空氣、土壤等）中提取3倍于電能的裝置，提升溫度進行利用。地源熱泵的供水溫度為45度，回水溫度為40度，適用于末端為地板采暖和風(fēng)機盤管的建筑物。要求室外有充足的空地可以鉆孔下管。地源熱泵可以實現(xiàn)夏天制冷，冬天制暖。整個項目所需設(shè)備由機房和室外埋入地下的PE管組成，室外埋入地下的PE管壽命約為50年，埋入地下的管長一般為120米左右，根據(jù)近些年施工經(jīng)驗，一般打孔個數(shù)為100個/萬平方米，即如果需要供熱面積為一萬平方米的話，需要打孔數(shù)目為100個。打孔的占地面積約為供暖面積的四分之一，以基地管理部實際情況為例，現(xiàn)狀5萬平方米，目前需要打孔約500個，打孔占地面積約為1.25萬平方米，即所需室外空地面積約為1.25萬平方米。所需費用方面，地源熱泵綜合造價為180元/平方米（采暖建筑面積），目前供熱面積為5萬平方米，經(jīng)計算所得整個工程所需費用約為1000萬元。針對現(xiàn)場實際情況，基地管理部空地較多，地下150米內(nèi)均為砂土地，地質(zhì)條件比較適合地源熱泵，對于現(xiàn)場施工條件完全滿足。

針對工程現(xiàn)場的實際情況，基地管理部已有的建筑物以廠房、平房為主，車間比較多，而且建筑物年代較長，20世紀(jì)70年代到80年代的老舊建筑物較多，建筑物保溫效果較差，且建筑物分散，廠房內(nèi)凈空較高。地源熱泵的優(yōu)點是冬天不僅可以提供供暖需求，夏天還可以滿足制冷需求，在造價方面，可以節(jié)省后期安裝制冷空調(diào)的費用。但是針對基地管理部的實際情況，建筑物熱負荷比較大，而且建筑物保溫比較差，且大部分建筑物夏天并不需要制冷，綜合考慮所以地源熱泵不適合基地管理部。對于市政集中供熱，一次性投資造價高，后期管理和維護費用較低，換熱站內(nèi)只需要安排3人負責(zé)值班和維修即可。同時市政集中供熱不需要考慮供暖污染物排放是否達標(biāo)等因素，一勞永逸。

通過綜合考慮，選擇市政供熱方式，是解決基地管理部供暖問題最適宜的方法。endprint