降低城市集中供热成本的途径

李力 王海岩

（1天津津能滨海新能源有限公司天津300204 2中国华电集团发电运营有限公司天津300204）

0 前言

改革开放以来我国经济实现快速增长，伴随经济的快速增长，能源消耗也在快速增加，为解决我国能源与环境日渐突出的矛盾，国务院制定“十二五”期间节能减排总目标，并将具体指标分解至各地方。天津作为国内经济发展的热点地区也是节能减排的重点地区，经济发展与节能减排压力巨大，既要保持社会经济快速发展同时到2015年万元国内生产总值能耗要比2010年下降18%，全市化学需氧量和氨氮排放量分别比2010年消减8.6%和10.5%；全市二氧化硫和氮氧化物排放总量比2010年分别消减9.4%和15.2%。天津地方政府下发节能减排综合性工作实施方案，多措并举推进节能减排工作，在具体举措中也包括推进城市集中供热由燃煤改为燃气的工作。虽然燃气作为清洁能源，气体燃烧不排放SO2，其中的氮氧化物的排放也比燃煤减少60%以上，燃气锅炉热效率一般在85%以上，且其热效率与锅炉的规模大小影响不大，较大中型燃煤锅炉平均热效率75%而言，具有较好的节能效益，但由于燃气燃料成本较高，煤改燃后所带来供热成本的增加不可忽视，在实现节能减排目标，为老百姓提供满意生活环境同时，如何最大化降低城市集中供热成本，成为关乎民生的问题。

热电联产系统相对于热、电分产系统相比，综合效率可以提高30%，较锅炉供热热效率至少可以提高50%以上，热电联产集中供热是实现节能的最有效措施已得到社会普遍认同。热电联产具有较好的经济性，综合燃料成本较低，因此充分发展热电联产集中供热既是城市实现节能减排也是降低城市集中供热成本的最有效途径。

1 天津城市集中供热现状及燃煤与燃气供热的燃料成本测算

1.1 天津地区集中供热现状

截至2012年末，天津城市集中供热面积近3亿平方米，其中约65%由大中型燃煤锅炉供热，约25%由热电联产供热，其余由燃气及其它清洁能源供热。

1.2 燃料成本测算

每GJ热量燃料成本测算计算公式（1）（2）如下：

公式（1）C=M*P

公式（2）M=109（/4.186*q*η)

其中C——每GJ热量燃料成本，元；

M——耗煤量，kg；

P——燃料单价，元/kg或元/Nm3；燃煤：0.6元/kg；燃气：2.4元/N m（3此价格为现行民用燃气价格）；

q——燃料热值，kcal/kg或kcal/Nm3；其中燃煤取/lkg，燃气取8500kcal/Nm3

η——锅炉热效率，%。其中燃煤锅炉热效率取75%，燃气锅炉热效率取85%。

依据以上公式计算可得：

燃煤锅炉供热每GJ热量消耗的燃料量为63.7kg，直接燃料成本为38.2元。

燃气锅炉供热每GJ热量消耗的燃料量为33.06 m3，直接燃料成本为79.98元。

2 天津地区煤改燃的情况及政策补贴

作者对几家煤改燃后的供热公司两个采暖季运行情况调查，由于不同供热公司的负荷状况以及本身运行管理水平不尽一样，全采暖季单位面积热耗也有所区别，但基本在32～38W之间，平均值为35w/m2。整个采暖季按照122天计算，供热小时数共计2928小时，采暖季平米耗热量可用公式（3）Q平米=q*3.6*103*T/109计算

其中：Q平米——采暖季耗热量，GJ；

q——全采暖季m2热耗指标，按照平均值35w/m2计算；

T——供热小时数，小时；

则采暖季平米耗热量为0.369GJ，平米燃气消耗量12.2立方。

如果按照采暖季单位面积热耗35W/平米测算，完全使用燃气供热，采暖季每平米直接燃料成本将达到29.03元。

即便在民用燃气价格下由于供热的平米直接燃料成本均已超过目前天津地区的民用采暖费25元/平米，因此在煤改燃试点地区，供热公司供热使用的燃气价格为每立方米1.5元，天津市政府依据使用量向燃气公司每立方米再补贴0.9元，按照全采暖季平米热耗指标平均值35w/m2测算，相当于平米采暖面积补贴11元。

3 充分发挥热电联产集中供热降低城市供热综合成本

依据以上数据测算，如果将既有天津市城区和滨海新区的全部燃煤锅炉供热面积为1.2亿平方米，直接改燃后,即使不考虑新增面积，每年也将消耗天然气14.27亿立方，按照现有补贴政策，则政府每年至少拿出补贴资金13.2亿元。

热电联产集中供热由于系统自身的综合效率高，在目前燃煤价格下，电厂出厂热价仅为28元/GJ，如果能最大程度利用热电联产供热，不仅从根本上减少燃料消耗，也会有效降低供热成本，减轻政府与社会负担。

4 现以天津一个拥有热源为1200MW热电联产系统为例

该系统目前电厂热源是系统唯一热源，承担全部热负荷的需要，按照初步设计中的60W平米耗热指标考虑，系统最大供热面积为2000万平米。如果该系统是以充分发挥热电联产供热为思路设计，把单热源供热系统改造为多热源联网系统，由热电厂1200MW热源作为主热源担负基本热负荷，将现有大型燃煤锅炉（总计2400MW）改为燃气锅炉作为系统尖锋热源，由尖峰热源承担尖峰热负荷，如下表1将采暖季单位面积最低热耗指标20W作为基础负荷，由热电热源承担，这样该供热系统就可以满足6000万平米供热。

近几年来随着新建建筑采用三步节能标准，城市节能建筑比重逐步提升，供热系统内的综合热耗热指标较设计指标值有了明显的降低，根据作者过去几年对一个有2000万平米供热面积的系统实际运行参数的总结，结合对天津市区不同供热系统的调研，在不同室外温度下采暖季单位面积综合热指标可以参照下表。

表1 ：天津地区室外温度延续小时数及平米热耗指标

根据上表参数，整个采暖季按照122天计算，供热小时数共计2928小时，则该系统中不同热源对外输出的总热量可以用公式（4）Q=q*3.6*103*T*A/109计算

其中：Q——热源输出热量，GJ；

q——耗热指标，w/m2；

T——供热小时数，小时；

A——供热面积，m2；

由于热电满足的是基础热负荷，q值为20 w/m2则热电热源输出热量为：

Q热电 =20*3.6*103*2928*6000*104/109=1264.896（万 GJ）。

如果该系统全采暖季平米热耗指标为35w/m2，则该系统全采暖季消耗总热量为：

Q总热耗 =35*3.6*103*2928*6000*104/109=2213.568（万GJ）。

6000万平米供热系统整个采暖季消耗的总热量为2213.568万GJ热量，而其中热电厂输出热量为1264.896万GJ（热化系数为57%），燃气尖锋热源的输出热量为948.672万GJ，按照目前天津地区热电厂出厂热价28元/GJ，尖锋热源燃气为每GJ热量79.98元（此成本以2.4元/立方燃气气价测算），该系统总计燃料成本为111291.9万元，采暖季每平米燃料成本约为18.5元，较前述单独使用燃气为热源的平米燃料成本29.03元每平米燃料成本下降10.5元，已基本接近政府补贴的11元/m2，实现了供热成本的降低。

由于选取的35w耗热指标仅为一般值，如果可以进一步降低采暖季平米耗热指标，提升系统热化系数，则系统的供热成本将会进一步降低，即便如此，通过如上数据也可以反映出改造后的系统实现了充分发挥热电高效节能优势，同时也会使更多的设备在满负荷下亦即高效率下运行，其节能与降低运行成本的效果非常显著。

5 结论

天津作为我国北方特大城市，实现城市集中供热的节能减排，单纯实施煤改燃将大幅提高供热成本，而有效解决这一问题的途径，应该借鉴其他城市成功经验，通过对既有供热资源的整合，实现以热电联产供热系统为城市供热骨干，以燃气为补充，这样不仅有利于充分利用既有资源，有效发挥系统节能优势，提高城市集中供热的经济性，而且有利于提高城市供热系统可靠性，改善供热效果。

[1]石兆玉.供热系统多热源联网运行的再认识[M].全国供热行业研讨会《论文选集》，2000.8

[2]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].清华大学出版社，1994.1

[3]王魁吉、孙玉庆.热电厂和锅炉房的联合运行与调节[M].全国供热行业研讨会《论文选集》,2000.8