表2三种天然气锅炉采暖方式的运行费用分析单位:元
项目 家用锅炉 分散锅炉 区域锅炉
面积(m2) 100/户 100/户 100/户
燃气费 1368元/760 m3 1638元/90m3 1980元/1100 m3
电耗 78.3元/150度 104.4元/200度 156.6元/300度
水耗 32元/10 m3 192元/ 60m3 256元/80 m3
盐费 3.4元/10kg 5.1元/15kg
维修费 150元 100元 150元
人工费 200元 130元
合计 1628.3元 2133.4元 2397.7元
注:不包括折旧费、利润和税收。
3投资与运行费用分析
三种采暖方式的投资相差不大,家用锅炉略低。家用锅炉可是实现分户热计量和室温自动控制,每户节省分户计量表及温度自动调节阀2000元左右。家用锅炉可是实现供卫生水,节约电热水器或煤气热水器投资1000-1500元/户。综合比较家用锅炉采暖投资比其他两种方式低得多,分析结果适用于京津地区。家用燃气炉采暖费用最底,分散锅炉采暖居中,区域锅炉最高,且各种采暖方式相差较大。
4污染物分析
利用天然气采暖的目的就是解决燃煤锅炉采暖的污染问题,排放的大气污染物只有NOX,SO2、烟尘、CO和CO2,没有煤灰、煤渣和运煤造成的污染物。烟尘浓度主要来自空气和燃烧过程中产生微量细尘,三种方式燃烧单位体积/产生的烟尘基本相同,总量区域采暖最多,分散锅炉次之,家用锅炉最少。烟气中SO2浓度取决于天然气中的硫量,一般天然气的经过脱硫,含硫量很低,三种方式燃烧单位体积燃气产生的SO2相同,排放总量是区域采暖最多,模块锅炉次之,家用锅炉最少。CO2的排放量是主要取决于于各种采暖方式的单位面积耗气量,三种采暖方式的排放量家庭采暖:分散采暖:区域采暖之比为:
1:1.25:1.45。
NOX排放量主要受燃烧方式影响,目前燃气锅炉采用的燃烧器都不是专门设计的低NOX燃烧器。在燃烧过程中产生的NOX量主要与炉膛燃烧温度有关,燃烧温度高,产生的NOX量越大,燃烧温度越小,产生的NOX量越小。表3为抽样测试的三种采暖方式燃气锅炉的NOX排放量,由表可以看出NOX排放量主要受燃烧方式和过剩空气量的影响。鼓风式燃烧由于火焰集中,燃烧温度高,所以NOX生成量比燃烧温度低的大气式燃烧大,对同一种燃烧方式,过剩空气系数越大,燃烧温度越低,NOX生成量就越
少。
表3三种采暖方式燃气锅炉的NOX排放量
燃气锅炉类型 燃烧方式 过剩空气系数炉膛最高温度(℃) NOX(PPm)
壁挂家用锅炉 大气式 1.5~2.5 800~950 5~35
容积式家用锅炉 鼓风式 1.4~3.6 900~1100 21~70
模块化锅炉 鼓风式 1.3~2.1 1000~1200 45~110
区域锅炉 鼓风式 1.2~1.8 1100~1300 60~130
本研究以一个1500m×1500m的居民小区为研究对象,总建筑面积为450万m2,总建筑面与总占地面积之比为2:1。用面源模型根据测试结果[3],对单户采暖、分散锅炉采暖和区域集中采暖多排放点和无组织低空排放进行估算,结果见图1。从图中可以看出,单户采暖排放的NOX在大气中所产生的浓度最低,分散采暖排放的NOX在大气中产生的浓度高于单户采暖,区域采暖排放NOX在大气中产生的浓度取决于排放高度,当排放高度低于30米,在大气中产生的NOX浓度高于单户采暖和分散采暖,当排放高度低于50米,在大气中产生的NOX浓度低于分散采暖,与单户采暖基本相同。
六、结论
1采用分户小型燃气热水炉,可一家一户自成系统,同时解决了采暖和热水供应问题。这一方式在欧、美、日本是一种流行的采暖方式。从节能、降低采暖费用和减少大气污染的观点看,高效壁挂燃气炉单户采暖是居民用户直接采暖的最佳方式。由于天然气质优价廉,采用单户分散采暖的平均运行费用与集中营供暖的费用相关不太多,是居民家庭能够承受的。存在的问题随技术发展,都会被解决。
2公共建筑和商业建筑的使用性质相同,采用燃气采暖应优先采用模块采暖,根据建筑的使用特点来调节控制采暖温度和采暖时间,节约燃气和运行费用,减少污染物排放量。
3由于采用区域燃气锅炉采暖由规模较大的外网,热损失大,不便于调节。投资、运行费用和耗气量都高,污染物排放量大,符合可持续发展的能源战略,不宜推广。对已具有较大热网的区域,对污染物排放要求高的区域,经过经济技术论证,才能可采用区域采暖,但应逐步向分散采暖过度。
4在调查中发现冷风渗透量对燃气量影响很大,由于燃气采暖成本高,减少采暖燃气耗量是降低采暖关键。对密封不严和保温效果不好的窗户应更换,最好采用密封和保温效果好都好的双层塑钢玻璃窗,可节省10%到20%的燃气耗量。
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