区域供热燃气锅炉房系统优化分析

如何实现区域供热的节能？

长期以来，煤在我国能源的生产和消费中比例中占70%以上。全世界只有4个国家(朝鲜、南非、波兰和中国)达到如此比例。以煤炭为主的能源和热源造成我国严重的大气污染。由小型燃煤锅炉向集中区域性大中型燃煤锅炉集中供热的转变，对减少污染和节约能源有促进作用，是20世纪80年代大力提倡的供暖方式，这种供暖方式在当时所起的作用是不可低估的。能源结构的调整，逐步实现从煤向油、气等洁净燃料的转变，在我国将是一个漫长的过程，我国以燃煤为主的格局近期不会有根本的改变，区域燃煤锅炉房集中供热在相当长的历史时期仍然是供热采暖的主流设备。所以，采用优质煤以及怎样提高燃煤效率、降低烟尘污染实现洁净燃烧是当前最重要的课题。

燃气锅炉房区域供热是指一个或几个小区的多个建筑共用一个燃气锅炉房采暖，采用二次热网，设有中间换热站，外热网规模较大。采暖面积可达数百万平方米，烟气高空排放。这种供热方式与传统的燃煤锅炉房区域供热除燃料不同外，没有本质的区别。

燃气锅炉房区域供热的优点是可实现集中管理，方便维修，对污染物可实现高空排放。对煤改气项目，可直接利用原有的供热管网系统和锅炉房附属设备，节省初投资，但也有如下缺点：

(1)锅炉热效率相对较低，外网和换热站热损失和热媒输送动力消耗大，污染物排放总量大。

(2)系统调节不灵活，外网投资大，不能直接解决热计量问题。

(3)在建设初期系统利用率低。

(4)集中供热系统末端无计量和调节手段，统一按照供热面积收费。

(5)水力失调严重，因水力失调造成部分用户采暖温度过高和部分用户受冻。温度过高用户一般采用开窗散热法调节室温，造成8％～15％的热损失。

特别是不同使用性质的建筑混在一起，按同一水平供热，由于无调节手段，办公楼、学校等夜间和假期照常供热，宾馆有人无人照常供热，浪费能源。

由于外网的热损失大于分散燃气锅炉采暖，平均的采暖温度也高于家用燃气锅炉单户采暖，北京地区采暖的耗气指标达10～14立方米/平方米。耗气量高的原因主要在于外网和换热站的热损过大，不同使用性质的建筑混在一起供热。

在污染物落地浓度要求较严格，分散采暖排放污染物落地浓度超标时，可采用燃气锅炉房区域集中供热，但对烟囱高度有要求，须经过计算确定。在欧美很少采用燃气锅炉区域集中供热，一般都是热电或冷电联供。前苏联也逐步地把燃气的过度集中供热改为分散供热，以节约能源。

小区域燃气锅炉集中供热的节能

在我国大中城市，提高能源利用率，逐步改燃煤为燃气等清洁燃料是必由之路。国际上天然气已经继煤炭、石油之后，成为第三大商品能源。北京市近年来大规模调整能源结构，进行煤改气工程，正是这种大趋势的体现。

小区域燃气锅炉集中供热是一种分散式燃气采暖，分为模块化采暖和分散集中采暖。一个建筑单元、一个建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为模块采暖(也称为单元式燃气采暖)；多个相邻且使用性质相同的建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为分散式集中采暖，其特点是一次热网直供。

小区域燃气锅炉集中供热的优点是：建设灵活，燃气锅炉集中管理，方便维修。每个系统供热面积小，便于调节和控制。对于使用性质相同的建筑，特别是学校、办公楼等公用建筑，使用这种采暖方式可以根据建筑的使用特点，来调节控制采暖温度和采暖时间，特别是不需防冻或防冻时间短的地区，根据作息时间控制采暖时间非常有效。在节假日或无人的夜间可降低采暖温度或停止采暖，节约燃气和运行费用。小区域集中供暖外网规模小，无中间换热站，热损失或动力消耗小，易克服水力失调，节约能源，综合采暖效率一般在80％～90％间。这种供暖方式属于分散采暖，烟气可集中排放，在欧美是一种广为流行的采暖方式。

缺点是：占用单独的锅炉房，锅炉及锅炉房散热损失不能利用。对住宅楼不能直接实现分户计量，末端无调节装置，当室内过热时，用户开窗散热而不是关小暖气，有部分热量损失，一般为8％～15％，低于区域燃气锅炉采暖，供热效率低于单户采暖，高于区域锅炉房采暖。这种采暖方式锅炉数量多，管理分散，一氧化碳的排放总量高于家用燃气锅炉采暖。

由于有外网的热损失，平均的采暖温度也高于家用燃气锅炉单户采暖，目前一般不设末端控制装置，产生一定的热量损失。根据抽样调查北京市分散采暖的耗气指标为9～12立方米/平方米。建筑耗气指标的主要影响因素有室内温度、围护结构的保温性能和密封性、建筑的外墙面积大小、外网的热损失、采暖系统运行调节方式以及锅炉的热效率等。

这种采暖方式对公共建筑、商用建筑采暖和集中住宅区非常适合。在运行过程中，根据建筑的使用情况控制采暖温度和采暖时间，节约燃气，减少污染排放量，降低运行费用。

在燃气锅炉中，铸铁组合式模块锅炉小区域集中供热具有很强优势。模块低压燃气锅炉集中供热，有着保护环境、持续有效供热、运行安全可靠、经济适用等优点，具体表现为：

(1)简洁轻便。模块锅炉体积小质量小296千克/台可安装在地下室或屋顶上，节省占地面积。

(2)价格低廉。模块锅炉设备安装费用(含锅炉房内模块锅炉、水泵、热交换器、阀门管道等全部费用和小区域室外管线费用)偏低，约为45元/平方米。通过有关专家详细测算，比城市热网集中供热减少约15元/平方米。

(3)保护环境。锅炉燃烧充分，燃烧率达到99.95％，经北京环保部门测定，一氧化碳排放量低，符合北京现行烟气排放标准。该锅炉采用预混式燃烧器进行大气式燃烧，运行时无震动，噪声极小。

(4)安全可靠。该炉设有气、水、电三路控制，全自动、连锁。每一模块都配有高温控制和防爆控制器、高质量安全阀，是消防、劳动部门认可的安全型锅炉。

(5)节约能源。模块锅炉热效率超过90％，模块锅炉分段启动，根据供暖系统中热负荷的变化自动启闭每一台锅炉。运行中当一台锅炉达到满负荷时才启动下一台，调节方便，从而降低燃气消耗。小区域供热大约2～3万平方米建筑设置一个锅炉房，减少室外供热管线，降低管网热损失。

(6)使用寿命长。该炉体采用耐高温特殊掺铝铸铁，热膨胀系数小，耐高温、抗酸碱、耐腐蚀，寿命可达50年。

(7)设备模块化、零配件标准化，所以安装维修简便，自动化程度高，可实现无人固定值守，派人巡视即可。

(8)运行费用合理。根据实际测算，北京地区供暖季22元／平方米，处于其他热源与设备的中挡位置。

单户供热的节能

任何事物的存在和发展，都有其相对的合理性。近年来在北京地区已有不少小区建筑采用单户壁挂或落地式燃气炉采暖。单户供热就是以每个住户为单位，采用家用燃气锅炉采暖。家用燃气锅炉可用于取暖、洗澡和生活用水，属于多功能型燃气用具。

这种供暖方式最大特点在于彻底解决了分户热计量问题，用户根据需要可自由选择供暖时间和控制室内温度。同时，没有室外管网及楼内共用立管的热损失，节能显著，一炉多用。

单户供热的优点是：家用燃气锅炉效率高、功能多；一家一户自成系统，同时解决采暖和热水供应问题；单户燃气热水采暖具有很大的调节灵活性，使用完全独立，采暖温度和时间可以自行控制，各个房间温度可自如地控制，无锅炉房和外热网热损失，节省外网建设投资；符合按热量收费的原则，可准确计量耗气量，用气量可由用户自主控制，加上这种供热系统的效率高(一般在90％以上)，避免了集中供热按面积收费造成的能源过度浪费，因而能促进节约燃气，为推广使用优质洁净燃料创造了条件，同时采暖循环的动力消耗低，节省电能，提高燃气管线的利用率和使用经济效益。

家用燃气锅炉单户采暖效率高，无热浪费现象。根据对北京、天津的抽样调查统计，单户采暖的耗气指标为7～8立方米/平方米。建筑耗气指标的主要影响因素有室内温度、围护结构的保温性能和密封性、建筑的外墙面积大小、采暖系统运行调节方式以及锅炉的热效率等，耗气量低于前两种燃气采暖方式。

这种采暖方式对住宅区非常适合。在运行过程中，用户根据自己的要求控制采暖温度和运行时间，能进行分户计量，节约燃气，同时可提供卫生热水，减少污染物排放量，降低运行费用。按实际的燃烧效率，全年供暖季的天然气费用和小水泵电费可控制在15元/平方米左右，加上炉子10年寿命折旧费，总计每个采暖季约为23元/平方米。但是应重点注意以下问题，并采取有效措施加以解决。

(1)每户一个外烟筒排放，其燃烧产物如二氧化碳、一氧化碳等污染物，对区域空气环境质量的影响不可低估。经北京环保部门测定，在无风区和凹槽高区上部氮氧化物超标。最好采用集合烟筒高空排放。

(2)防火与安全保障问题。壁挂或落地燃气炉一般设置于厨房和阳台上，紧邻居室。由于多种原因，近几年燃气户式炉爆炸事故已发生多起，这属于初期试用中的问题，但要引起足够重视。应尽快制定有关技术标准加以规范，选择有安全保证的产品，引进国外成熟技术，安全问题便会得到较容易的解决。

(3)产品规格不能按照户型大小变化随意选择炉型，出现“大马拉小车”的多余耗能现象。

(4)防冻保护非常重要。人员外出、家中无人时，停炉时间稍长就存在冻坏设备和管道的危险，实际出现受冻住户并不少见，应当引起注意。

(5)家用燃气炉在推广使用中，质量标准不统一，售后服务不完善，影响用户的正常使用；烟气一般是无组织排放，产生局部污染；部分燃气炉的运行噪音大；人们还对其安全性有担心。

区域供热燃气锅炉房系统优化分析

区域集中供热的集中供热的优越性

集中供热方式有很多优点。首先，可提高能源利用率，节约能源。大型凝汽式机组的发电热效率一般不超过40%，而供热机组的热电联产综合热效率可达85%左右。分散的小型烧煤锅炉热效率只有50～60%，而区域锅炉房的大型供热锅炉热效率可达80～90%。其次，采用热电站和区域锅炉房供热，就有条件安装高烟囱和高效率的烟气净化装置，从而减轻大气污染，还容易实现当地低质燃料和垃圾的利用。第三，采用集中供热可以腾出城市中大批分散的小锅炉房的占地，减少司炉人员，免除城市中分运燃料和灰渣的运输量，消除这些运输过程中灰尘颗粒的散落，并大大节约用地、降低运行费用、减少劳动力、改善市容和环境卫生。此外，由于集中供热方式容易实行科学管理，还可以提高供热的质量。