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对某企业选取燃油锅炉供热的技术经济分析

2014-03-10李友建

中国高新技术企业 2014年4期
关键词:电锅炉燃气锅炉

摘要:天津地区某企业针对厂区供热方式问题,经过技术、投资及运行经济等方面的比较,决定采取自建锅炉房,燃油热水锅炉方式进行供热,原设计热计量间改造为锅炉房,新建辅助油罐间进行储油和供油。

关键词:市政供热;燃油热水锅炉;燃气锅炉;电锅炉;油罐间

中图分类号:TU995 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)06-0032-03

该企业建设初期,受当时形势要求,企业基建建设和地方园区建设采取边设计、边拆迁、边施工的形式,园区市政配套规划未能完善。目前,随着项目建设,厂区需要供热,但面临两大难题:一是市政热源不足;二是市政供热配套费(供热工程建设费)资金项目未在可研立项批复内,且数额巨大。根据目前建设进度和市场要求,该公司必须在本年度供热,为来年做好生产准备。因此,公司组织开展供热方式的调研和对比,包括自建燃煤锅炉房、自建燃气锅炉房、自建电锅炉房以及自建燃油锅炉房。以下是该公司供热建筑需求详表和几种供热方式的技术经济分析。

根据设计院施工图纸,供热建筑总体热负荷为8164.39kw,考虑管网损失率约为5%,实际热负荷需求为8594kw。厂房建筑面积90649.15平米,折算用热面积292790平米(按照《天津市供热建设费实施细则》规定,超高房型建筑面积需乘以层高系数,层高系数为层高除以3.5米),厂房热负荷100w/平米,辅房热负荷60w/平米。

考虑当前形势,本文对市政热水、燃煤锅炉、燃气锅炉、轻质柴油锅炉、电锅炉,五种供热方式在一次投资、年运营费、环保政策、可行性方面进行分析和对比,论证其在技术上是否可行,投入运行是否经济,主要如下:

1 市政热水供热

1.1 供热现状

天津市热电公司提出,利用东北郊热电厂主管线的分支管线,为该厂区供热。分支管线管径为DN200,距离该厂300米。为验证实际供热能力,本文进行了

核算:

假设管网压力降取△h=100pa/m时,供水80℃,回水60℃,按公式Q=4.2△t×m,得循环水量m为350t/h,再计算管网的漏损系数,水量乘以1.15,得出循环水量402.5t/h。

当供水管为DN200时,按最大压降考虑(300pa/m),实际通流能力只有270t/h,小于402.5t/h的流量需求。另外,按100pa/m的压降考虑(支干线≤300pa/m),经计算后,供水主管可以为DN300,目前供水管管径为DN200,达不到设计要求。

从以上数据可知,热电公司DN200热水管道无法满足一期供热需求。

1.2 一次投资

根据《天津市新建房屋供热工程建设费征收管理办法》、《天津市供热建设费实施细则》规定:公建项目配套费按建筑面积160元/平米,而超高房型建筑面积需乘以层高系数(层高系数为层高除以3.5米),则一期供热配套建设费约为:

29.279万平米×160元/平米=4684.6万元(此配套费用最终以实际规划核定的面积为准)。

其中,供热配套建设费包含二次网换热站的设备安装、验收等工作,土建施工不负责。若采用市政热水方式,利用原热计量间直接改造成二次网换热站,基本不涉及土建改造费用。

1.3 运营费

根据天津市企业用热收费标准36元/平米(津价商【2008】247号文件),则年采暖费29.279×36=1054(万元)

1.4 环保

天津市热电公司负责本地区住宅、公建项目用热,热源是东北郊热电厂,靠火力(燃煤)供热,目前政策上无用热补贴。按国家环保相关要求,2011年,天津市已经开始“小锅炉并网改造”“煤改气”工程。

1.5 可行性分析

目前,市热电公司不能满足我公司一期用热需求,供热配套费在前期可研、立项批复中均未提及,且此费用数额巨大,项目中无法调剂。根据市热电公司建议,项目一期暂时采用DN200管径热源进行供热,考虑热源不足,室温要求不高的地方局部调温;项目二、三期供热时,由东北郊热电厂二期工程进行再敷设管道供热,届时还需再次缴纳供热配套费,室外管网也需重新规划,但热电厂二期时间上不可靠。因此,从技术上考虑,DN200管径的热源无法保证厂区供热需求;经济上考虑,即使2-3年内,热电公司能够完成二期供热工程,包括一期在内,供热建设配套费预计达到1亿元左右(项目二三期仍以大厂房为主),总体投资巨大,对于新建企业负担较重。故此方案不可行。

2 自建燃煤锅炉房

根据《天津市集中供热管理规定》:天津市本市建成区内已建成的使用高污染燃料的锅炉,应按统一规划和市政府的有关规定,逐步改用清洁能源或拆除并入集中供热管网。因此,政策上已经不允许自建燃煤锅炉房。即使自建锅炉房获得审批,在脱硫、除尘、碳排放费等方面,受相关环保政策要求,该单位需投入大量资金。

因此,自建燃煤锅炉房在政策上一票否决,此方案不可行。

3 自建电锅炉房

3.1 一次投资

根据厂区总体热负荷需求,可选用4台2.34MW的电热水炉,设3个400立方蓄热水箱,原热计量间就地使用。主要设备表及费用见下表:

故新增设备投资约1100万元。

3.2 运营费

根据天津市电价收费标准(津价商【2004】273号文件),考虑天津市分时电价:峰段0.9408元/度,平段0.6553元/度,谷段0.3858元/度。故需在平段和谷段运行用电,按天津市电费收取规定:

电费=基本电费+电度电费

=变压器容量×基本电价+谷段电费+平段电费

注:变压器容量为10000kva,段电费=段电价×Pe×Kx×Kt×h×天数,Pe为设备安装功率9360kw,Kx为需要系数取0.9,Kt为同时系数取0.8,Pe×Kx×Kt为使用功率。设备蓄热时,要求运行17个小时左右,每天谷段时间8小时,平段时间9小时(峰段不蓄热,暂不考虑),则

每天用电费用为:

(10000×17+0.3858×9360×0.9×0.8×8×30+0.6553×9360×0.9×0.8×7×30)/30=5.73万元

每采暖季电费为5.73×120=688万元

3.3 环保

电力供热方式属于清洁能源,地方环保方面支持。但对于我单位供热用电特点,不能获得天津市相关价格补贴政策。

3.4 可行性分析

自建电锅炉房,现有热水站可加以改造利用,建设周期短,已安装的采暖设备等可继续使用。目前,我公司110kv总降压站还未建成,用电方式为临时电,在申请临时电力过程中,市供电公司只能提供1.97万kva,仅仅能满足基本的生产需求。电锅炉房关键电力已达到9360kw,若再申请增加用电负荷,市供电公司不会再次增容配电。

本年度若采用电锅炉供热,供电申请基本无法通过,且时间上也达不到年底供热的需求。故此方案不可行。

4 自建燃气锅炉房

4.1 一次投资

(1)可选用5.6MW燃气热水锅炉2台,主要设备

如下:

故新增设备投资约244万元。

(2)天津市《津价房地【2008】99号文件》规定:公建用户报装燃气需缴纳“气源发展基金”,1500元/方。按4.2mw锅炉用气量计算,2台设备最大耗气量800方/小时,需缴纳气源发展基金800×1500=120万。

(3)总投资:244+120=364万元

4.2 运营费

根据天津市燃气价格3.15元/m3,日费用800×3.15×10=2.52万元,每采暖季2.52×120=302.4万。

4.3 环保

自建燃气锅炉房采用天然气能源,属于国家提倡的清洁能源,政策上予以支持,但天津市暂无用气补贴、价格下浮政策。

4.2 可行性分析

目前,该企业所在园区暂无燃气管网规划,市燃气集团无法施工,故暂无气源。此方案当前不可行。

5 燃油热水锅炉

5.1 一次投资

采取燃油锅炉方式供热,选用2台5.6mw的燃油热水锅炉,包括配套辅机,投资总计约144万元。另外需建设地下油罐2个,25~40立方,由槽车供油,投资约50万元。

型号 造价 费用来源

燃油热水锅炉 4.2MW 144万元 新增

地下油罐 40m3 50万元 新增

总计 194万元

因此,按燃油锅炉计算,一期新增投资费用约194万。

5.2 运营费

根据厂家提供信息,一般情况下,单台设备耗油量400kg/小时,则耗油费用约3000元/小时(轻质柴油价格为浮动价,暂按8000元/吨计算),燃油锅炉日平均耗能相当于满负荷运转10小时,则

2台设备日平均耗油费用:3000元×2×10=6万元

每采暖季:6万元×120天=720万元

5.3 环保

目前,区环保局不鼓励企业自建燃油锅炉房,但市政热源不足时,允许自建。根据天津市发改委政策要求,采用燃油锅炉供热,不能长期使用,只能作为过渡供热方式。未来园区规划完善后,还可进行锅炉的油

改气。

5.4 可行性分析

燃油热水锅炉从技术上比较容易实现,施工简单,相关使用证由设备厂家负责办理。从经济上考虑,每年的采暖费低于市政热水,且不涉及配套费等相关费用,在一定时间内可以作为过渡供热方式。故此方案可行。

6 结语

综合比较以上供热方式,市政供热无法满足一期供热需求,一次投资高,远期还需二次规划换热站等设施,故此方式不经济、不可行。电热水锅炉耗电量大,需申请增容用电,但目前已获得审批的电量仅能满足我厂区基本生产需求,无法再扩容,而且在厂区内设置3个400立方的蓄热水箱影响原厂区规划。

燃气、燃油锅炉供热方式较为合理,均可由现有换热站改造使用。燃气锅炉供暖方式虽然具备较好的投资合理性,但本年度内,未能达到接通燃气的条件,故此方式仍不可取,但不失为一种经济、清洁的供热方式。燃油热水锅炉一次投资最低,年运营费较合理。未来政策要求油改气或燃油锅炉运行老化后,可直接更换燃烧器机头,并入燃气管网,且厂区内二次网不用改造,投资较少。因此,在建设周期上、投资、运营、长远规划上,该企业采取燃油热水锅炉方式供热较为可行。

参考文献

[1] 燃油燃气锅炉房设计手册[M].机械工业出版社.

[2] 王宇清.供热工程[M].机械工业出版社.

[3] 李岱森.简明供热设计手册[M].中国建筑工业出

版社.

[4] 工业锅炉实用设计手册[M].机械工业出版社.

作者简介:李友建(1982—),男,天津人,天津北车轨道装备有限公司助理工程师,研究方向:热能工程学、工业锅炉、供热工程。

每天用电费用为:

(10000×17+0.3858×9360×0.9×0.8×8×30+0.6553×9360×0.9×0.8×7×30)/30=5.73万元

每采暖季电费为5.73×120=688万元

3.3 环保

电力供热方式属于清洁能源,地方环保方面支持。但对于我单位供热用电特点,不能获得天津市相关价格补贴政策。

3.4 可行性分析

自建电锅炉房,现有热水站可加以改造利用,建设周期短,已安装的采暖设备等可继续使用。目前,我公司110kv总降压站还未建成,用电方式为临时电,在申请临时电力过程中,市供电公司只能提供1.97万kva,仅仅能满足基本的生产需求。电锅炉房关键电力已达到9360kw,若再申请增加用电负荷,市供电公司不会再次增容配电。

本年度若采用电锅炉供热,供电申请基本无法通过,且时间上也达不到年底供热的需求。故此方案不可行。

4 自建燃气锅炉房

4.1 一次投资

(1)可选用5.6MW燃气热水锅炉2台,主要设备

如下:

故新增设备投资约244万元。

(2)天津市《津价房地【2008】99号文件》规定:公建用户报装燃气需缴纳“气源发展基金”,1500元/方。按4.2mw锅炉用气量计算,2台设备最大耗气量800方/小时,需缴纳气源发展基金800×1500=120万。

(3)总投资:244+120=364万元

4.2 运营费

根据天津市燃气价格3.15元/m3,日费用800×3.15×10=2.52万元,每采暖季2.52×120=302.4万。

4.3 环保

自建燃气锅炉房采用天然气能源,属于国家提倡的清洁能源,政策上予以支持,但天津市暂无用气补贴、价格下浮政策。

4.2 可行性分析

目前,该企业所在园区暂无燃气管网规划,市燃气集团无法施工,故暂无气源。此方案当前不可行。

5 燃油热水锅炉

5.1 一次投资

采取燃油锅炉方式供热,选用2台5.6mw的燃油热水锅炉,包括配套辅机,投资总计约144万元。另外需建设地下油罐2个,25~40立方,由槽车供油,投资约50万元。

型号 造价 费用来源

燃油热水锅炉 4.2MW 144万元 新增

地下油罐 40m3 50万元 新增

总计 194万元

因此,按燃油锅炉计算,一期新增投资费用约194万。

5.2 运营费

根据厂家提供信息,一般情况下,单台设备耗油量400kg/小时,则耗油费用约3000元/小时(轻质柴油价格为浮动价,暂按8000元/吨计算),燃油锅炉日平均耗能相当于满负荷运转10小时,则

2台设备日平均耗油费用:3000元×2×10=6万元

每采暖季:6万元×120天=720万元

5.3 环保

目前,区环保局不鼓励企业自建燃油锅炉房,但市政热源不足时,允许自建。根据天津市发改委政策要求,采用燃油锅炉供热,不能长期使用,只能作为过渡供热方式。未来园区规划完善后,还可进行锅炉的油

改气。

5.4 可行性分析

燃油热水锅炉从技术上比较容易实现,施工简单,相关使用证由设备厂家负责办理。从经济上考虑,每年的采暖费低于市政热水,且不涉及配套费等相关费用,在一定时间内可以作为过渡供热方式。故此方案可行。

6 结语

综合比较以上供热方式,市政供热无法满足一期供热需求,一次投资高,远期还需二次规划换热站等设施,故此方式不经济、不可行。电热水锅炉耗电量大,需申请增容用电,但目前已获得审批的电量仅能满足我厂区基本生产需求,无法再扩容,而且在厂区内设置3个400立方的蓄热水箱影响原厂区规划。

燃气、燃油锅炉供热方式较为合理,均可由现有换热站改造使用。燃气锅炉供暖方式虽然具备较好的投资合理性,但本年度内,未能达到接通燃气的条件,故此方式仍不可取,但不失为一种经济、清洁的供热方式。燃油热水锅炉一次投资最低,年运营费较合理。未来政策要求油改气或燃油锅炉运行老化后,可直接更换燃烧器机头,并入燃气管网,且厂区内二次网不用改造,投资较少。因此,在建设周期上、投资、运营、长远规划上,该企业采取燃油热水锅炉方式供热较为可行。

参考文献

[1] 燃油燃气锅炉房设计手册[M].机械工业出版社.

[2] 王宇清.供热工程[M].机械工业出版社.

[3] 李岱森.简明供热设计手册[M].中国建筑工业出

版社.

[4] 工业锅炉实用设计手册[M].机械工业出版社.

作者简介:李友建(1982—),男,天津人,天津北车轨道装备有限公司助理工程师,研究方向:热能工程学、工业锅炉、供热工程。

每天用电费用为:

(10000×17+0.3858×9360×0.9×0.8×8×30+0.6553×9360×0.9×0.8×7×30)/30=5.73万元

每采暖季电费为5.73×120=688万元

3.3 环保

电力供热方式属于清洁能源,地方环保方面支持。但对于我单位供热用电特点,不能获得天津市相关价格补贴政策。

3.4 可行性分析

自建电锅炉房,现有热水站可加以改造利用,建设周期短,已安装的采暖设备等可继续使用。目前,我公司110kv总降压站还未建成,用电方式为临时电,在申请临时电力过程中,市供电公司只能提供1.97万kva,仅仅能满足基本的生产需求。电锅炉房关键电力已达到9360kw,若再申请增加用电负荷,市供电公司不会再次增容配电。

本年度若采用电锅炉供热,供电申请基本无法通过,且时间上也达不到年底供热的需求。故此方案不可行。

4 自建燃气锅炉房

4.1 一次投资

(1)可选用5.6MW燃气热水锅炉2台,主要设备

如下:

故新增设备投资约244万元。

(2)天津市《津价房地【2008】99号文件》规定:公建用户报装燃气需缴纳“气源发展基金”,1500元/方。按4.2mw锅炉用气量计算,2台设备最大耗气量800方/小时,需缴纳气源发展基金800×1500=120万。

(3)总投资:244+120=364万元

4.2 运营费

根据天津市燃气价格3.15元/m3,日费用800×3.15×10=2.52万元,每采暖季2.52×120=302.4万。

4.3 环保

自建燃气锅炉房采用天然气能源,属于国家提倡的清洁能源,政策上予以支持,但天津市暂无用气补贴、价格下浮政策。

4.2 可行性分析

目前,该企业所在园区暂无燃气管网规划,市燃气集团无法施工,故暂无气源。此方案当前不可行。

5 燃油热水锅炉

5.1 一次投资

采取燃油锅炉方式供热,选用2台5.6mw的燃油热水锅炉,包括配套辅机,投资总计约144万元。另外需建设地下油罐2个,25~40立方,由槽车供油,投资约50万元。

型号 造价 费用来源

燃油热水锅炉 4.2MW 144万元 新增

地下油罐 40m3 50万元 新增

总计 194万元

因此,按燃油锅炉计算,一期新增投资费用约194万。

5.2 运营费

根据厂家提供信息,一般情况下,单台设备耗油量400kg/小时,则耗油费用约3000元/小时(轻质柴油价格为浮动价,暂按8000元/吨计算),燃油锅炉日平均耗能相当于满负荷运转10小时,则

2台设备日平均耗油费用:3000元×2×10=6万元

每采暖季:6万元×120天=720万元

5.3 环保

目前,区环保局不鼓励企业自建燃油锅炉房,但市政热源不足时,允许自建。根据天津市发改委政策要求,采用燃油锅炉供热,不能长期使用,只能作为过渡供热方式。未来园区规划完善后,还可进行锅炉的油

改气。

5.4 可行性分析

燃油热水锅炉从技术上比较容易实现,施工简单,相关使用证由设备厂家负责办理。从经济上考虑,每年的采暖费低于市政热水,且不涉及配套费等相关费用,在一定时间内可以作为过渡供热方式。故此方案可行。

6 结语

综合比较以上供热方式,市政供热无法满足一期供热需求,一次投资高,远期还需二次规划换热站等设施,故此方式不经济、不可行。电热水锅炉耗电量大,需申请增容用电,但目前已获得审批的电量仅能满足我厂区基本生产需求,无法再扩容,而且在厂区内设置3个400立方的蓄热水箱影响原厂区规划。

燃气、燃油锅炉供热方式较为合理,均可由现有换热站改造使用。燃气锅炉供暖方式虽然具备较好的投资合理性,但本年度内,未能达到接通燃气的条件,故此方式仍不可取,但不失为一种经济、清洁的供热方式。燃油热水锅炉一次投资最低,年运营费较合理。未来政策要求油改气或燃油锅炉运行老化后,可直接更换燃烧器机头,并入燃气管网,且厂区内二次网不用改造,投资较少。因此,在建设周期上、投资、运营、长远规划上,该企业采取燃油热水锅炉方式供热较为可行。

参考文献

[1] 燃油燃气锅炉房设计手册[M].机械工业出版社.

[2] 王宇清.供热工程[M].机械工业出版社.

[3] 李岱森.简明供热设计手册[M].中国建筑工业出

版社.

[4] 工业锅炉实用设计手册[M].机械工业出版社.

作者简介:李友建(1982—),男,天津人,天津北车轨道装备有限公司助理工程师,研究方向:热能工程学、工业锅炉、供热工程。

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