电锅炉供热热源改造的经济性分析

电锅炉供热热源改造的经济性分析

吴鸿霈

天津中燃船舶燃料有限公司  天津 300461

摘要：随着时代的发展，当前我国的科学技术已经达到了比较发达的水平，在能源供应领域，对热源进行改造以提升能源的安全性与稳定性已经成为了大多数企业在面对能源问题时的重要选择。本文通过对相关文献进行查阅，以某单位的空调系统改造为主要研究对象，对其改造的经济情况进行综合分析，希望本文的研究内容能够为相关工程改造提供一定理论指导。

关键词：电锅炉；供热热源改造；经济性分析

前言：在上世纪90年代左右，我国正处在城镇化建设初期，在全国各地均进行了大量的建筑建设，但是由于技术限制，这些建筑在硬件条件上往往无法与当前新建的建筑相提并论，特别是在采暖系统上，大多使用传统供热热源进行热力供应，费用方面普遍较为昂贵。同时，由于外墙保温系统的缺失，其供热质量也相对较差，因此，对其供热热源进行改造是非常必要的，本文以某单位的电锅炉供热热源改造为例，着重对其经济性进行深入分析。

1.案例概况

1.1工程概况

本项目为某船舶燃料有限公司空调系统改造，该项目地理位置位于某市滨海新区，建筑建设于90年代，总层数为6层，长期作为办公、消防宿舍使用，外墙没有设置相应的保温层，本文的主要研究对象为该建筑的空调系统[1]。

1.2热源现状

该建筑的空调系统采用传统方式建设完成，当前该建筑空调的主要供热方式为，市政蒸汽经过换热站换成热水，供给末端采暖，该建筑空调的供冷方式为分体空调，该建筑采暖末端采用四柱铸铁暖气片。

该建筑的供暖需求为，工作时间保证10小时的常规供暖，夜间供暖要求稍有降低，但也需要保证整个楼层在特定温度以上。同时，消防宿舍楼存在一定的特殊要求，即全天24小时均应当进行供暖。

该建筑的现有系统能耗为：（1）2015年，包括蒸汽费用135万元以及人工费用60万元，总计198万元；（2）2016年，包括蒸汽费用141万元以及人工费用60万元，总计201万元；（3）2017年，包括蒸汽费用165万元以及人工费用60万元，总计225万元。综合来看，近年来，该建筑的人工费用并没有发生比较明显的变化，但是蒸汽费用出现了比较明显的逐年上升趋势，为了降低逐渐上升的蒸汽费用压力，该建筑所在单位决定对其热源供应进行改造。

2.供热方式分析

在当前时代背景下，主要存在传统市政供热、热点蓄热两种供热方式。

热电蓄热方式具体设备为谷电利用相变蓄热装置，该设备在谷电时，能够对热量进行吸收，固态相变蓄能量收到热量，通过融化吸热转化为液态相变蓄能材料，实现耗电蓄热。其次，峰电时能够放出所积蓄的热量为相关设备提供供暖，液态相变蓄能材料凝固放热转化为固态相变蓄能料[2]。

该设备在实践中主要具备以下几点优势：（1）寿命长。根据相关数据显示，相关蓄能材料在运行5000次以上并没有出现比较明显的衰减现象；（2）能量密度高。与水的储热密度相比，相变储能材料的储能密度大约在5-20倍左右的水平。（3）导热性能高。与传统的有机材料相比，相变储能材料的导热系数相对较高，根据相关数据显示，一般在4-5倍左右。（4）模块化程度高。该设备主要是通过多个模块共同发挥效果，便于进行运输与使用。

与传统供热市政供热系统相比，其优势主要表现在以下几个方面：（1）热源可控性方面。在此方面，传统市政供热系统无法保证热源供应量，可控性相对较差，在整体电力负荷紧张的情况下，为了保证重点单位、居民的供热需求，普遍会减少对普通办公楼的供应。与之相比，相变蓄热系统的可控性相对较强，能够在供热高峰期依旧保证本楼宇供热的稳定性，一般不会出现供暖量不足的情况[3]。（2）时间可控性。在此方面，传统市政供热系统属于典型的统一供热，在特定时期开启与关闭，无法根据需求进行供热时间的灵活调整。与之相比，相变蓄热系统的可控性相对较强，能够根据需求随时开启、关闭供热系统。（3）负载率。在此方面，传统市政供热系统属于典型的统一供热，存在全供暖季节满负载供热运行，无法根据供暖需求对热量进行调整，在实践中很容易产生大量浪费。与之相比，相变蓄热系统的可控性相对较强，能够根据需求对热源供应进行适当调整，能够在一定程度上解决大量资源。（4）安全性。在此方面，传统市政供热系统需要依靠燃气锅炉为热源，系统有压力，存在一定的爆炸风险，在实际操作过程中对于技术人员存在较高的专业水平要求。与之相比，相变蓄热系统的人员为常压电锅炉，系统无压力，不存在爆炸风险，安全系数相对较高，出现安全风险事故的概率相对较小。

2.热源改造方案

2.1相关参数分析

根据分析，当地室外温度约为-11℃左右，室内空调设计参数根据季节的不同存在一定区别，冬季温度为20±2℃、夏季温度为26±2℃。同时，办公室+消防宿舍的总热负荷为1000KW。

2.2热源改造的具体方案

在上述内容基础上，相关单位选择采用热电蓄热（暖电）方式进行非全方位改造，保留原有的末端结构，仅对热源侧进行改造。根据综合计算，如果想要保证最低配电功率，相关单位最少需要配备20台暖电设备，425kW的电锅炉，15kW的水泵×2，综合配电功率数值为455kW，能够满足本单位1000kW的总配电功率

[4]。

同时，为了保证计算的准确性，本文在供电局1-10kv的电价范围基础上分别加0.18元/千瓦时进行计算，最终通过计算得出的运行费用约为66万元。其次，按照1.05元/千瓦时的常规电价进行分析，最终计算得到的运行费用约为78万元。同时，整个热电蓄热（暖电）系统的建设费用是固定的，预计在350万元人民币左右，

在运行成本方面，乙方所给出的价格为：（1）在设备安装完成之后的0-6年，每年收取90万元人民币的服务费用；（2）在设备安装完成之后的7-10年，每年收取70万元人民币的服务费用；（3）在设备安装完成之后的10年之后，每年收取50万元人民币的服务费用。

以综合费用相对较高的固定电价计算方式为例，并按照上述常规热源三年的平均支出148万元为对比对象，在安装新热源12年的时间范围内，相关单位在累计需要支出1856万元人民币，相比于传统热力运行而言，节省的经济成本数额为640万元人民币，即使加上固定投资350万元，也能够节省290万元人民币的热力支出经济成本。如果选择以综合成本相对较低的有峰谷电价进行计算，其节省的经济成本更高，12年预计能够节省928万元人民币。同时，节省的数额随着使用时间的增加也会进一步增多[5]。

结论：纵观全文，相比于传统的市政集中供热热源而言，电锅炉供热热源在实践中具备非常明显的优势，如控制智能化、占地面积小、总价低、环保等诸多优势，能够在满足国家可持续发展要求的基础上有效节省相关单位的经济支出，具备一定的应用价值。

参考文献：

[1]张敬轩,陈洁,徐泽鹏.基于电锅炉与储热装置协调供热的弃风消纳调度模型研究[J].现代电子技术,2022,45(21):103-108.

[2]武艳丽,付俊华,梁征,林方,王飞.严寒地区超低能耗建筑采用蓄热电锅炉与超低温空气源热泵联合供热探讨[J].建筑技术,2022,53(10):1337-1339.

[3]刘帅帅. 电锅炉辅助空气源热泵供热系统运行模式研究[D].河北建筑工程学院,2022.

[4]赵延博. 电锅炉水蓄热供热系统热源指标评价体系建立研究[D].河北建筑工程学院,2022.

[5]刘帅帅,刘洋,薛可历,杨艺伟,陈璟,许慧萱.电锅炉辅助空气源热泵供热系统的运行优化分析[J].集成电路应用,2022,39(04):90-93.