燃气锅炉房供热工程热源方案的比选分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

燃气锅炉房供热工程热源方案的比选分析

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张博

[导读] 摘要：供热就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创作适宜的生活条件或工作条件的技术。

        北京市热力工程设计有限责任公司北京 100078
        摘要：供热就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创作适宜的生活条件或工作条件的技术。供热设备主要由热媒制备（热源）、热媒输送（热网）和热媒利用（散热设备）三部分组成。热源集中建设，通过一次热网将热量输送至各地分散的换热站，再通过二次热网将热量输送到用户的系统称为集中式供热系统。热源与分散的换热站在一起，通过二次热网将热量输送到用户的系统称为分散式供热系统。在新开发区域项目热源方式选择中，集中式锅炉房及分散式锅炉房是我们常用的两种选择。本文主要结合工程的实例及项目特点来对两种热源方案（集中式锅炉房，分散式锅炉房）进行探讨和分析。主要从建设用地，整体能效，安全性能，工程管理及建设灵活性五个方面入手，选择出最优质，高效，环保的热源方案。同时在燃料种类（燃气，电，燃煤）和锅炉系统形式（常压间供，承压间供）方面，也进行对比，希望能够给相关的供热工程的相关工作人员在今后的项目应用上提供借鉴和参考。
        关键词：燃气锅炉房；供热工程；热源方案；比选分析
        引言：在我国目前的很多区域中，已经对燃煤供热方式进行优化和提升。现在很多区域已经采用天然气的办法来进行供热，改善了人们的生活质量，提高了城市化的进度。在工程建设的实际过程中，无论应用到哪一种供热方式，都会产生一定的空气污染，所以本次比选方案热源皆为绿色清洁能源。
        一、工程概况
        本项目是一个新开发区域，供热工程需符合能源结构调整的整体目标，并严格按照新增供热锅炉房热源环保，高效的要求，制定合理的热源方案。规划供热面积为909万㎡，总供热负荷为396MW，项目面积及负荷详见表1。按照总体规划的分期开发要求，一、二期地块目前进人招商阶段，属于近期开发地块；三至五期地块属于中远期开发地块。从规划区的开发程度上来看，这是属于中远期的开发目标。[1]
        表1项目面积及负荷

        注：根据本项目当地气候及保温综合考虑，住宅热指标为40W/㎡，公建热指标为55W/㎡。
        二、热源方案
        在对这个项目进行热源方案设计的时候，我们主要利用天然气为主要的燃料。而且在项目开发的过程中，并没有涉及到用户的壁挂式燃气锅炉。根据热源的形式，我们对燃气锅炉房进行分类。其中包括了分散式燃气锅炉房和集中式燃气锅炉房。其中分散式直供燃气锅炉房，主要是对锅炉房的温度进行分散处理，从根本上来看，它是一种低温性的锅炉房。这种分散式的锅炉房在运行的过程中，出水的温度比较低，供热面积比较小，一般不能作为大型项目的开发使用。还有一种工作方案是间供的方法，如果锅炉房属于分散式的高温燃气类型，就需要更换整个机组的结构，而且要设置热力站。如果利用这种方法的话，供热面积就会比较大，出水的温度也会较高，供热面积会进一步提高。[2]
        其次，利用集中式的燃气锅炉房。集中式的燃气锅炉房和前面所讲到的分散式燃气锅炉房不一样，这种类型的燃气锅炉房面积比较大，所需敷设的一次管网规模大，而且在运行的过程中，出水的温度会不断升高。根据供热面积的变化，我们需要设置合理的供热面积而设置相应的热力站。集中式和分散式的锅炉房都是以燃气作为主要的供热热源，通常情况下，这两种方案的设置都有一定的复杂性，而且根据项目的大小和实际条件，涉及到很多安全因素的问题，较为复杂的工艺技术，还有较大的投资。我们需要考虑上述的所有因素，而且结合环境保护的效益作为主要的供热方案指导原则。除此以外，热源方案的设定还要和项目城市建设规划的进程结合，确保燃气锅炉房的工程项目具有合理性，能够在城市的规划建设中在不矛盾。在本文的案例中，工程建设采用充分结合了地区的特点，而且利用常规的条件和方向作为横向的比较。在整体的规划上也采用了较高的标准。[3]
        三、燃气锅炉房供热工程热源方案的比选分析
        方案一：集中燃气常压间供锅炉房
        一期二期集中建设一座总装机容量280吨包含7台29MW锅炉的锅炉房，三期至五期建设同样一座总装机容量280吨包含7台29MW锅炉的锅炉房。对单台锅炉的烟气余热装置进行选型计算，确定换热器的尺寸。通过对管网不同敷设方式的对比以及直埋和地沟敷设管道热损失的计算，确定改造工程中优先选择直埋敷设方式。对居民区采取分区分温分时控制，避免热量浪费，以达到节能的目的。
        方案二：分散燃气常压间供锅炉房
        本项目分五期建设5座燃气常压间供锅炉房。分别为：一期，二期各包含三台29MW，一台14MW；三期，四期各包含三台29MW；五期包含一台29MW，一台14MW。共计29MW13台，14MW3台。对单台锅炉的烟气余热装置进行选型计算，确定换热器的尺寸。通过对管网不同敷设方式的对比以及直埋和地沟敷设管道热损失的计算，确定改造工程中优先选择直埋敷设方式。对居民区采取分区分温分时控制，避免热量浪费，以达到节能的目的。
        （一）建设用地
        常压锅炉相比承压锅炉，占地较小。可在非独立建筑内或地下二层进行建设。所以无论是集中，或者分散式锅炉房，本项目皆选用常压锅炉。
        根据此次供热项目总的建设面积来看，分散式的燃气锅炉房对建筑用地要求较低，而且占地面积是最小的。如果在此次项目中采取的是集中式燃气锅炉房，那么我们将会用到更多的占地面积，并不有利于减少建筑用地。在实际的燃气锅炉房建设中，我们需要降低一定的建设用地，因为我们还需要完善相关的配套设施。通过考虑这一因素，以上的两种方案相比，方案二更具优势。[4]
        （二）整体效能
        从整体的能效上来分析，集中式燃气锅炉房供热系统在具体运行的过程中逐渐会出现热损失的情况，热水在输送过程中会出现热损失，并且随着运营时间增加，跑冒滴漏现象会加重。整体上来看，集中式燃气锅炉房的供热能效比较低。和集中式燃气锅炉房相对比的分散式燃气锅炉房整体效能比较高，而且在供热的过程中热损失较少，分散式高温燃气锅炉房对管网要求较低，。所以在两种方案中，分散式燃气锅炉房的效能是最理想的。相比燃气锅炉，燃煤锅炉污染高，如采用燃煤锅炉，本项目会增加大量的污染气体且环保无法达标。固本次不考虑燃煤锅炉。电锅炉虽然绿色环保，可实现零碳排放，但是效能过低，运行成本高，单体供热面积小，固本次不考虑电锅炉。
        （三）安全性能
        从工程热源的各种设计方案中可以看到，分散式和集中式燃气锅炉房都是采用天然气为主要的燃料。不管应用哪一种，燃气锅炉房都需要对安全性能进行严格的分析考察，确保安全性能得到保障。分散式和集中式燃气锅炉房在系统的性能方面都得到了理想的状态。地下燃气管道也是重要因素，其中地下燃气管道和建筑物之间距离需要我们进行严格的控制，提前做好规划，否则会发生许多严重的后果。在进行燃气管道设计的时候，一些城镇对设计规范进行了严格的控制，次高压地下燃气管道的距离必须要大于其他地下燃气管道。除此以外，我们需要将建筑物之间的燃气管道保持合适的位置，确保安全性能得到提升。[6]除燃气管线以外，高温高压的供热一次管线，也是需要考虑的重要因素。集中式燃气锅炉一次管线，根据以往工程经验，每个供暖季前启动；严寒时期升温升压；供暖末期停热，都是事故已发生的时期。相比分散式锅炉，一次管线大大减少。所以，从安全性能角度来说，方案二更具优势。
        （四）工程管理
        对于燃气锅炉房供热工程的具体建设方案来看，两种建设方案都可以保障一定的供热基础。集中式燃气锅炉，虽然锅炉房集中管理方便，但分散的换热站根据以往工程经验，需要5万平米/人的人员配置进行运营管理。一次管网，及配套小室每年也需要常规的检修。分散式锅炉房每个锅炉房管理人员增多，但一次管网的维护，检修量大大降低。所以从工程管理角度来说，两种方案差别不大。
        （五）建设灵活性
        对于现在的项目中，很多地块开发程度不一样，而且如果采用集中式燃气锅炉房，可能会导致工作负荷不饱和，前期投资过大的结果。项目分期建设进度、达产率、入住率、收费率，都无法保证。如果采用分散式锅炉房，锅炉房投资与项目分期建设进度相匹配，会有良好的收益率，减轻资金压力。同时，如果该项目后期，开发商为缓解资金压力，出售后几期地块时，供热产权切割灵活，清晰。综上所述，从建设灵活性角度来说，方案二更具优势。
        结束语：通过以上分析，燃料种类方面，燃气清洁环保，能效高，所以锅炉燃料选为燃气。由于本项目建设用地紧张，常压间供系统有着节约用地，供暖面积大，无需年检，控制方式灵活，系统运行稳定等优点，所以锅炉系统形式选为常压间供。通过对建设用地，整体效能，安全性能，工程管理，建设灵活性等六个方面对比，分散式相比集中式锅炉房而言，优势明显。所以，对于面积较大的新开发区域，且该项目会进行分期建设的前提下，通过对比综合考虑，宜选用分散式燃气常压间供热水锅炉。
        参考文献：
        [1]杨晓嵘.燃气锅炉房供热工程热源方案的比选[J].煤气与热力，2013，33（12）：1-3.DOI：10.3969/j.issn.1000-4416.2013.12.001.
        [2]宋献，王霄楠，王皓.供热系统中蓄热罐建设方案的分析[J].区域供热，2019，（6）：88-93，146.DOI：10.16641/j.cnki.cn11-3241/tk.2019.06.014.
        [3]王佳.区域供热燃气锅炉房系统优化研究[J].装饰装修天地，2019，（4）：124.DOI：10.3969/j.issn.1006-2122.2019.04.122.
        [4]魏亦强，王随林，陈康，等.锅炉排烟余热深度回收利用节能改造工程实测分析[J].暖通空调，2013，43（4）：59-63，99.
        [5]窦耀锋.供热计量技术在实际工程中的应用——以某市供热计量改造为例[D].新疆：石河子大学，2016.
        [6]陈海.不同供暖空调方式室内热舒适性与经济性分析[D].黑龙江：哈尔滨工业大学，2012.DOI：10.7666/d.D239042.