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张家口市桥西区供热现状的调研与分析
摘要：为了了解张家口市桥西区分散供热现状，通过走访调查与分析计算，本文分析了供热现状的能源消耗和污染物排放量并与采取集中供热后的各项数据作了简单对比。
关键词：分散供热 集中供热
前言
目前，张家口市桥西区的热负荷主要是采暖和生活用热为主，冬季采暖用热主要依靠小锅炉，烟囱林立，能源浪费大、空气污+染严重。虽居山清水秀之地，冬季空气质量很差。桥西区多为分散型小锅炉供热，锅炉热效率低且缺少有效的除尘脱硫设备，导致煤、电等能源的极大浪费，并且给市区环境带来了很大的污染，同时热用户的供热质量也无法得到保障。
为解决上述问题，同时贯彻我国政府在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中提出的“十一五”期间单位国内生产总值能耗要降低20%左右，主要污染物排放总量要减少10%的约束性指标，加强张家口市桥西区供热质量，保障供热单位与热用户的合法权益，依据建设部《城市区域锅炉供热管理办法》、《河北省城市建设管理条例》等规定。结果表明，采取城市集中供热，可以达到节能降耗和环境保护的双重目的。
对桥西区供热现状进行分析，首先根据建筑面积得到该地区的全年热负荷，然后根据热负荷得到目前供热现状下的年耗煤量，通过耗煤量得到相应的烟尘、烟气和 的排放量。并将计算结果与实行集中供热后的数据作了对比。
1供热现状
为了搞好这次对张家口市桥西区供热现状的调查，2009年3月11日～3月底，我们小组成员深入张家口市桥西区各小区进行实地踏勘，对张家口桥西区建筑形式、建筑面积、取暖方式、锅炉房布置、锅炉型号、循环水泵型号等进行摸底调查。
为了了解桥西区各处热用户的冬季供暖状况，我们在3月21日进行了问卷调查及走访调查。问卷调查部分，共发放了1000份调查问卷，收回了986份，调查结果如图
1、图2所示。
图1张家口市桥西区供热用户满意度（原图片丢失，咱可以调查后自己用excel做饼状图或柱状图表插入）
图2张家口桥西区供热现状
注：图2中A分别表示质量高、费用高、污染重；B分别表示质量一般、费用一般、污染一般；C分别表示质量差、费用低、污染轻。
从图
1、图2及走访结果来看，用户对供热的满意度不高，整个桥西区大部分地方都存在供暖温度不高、日供暖时间过短、供暖时冷时热、供热质量没有保证的问题。用户普遍认为采暖费用较高、烟气排放量较大、市区环境污染严重。
3月底～4月5日又对我们收集到的数据进行分析处理。从统计结果来看，张家口市桥西区现有热源布局不够合理，装机容量小，市区污染严重，缺少大型热源支撑。目前，张家口市桥西区总建筑面积 ㎡，共有锅炉428台，6 以上59台，占13.79%，6 以下369台，占86.21%，另有许多自供暖用户，采用土暖气或电暖气取暖，热效率很低、耗煤量较大，大多都没有装除尘、脱硫设备。
现从能耗、资源利用率及环境污染状况等方面来分析桥西区的供热现状。
2桥西区热负荷的概算
2.1供暖系统热负荷
供暖系统热负荷通常采用体积热指标和面积热指标进行概算，由于面积热指标法简易方便，在国内外，多采用供暖建筑面积热指标进行热负荷概算[1]，本文亦采用面积热指标概算热负荷。
式中—建筑物供暖热负荷W
—建筑物的建筑面积㎡
—建筑物供暖面积热指标W/㎡，表示每平方米建筑面积的供暖设计热负荷。
根据我国《城市热力网设计规范》给出的供暖面积热指标推荐值，本文采用的 值如表1。
表1供暖热指标
建筑物类型
住宅
居住综合区
学校、办公楼
医院、托幼
宾馆
商店
食堂餐厅
工厂
大礼堂
平房
热指标W/㎡
2.2全年热负荷
全年热负荷应根据前面所算的热负荷、采暖期室外平均温度、采暖天数来确定[2]。
式中— 全年热负荷，MJ/y
— 室外平均温度 5℃的天数，张家口地区为155天
— 采暖期平均温度，张家口地区为-4.6℃
— 室内设计温度，取16℃
— 当地室外采暖设计温度，张家口地区取-15℃
经计算，张家口桥西区全年热负荷如表2。
表2张家口桥西区全年热负荷×105GJ/y
6.75 堡子里
7.93 大镜门
6.8 明德北
44.57 明德南
4.88 南营房
0.87 武城街商业区
12.66 新华街
84.46 合计
3能耗分析
3.1年耗煤量
锅炉作为锅炉房的主体设备,其能耗是锅炉房能耗的重要组成部分,其燃料消耗是锅炉房燃料消耗的全部,而且燃料的燃烧所排放的烟气会造成环境污染。桥西区的锅炉能耗主要是煤耗。通过耗煤量与热负荷的关系式可以得到桥西区一年的耗煤量。
热源系统的年耗煤量可表示为[3]：
式中— 锅炉房供热的年耗煤量，kg/y
— 锅炉房年供热量，GJ/y，与用户热负荷大小有关
— 所用煤的低位发热量，kJ/kg，张家口地区一般使用Ⅱ号烟煤，取18000kJ/㎏
锅炉热效率()的选取如表3，年耗煤量如表4。
表3锅炉热效率选取
分类
热效率
热电厂、集中供热80%
6t/h及其以上的燃煤锅炉60%
小于或等于6t/h燃煤锅炉55%
自建房土暖35%
表4张家口市桥西区全年耗煤量×107kg/y
19.34 堡子里
15.31 大镜门
10.81 明德北
5.45 明德南
15.31 南营房
7.88 武城街商业区
14.86 新华街
88.96 合计
3.2年耗电量计算
热源系统的主要耗电设备有循环水泵、补水泵、加压泵、防腐塑料泵、鼓风机、引风机。根据张家口市桥西区动力设备运行情况[4]可知：
当室外温度 ℃时，动力设备耗电量每天按14h计算；
当室外温度 ℃时，动力设备耗电量每天按18h计算；
当室外温度 ℃时，锅炉耗电量按21h计算，循环水泵连续运行按24h计算。
上述三个阶段持续时间大约各占采暖期的三分之一。计算有功功率，其功率因素取0.8，因此，年耗电量计算为：
式中— 年耗电量，— 动力设备功率，kw
— 动力设备每天运行的时间，h
— 动力设备运行的天数，天
张家口市桥西区年电力消耗如表5。
表5张家口市桥西区全年电力消耗×106
3.47 堡子里
2.80 大镜门
7.03 明德北
6.41 明德南
6.03 南营房
3.29 武城街商业区
1.41 新华街
30.45 合计
4污染概算
桥西区供热主要以燃煤为主，煤在燃烧时，产生大量的烟尘及、等有害气体，这些有害物排到大气中对人类生产、生活和人体健康会造成极大危害。现就烟气、烟尘排放量方面来讨论张家口市桥西区的排烟现状。
4.1 烟尘排放量
烟尘排放量计算公式[5]为：
式中— 烟尘排放量统计，kg/y
— 耗煤量，kg/y
— 煤的收到基灰分，取30%（整个桥西区大部分采用Ⅱ号烟煤）
— 飞灰中灰量占送入锅炉的煤的总灰量的份额，分散供热中 取0.2
— 除尘器效率，分散供热中没有除尘器，— 烟尘中可燃物含量所占份额，取3%
张家口市桥西区年烟尘排放量如表6。
表6张家口市桥西区年烟尘排放量×106kg/y
5.63 堡子里
6.19 大镜门
4.08 明德北
25.13 明德南
7.75 南营房
0.53 武城街商业区
8.70 新华街
58.01 合计
4.2 烟气排放量计算
每千克燃煤烟气排放量[6]
式中— 理论烟气量，— 燃料收到基低位发热量,取18000kJ/kg
式中— 实际烟气量，— 过量空气系数
— 理论空气量，式中— 每年烟气排放量,。
经计算，张家口市桥西区全年烟气排放量如表7。
表7张家口市桥西区全年烟气排放量×108m3/y
7.42 堡子里
6.53 大镜门
5.37 明德北
33.09 明德南
4.19 南营房
0.70 武城街商业区
9.68 新华街
66.98 合计
4.3SO2排放量计算[7]
SO2排放量计算公式[7]为：
式中— 排放量，kg/y
— 年耗煤量，kg/y
— 煤中收到基含硫量，桥西区用Ⅱ号烟煤故取1.94%
— 的脱硫效率，分散供热时为0
计算时，大型热电厂按除尘效率95.8%，脱硫效率60%，煤含硫量1.94%计算；6t/h及其以上燃煤锅炉按除尘效率85%，脱硫效率45%，煤含硫量1.94%计算；小于等于6t/h燃煤锅炉按除尘效率70%，不脱硫，煤含硫量1.94%计算。经计算，张家口市全年 排放量如表8。
表8张家口市桥西区全年 排放量×106kg/y
2.82 堡子里
3.12 大镜门
2.04 明德北
12.57 明德南
1.59 南营房
0.26 武城街商业区
4.33 新华街
26.73 合计
5与集中供热的对比
计算统计结果表明张家口市桥西区全年热负荷大约为84.46×105GJ/y，所消耗的煤量约为88.96×107kg/y，全年烟气排放量大为66.98×108m3/y，烟尘排放量为58.01×106kg/y，排放量大致为26.73×106kg/y，耗电量为30.45×106。
若采用集中供热，在满足现有热负荷的前提下，对供热锅炉房[8]进行设计：选择型号为DHL58-2.45/180/110-A、热功率为58MW的锅炉5台，选择型号为IRG350-300-630A功率为630KW的循环水泵7台(6用1备)，型号为ISF200-315(Ⅰ)、功率为55KW的补水泵5台（4用1备），型号为G4-73No16D、功率为185KW的鼓风机5台，型号为Y4-73No18D、功率为280KW的引风机5台，选用5台HNPSC系列内外喷淋式麻石水膜除尘器运行后，能源消耗及污染物排放量如表9。
表9张家口市桥西区分散与集中供热的数据对比
供热方式 分散供热集中供热
88.96 58.67 年耗煤量×107kg/y
66.98 46.35 年烟气排放量×108m3/y
58.01 1.48 年烟尘排放量×106kg/y
26.73 5.38 年SO2排放量×106kg/y
30.45 27.44 年耗电量×106kwh
两组数据对比的柱形图如图3：
从表9及图3可以看出，改用集中供热后，每年将节省用煤量30.29×107kg，占集中供热前年用煤量的34.05%；每年节约用电量为3.01×106，占集中供热前的9.89%；每年烟气排放量减少20.63×108m3，占集中供热前的30.8%；每年烟尘排放量将减少56.53×106kg，占集中供热前的97.45%；每年 的排放量将减少21.35×106kg，占集中供热前的79.87%。
从以上分析可以看出，集中供热项目实施后，由于用大型锅炉替代了小锅炉，燃烧效率提高，可以减少煤炭消耗，减轻交通运输压力，减少大气环境污染，改善居民生活环境，提高人民健康生活水平。社会效益，环境效益及经济效益显著。桥西区集中供热项目的实施，是利国利民，造福市民的民心工程。将为拉动经济增长，实现节能减排和三年大变样目标作出很大贡献。
6总结
本调研报告涵盖了张家口市桥西区供热现状的各项数据，并在计算后得到该地区的年热负荷、年耗煤量、年耗电量、年烟气排放量、年烟尘排放量、年 排放量。
通过与分散供热的各项数据比较，可以看出采用集中供热后可以节省相当于原年耗煤量34.05%的煤量和原年耗电量9.89%的电量，这在很大程度上节省了能源的消耗，并大幅度降低了供暖的成本。同时烟气排放量减少到原来的69.2%，烟尘排放量、排放量分别减少到原来的2.55%和20.13%，这些环境污染物的大幅度减少可以有效的改善环境质量，为保护人们的健康起到重要作用。
目前本调研报告得到了张家口桥西区政府的肯定，被张家口桥西区城市集中供热工程所采用。本报告给桥西区政府做集中供热规划提供了重要的原始数据，支撑其整个设计方案，为本地区集中供热工程的实现奠定了坚实的基础。
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