摘要：以唐山市某商业项目为例，计算了三种热源（市政热网、天然气锅炉、蓄热电锅炉）初期投资、锅炉房面积、运营费用、环保性等指标，并进行了对比分析，得出市政热网初期投资和运行费用都是最高的；燃气锅炉初期投资最低，运行费用较好，排放污染物，环保最差；蓄热电锅炉初期投资费用高，机房面积要求最大，申请双蓄电价后，运营费用最低。
关键词：蓄热电锅炉；天然气锅炉；市政热网；商业项目热源
1 引言
在寒冷地区商业项目的采暖设置中热源的的选择是最为重要的一部分，影响项目的初期投资及后期运营费用，对于项目的投资者来说非常重要。下文将以唐山某商业项目为例，对比分析目前城市冬季供暖中可采用的市政管网、燃气锅炉、电蓄热锅炉三种热源，在热负荷及运行工况一致的条件下对比分析初期投资、运行费用、环保性能等指标，为北方寒冷地区城市商业项目供暖空调设计选择热源提供参考。
2 项目及热源分析
2.1 项目介绍
唐山市处于华北地区，位于河北省的东北部，属于寒冷地区，冬季空调计算温度-11.6℃，计算相对湿度55%，采暖计算温度-9.2℃，采暖季日平均温度-1.6℃，平均风速2.2m/s，室内计算温度18℃，冬季采暖天数为135天。
项目位于唐山市中心区，建筑面积约 70000㎡，其中办公楼面积约36000㎡，商业12000㎡，地下设备用房及车库面积约22000㎡，办公楼层高4.2m，商业楼层高6m。查唐山同类工程得到，办公楼单位面积热负荷50W/㎡，商业单位面积热负荷80W/㎡，经计算设计总负荷2760kW，写字楼每日供热12小时，商业供热24小时。
2.2 热源分析
目前可采用三种热源可选择，第一种是采用市政热网，第二种是采用燃气锅炉，第三种是采用蓄热电锅炉，燃煤锅炉、燃油锅炉等其他形式由于环保等因素在市区供热中不予以考虑，下面对这三种热源进行分析。
采用市政热源，唐山市热力公司的热源主要来自热电厂发电余热，热电联产，环保符合要求，前期设计要符合唐山热力公司的要求，并按照唐山热力公司的要求进行设计和施工，并通过唐山热力公司的验收后投入使用，后期管理由热力公司直接维护管理，在有利于地产开发公司和物业，不需要后期费用的投入。
采用天然气燃气锅炉作为热源，会产生颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物，2018年4月26日，河北印发《锅炉大气污染物排放标准（征求意见稿）》，标准规定2019年11月1日起，新建燃气锅炉大气污染物排放限值为颗粒物5mg/m3、二氧化硫10mg/m3、氮氧化物30mg/m3。因此，新建燃气锅炉要按照高标准的大气排放标准设置，减少对大气的污染，同时也避免设备因环保要求过早的被淘汰。
电蓄热锅炉，以电锅炉为热源，以水为热媒（现在也有采用固体作为蓄热材料的），利用峰谷电价，在低谷电价时开启锅炉将水箱的水加热、保温、存储，在电价高峰及平电价时关闭锅炉，用蓄热水箱的热供热。根据河北省物价局[1]发布《关于进一步降低单一制工商业电价等有关事项的通知》，2018年9月1日起，10KV工商业单一制用电，平时电价0.5705元/千瓦时，高峰时电价0.7883元/千瓦时，谷时电价0.3527元/千瓦时，申请双蓄电价蓄为0.2983元/千瓦时。
张荣爱[2]黄木新等[3]认为蓄热电锅炉具有以下优点：
1）因使用清洁能源，运行无污染，低噪音，属于所在地区的“0”排放，环保意义大；
2）有利平衡用电负荷的峰谷差，缓解供电矛盾，平衡国家电网安全运行，提高发、变、配电设备的使用率。
3）低谷电蓄热设备为全自动运行，自动化水平高，只需配备巡检人员即可；
3 初期投资分析
3.1市政热源初期投资
市政热源需向热力公司缴纳155元/㎡配套设施建设费用，本项目采暖建筑面积48000㎡，总共需要初期投资48000×155=744万元。
根据唐山热力公司的要求，需要提供换热站机房一座，设置在地上1层，面积约150㎡。
3.2燃气锅炉初期投资
经设计咨询及锅炉生产厂家，燃气锅炉供暖提供地下一层燃气锅炉房一座，面积150㎡左右，需要设置低氮冷凝真空燃气锅炉2台，每台2100kW，设置循环水泵、稳压泵、水处理设备、集分水器等设备，经初步设计并咨询设备厂商，设备采购安装共计约160万元。
3.3蓄热电锅炉初期投资
目前市面上的电锅炉电极加热较为先进，不需要考虑水垢的清理，经计算电锅炉功率不小于4400kW，设置2台550m³水箱。水箱高度按照4m计算，水箱所占面积约275㎡，电锅炉、水泵等设备占地约100㎡，机房面积约375㎡。经咨询多家锅炉生产及安装单位，初期投资费用为需要605万元。
4 运行费用计算对比
考虑到天气人为等因素，减少对其经济的影响，将燃气锅炉和电蓄热锅炉的设计负荷统一，严寒期及一般寒冷期的天数统一，均为寒冷期20天，一般寒冷期115天；一般寒冷期负荷占严寒期负荷均为的65％，人工及维修费用也统一，从而更加科学的比较两种热源的运营费用。
4.1市政热源运营费用
根据唐山物价局公布的《唐价价管（2012）28号》文件[4]，商业建筑每年供热缴费基数34.3元/㎡（h≤3m），超过3m部分高度乘以0.333作为增加的面积计算。办公楼的层高4.2，每平米热力费48.01元/㎡；商业的层高6.0m，每平米热力费68.26元/㎡。
4.2燃气锅炉运营费用
经查询低氮冷凝真空燃气锅炉参数，2100kW全符合时的燃气量为203Nm³/h，此锅炉在30%负荷时热效率就可达到95%以上，唐山市燃气的费用为3.6元/Nm³，经计算一天的燃气费用为12223.98元，电费采用平时电价计算，燃气锅炉房用电费用计算每日电费718.14元，综合考虑电费、燃气费、人工费及维修费，经计算运营费用为26.8元/m2。
4.3电蓄热锅炉运营费用
低谷电价采用双蓄电价计算，10KV工商业单一制用电，0.2983元/kwh 计算，双蓄电价需要向国家电网申请，申请通过后可享受双蓄电价。
经计算可得，低谷电价采用双蓄电价计算，10KV工商业单一制用电，0.2983元/kWh，电蓄热运行成本23.62元/m2；
如果低采用低谷电价0.3527元/kWh，10KV工商业单一制用电，电价带入以上表格做计算可得电蓄热运行成本27.46元/m2。
5、结论
经上文计算，对比以上三种采暖热源，数据见下表：
表5-1热源经济性对比表
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经以上表格对比可得到以下结论：市政热源，初期投资最高，运行成本最高，环保很好，无后期维护管理问题；燃气锅炉，初期投资最低，锅炉房面积小，可设置在地下一层，但要设置防爆设施，运行成本较低，在三中热源中环保条件最差，应设置满足排放标准的燃气锅炉；电蓄热锅炉，初期投资高，锅炉房面积最大，但可设置在地下一层或地下二层，主要是蓄热水箱占地面积大，申请双蓄电价后，运行成本最低，便于自动化控制。
参考文献：
[1]河北省物价局.关于进一步降低单一制工商业电价等有关事项的通知[EB].冀价管〔2018〕115号：http：//www.hebwj.gov.cn/News.aspx?sole=201808281515516XXXX[2]张荣爱.浅论低谷电蓄热采暖在写字楼、学校等场所的进一步应用中国电力教育[J].中国电力教育，2010，（12）：4-5
[3]黄木新，田丽华.某住宅小区电蓄热采暖技术的应用[J].中国住宅设施，2004，（1）：27-29
[4]唐山市物价局.关于热力出厂、销售价格的通知[EB]，唐价价管字（2012）28号：http：//www.tsrl.com.cn/showQiYeZhiChuang.asp?id=2376
论文作者:王双慧
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：热源论文; 蓄热论文; 电价论文; 电锅炉论文; 费用论文; 初期论文; 锅炉论文; 《基层建设》2020年第2期论文;