1.中煤平朔工业集团有限责任公司生活服务中心 山西朔州 036000
2.中煤平朔工业集团有限责任公司生活服务中心 山西朔州 036000
摘要：随着各类热源价格高涨，热水系统投入产出比不高甚至成本倒挂的矛盾越来越明显，生活区现有集中供应热水福利是否有必要延续下去，是公司领导及职工家属普遍关心的问题。公司需综合考虑现有热水系统运行的经济性，生活区居民长期享有集中热水的福利性，并结合国家现有“三供一业”移交政策规定，最终选择长期适合生活区并为公司和居民接收的热水供给模式。
关键词：热水；经济性；选择
平朔生活区位于山西省朔州市，汇集办公、餐饮、住宿、医疗、休闲于一体，环境优美，空气清新，交通便利，绿化面积达到46%以上，被中宣部命名为“全国百家文明社区示范点之一”。小区自上世纪80年代建成以来，始终保持有全天24小时集中生活热水供应且设施齐全，系统完善。全天24小时集中供给热水作为一项职工福利延续至今。
随着企业发展，公司工作管理精细化水平稳步提高，各类热源价格高涨，热水系统投入产出比不高甚至成本倒挂的矛盾越来越明显，生活区现有集中供应热水福利是否有必要延续下去，也成为了公司领导及职工家属普遍关心的问题。
1 现有热水系统概述
生活区热水系统由热源、换热制备、循环输送等系统组成，主要为生活区、银行西院及福煤小区（合计6897户）全天制备输送生活热水。
1.1 热水热源系统
采暖季热源来自于城市集中供热管网，由生活区供热首站提供。供热首站总负荷120MW，采暖季作为生活区采暖、热水系统热源。
非采暖季热源来自于燃气锅炉房，该锅炉房主要由4台WNS10.5-1.0/95/70-Q P=1.0MPa燃气锅炉组成。该燃气锅炉单台额定供热量为10.5MW，额定供气量为1140Nm³/h，非采暖季作为生活区热水系统热源。
1.2 热水制备系统
热水制备系统为各小区热水换热机组。热源将热媒经热力主管网输送至各小区热水换热机组，换热机组将10℃自来水加热至55℃后，循环输送至住户家中。
1.3 热水循环输送系统
热水在换热器内加热后，经循环泵进入热水循环管网，历经室外、室内管线后，进入用水末端。室外管网为循环管线，进入单元楼后的立管和支线管为单向管（单身公寓、平朔宾馆、二区130/150及福煤小区，楼内立管也为循环管线）。
2 热水热价计算
各固定成本计算方式及结果如下：
（1）人工费Fr：生活区共有一区、二区、三区、五区、六区、七区、振华街、福煤小区等8个热水换热站，每个换热站平均3个人，单人月工资及附加4500元，则全年人工费Fr为：
Fr=8×3×4500×12=129.6万元
（2）换热器清洗费Fx：全年8万元；
（3）热水管网及设备维修费Fx：全年10万元；
（4）热水循环水泵电费Fd：上述8个热交换站及热源循环泵电机总容量为248kW，工业用电平均费用为0.7元/kWh，部分电机采用变频技术，总功率取75%，则热水循环水泵全年电费Fd为：
Fd=248×0.7×0.75×24h/d×365d=114.1万元
（5）设备及管路折旧不计。
2.1 生活区集中供给热水时
2.1.1 采暖季热水热价计算
采暖季，城市集中供热为热源时，以2015年11月1日至2016年3月22日数据计算，热水系统用热情况如表1所示：
表1 生活区热水换热器热计量统计表（2015.11.1-2016.3.22）
由表1可知，8个站合计用热30300.6GJ，用热142天，平均每天用热Qd为213.4GJ/d。
各小区热水换热器补充冷水情况如表2所示：
表2 各热水换热器补充冷水情况汇总表
由表2可知，5个月各站合计补充冷水108436m³，供热水151天，平均每天供给热水Qsd1为718m³/d。
平朔公司与朔州市再生能源有限公司签订的供热协议中规定，热水热价Fdj为60元/GJ，冷水单价Fs取2元/t，则采暖季每吨热水成本Fcn为：
Fcn=[Qd×Fdj+(Fr+Fx+Fx+Fd)/365]/Qsd1+Fs
=[213.4×60+(129.6+8+10+114.1）×10000/365]/718+2
=30.0元/吨。
2.1.2 非采暖季热水热价计算
非采暖季，燃气锅炉为热源时，以2016年4月1日至2016年10月31日数据计算，使用燃气情况如表3所示：
表3 燃气锅炉消耗燃气情况汇总表
由表3可知，7个月总共消耗燃气1829093Nm³，使用燃气锅炉214天，平均每天用气Qq为8547.2Nm³。
各小区热水换热器补充冷水情况如表4所示：
表4 各热水换热器补充冷水情况汇总表
由表4可知，7个月合计补充冷水135030m³，供热水214天，平均每天供给热水Qsd2为631.0m³/d。
平朔公司与富华天然气公司签订的供气协议中规定，天然气单价Fqg为3.2元/Nm³，冷水单价Fs取2元/t，则非采暖季每吨热水成本Ffcn为：
Ffcn=[Qq×Fqg+(Fr+Fx+Fx+Fd)/365]/Qsd2+Fs
=[8547.2×3.2+(129.6+8+10+114.1）×10000/365]/631+2
=56.7元/吨。
2.2 居民自备热水制备设备时
2.2.1 居民使用家用燃气快速热水器时，热水热价计算
家用燃气快速热水器，能效等级分为3级，在核定热负荷时，最低热效率，分别为96%、88%和84%[1]，考虑燃气热水器低负荷运行情况和不同产品能效等级区别，计算热效率ηq取88%。家用冷水费Fs取2元/t，民用燃气费用Fqm为2.16元/Nm³，其标准热值Rq为36MJ/Nm³，设备折旧等不计。家用自来水温度tL为10℃，加热后热水计算温度tr为60℃，水比热容C为4.187MJ/（t.℃）[2]，则居民使用燃气热水器，每吨热水成本Fjq为：
Fjq=C×（tr-tL）/（Rq×ηq）×Fqm+Fs
=4.187×（60-10）/（36×0.88）×2.16+2
=16.27元/吨。
2.2.2 居民使用家用储水式电热水器时，热水热价计算
家用储水式电热水器，能效等级分为5级，各等级电热水器最低热水输出率，分别为70%、60%、55%、55%和50%[3]，考虑电热水器不同产品能效等级区别，计算热效率ηd取60%。家用冷水费Fs取2元/t，民用电费用Fdm为0.5元/KWh，其标准热值Rd为3.6MJ/KWh，设备折旧等不计。家用自来水温度tL为10℃，加热后热水计算温度tr为60℃，水比热容C为4.187MJ/（t.℃）[2]，则居民储水式电热水器，每吨热水成本Fjd为：
Fjd=C×（tr-tL）/（Rd×ηd）×Fdm+Fs
=4.187×（60-10）/（3.6×0.6）×0.5+2
=50.5元/吨
综上，生活区现有集中供热水模式，在采暖季以集中供热为热源和非采暖季以燃气锅炉为热源时，每吨热水成本分别为30.0元/吨和56.7元/吨；若住户自备热水制备设备，在使用家用快速燃气热水器和家用储水式电热水器时，每吨热水成本分别为16.27元/吨和50.5元/吨。
3 现有集中供热水模式分析
集中供热水模式，热源和换热设备较为集中，便于统一维护管理，居民使用热水较为方便舒适；但其设备、系统相对复杂，需要有专门维护管理人员。另外，系统管线较长，设备较多，热效率不高，且一旦建成后期改造较困难。
通过上述热水成本计算可以看出，生活区现有集中供给热水模式成本较高，主要原因如下：
3.1 现有集中供热水模式热源价格较高
自来水从10℃加热至60℃，热量完全转化时，需热量Q为：
Q=C×（tr-tL）=4.187×50=209.35MJ=0.21GJ
采暖季，以城市集中供热为热源时，热价为60元/GJ，则加热每吨热水需热源费12.6元。非采暖季，以燃气锅炉为热源时，燃气价格为3.2元/Nm³，热值为36MJ/Nm³,加热每吨热水需热源费18.67元。上述热源费分别占热水成本的42%和36.97%，比例较高。
3.2 现有集中供热水模式热效率较低
以燃气锅炉为热源为例，WNS10.5-1.0/95/70-Q型燃气锅炉设计热效率为92.4%[4]，换热站额定换热效率为90%，一次管线有效输送热效率取85%，则理论热效率为70.69%。但根据燃气用量和交换站热计量统计，从燃气到换热器热水出口，实际热效率仅为51%。加上换热站出口至居民用水末端管线热损失和居民用水时需排放的无效冷水，整体热水转化效率低于30%。
3.3 现有集中供热水模式其他费用较高
生活区现有集中供热水模式运行时，热源及各小区热水换热机组需24h运行循环水泵，保持水温，消耗大量电能；其次，生活区现有热水换热系统为“原水水质需水处理但未进行水质处理”系统，每年需清洗换热器水垢（若进行处理，则费用更高）；另外，系统热力主管网、小区支线及各类设备需每年投资维护、更新；最后，各处站点、设备还需专业人员进行运行、维护。此类电费、清洗费、运维费，构成了每吨热水10元左右成本，分别占采暖季和非采暖季每吨热水成本33.3%和17.6%。
4 结语
生活区现有集中供热水模式无论采取何种热源，实际成本均高于现有居民缴纳的热水单价15元/吨[5]，若没有公司补贴，难以持续经营。若将集中供热水模式改为居民自己制备热水模式，不但可以降低、转移公司负担的系统运行维护成本，而且可以激发居民的节约意识；但自备热水需操作家用设备，会造成使用热水不便，尤其不利于老年人操作。
若要保持生活区集中供给热水福利延续，则需降低热源价格、提高管网热效率或寻求其他热水热源。若不能采取其他手段降低热水成本，为持续经营，只能按照实际热水成本提高单价。
由此，公司需综合考虑现有热水系统运行的经济性，生活区居民长期享有集中热水的福利性，并结合国家现有“三供一业”移交政策规定，最终选择长期适合生活区并为公司和居民接收的热水供给模式。
参考文献
[1] GB 20665-2015.《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》[S]北京：中
国标准出版社,2015:2.
[2] GB 50015-2015.《建筑给排水设计规范》[S]北京：中国标准出版社,2015:137-142.
[3] GB 21519-2008.《储水式电热水器能效限定值及能效等级》[S]北京：中国标准出版社,2008：2..
[4]《WNS10.5-1.0/95/70-Q卧式内燃全自动燃气热水锅炉热力计算汇总表》ZB2.414-6
[5]《平朔生活区水暖气电收费管理办法》
论文作者:贺继海1,娄明坤2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/23
标签：热水论文; 热源论文; 生活区论文; 采暖论文; 热效率论文; 成本论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第14期论文;