燃气锅炉初投资及运行费用成本分析

某商务园区地源热泵与燃气锅炉运行成本对比分析摘要针对某商务园区多能互补项目中的地源热泵和燃气真空热水锅炉运行工况进行监测，重点研究了地源热泵和燃气真空热水锅炉在输出单位吉焦热量时成本的对比，以此为基础，确定了该项目最经济的运行模式。

关键词地源热泵燃气真空热水锅炉锅炉效率热泵COP 经济性对比0 引言近年来在国家节能减排的号召下，地源热泵技术由于其同时具备节能、高效且对环境友好的优势，越来越受到人们的重视[1-5]。

北京市昌平区某商务园区多能互补项目中就设置了地源热泵和燃气真空热水锅炉两种热源，本文以该项目中的地源热泵和燃气真空热水锅炉为研究对象，通过对比两种热源在不同时间段输出同样热量的情况下的成本，确定了不同时段的成本最低的运行方式，为项目的节能增效提供了合理的建议。

1 项目概况该商务园区总建筑面积为241244 m2，设计供能面积169400 m2，其中办公、商业、气候中厅（气候缓冲区）供能面积119400 m2，商品房、公租房供能面积50000 m2。

该项目为冷热两联供项目，主要供能系统包括螺杆式地源热泵机组2台、离心式电制冷机组3台、燃气真空热水锅炉2台，另配置附属冷却塔、循环水泵、板式换热器及连接管道等用于供应园区内冷、热负荷。

该项目中地源热泵名义制热输入功率为327.9 kW，名义制热量为1354.4 kW，额定COP为4.13；燃气热水锅炉额定供热量为4900 kW，额定负荷热效率94%。

该项目目前实际运行中，供冷季时，优先采用地源热泵运行提供供冷负荷，电制冷作为补充；地源热泵排热存入地下土壤中，冬季供热提供免费的热源；供热季时，根据制热成本，当地源热泵成本低于燃气锅炉时优先采用热泵运行提供供热负荷，燃气锅炉承担剩余负荷；当地源热泵成本高于燃气锅炉时仅采用燃气锅炉供热。

2 经济性对比分析必要性由于燃气锅炉使用天然气作为能源供热，而地源热泵使用电能作为能源供热，两者的供热成本必然不同。

电锅炉推广经济性分析案例1经济分析方法拟定集中式电锅炉不同技术方案，编制典型案例，考虑初投资和年运行成本，以年费用为综合指标，与天燃气锅炉进行经济性比较，年费用低者经济性更优。

年费用计算式为：AC＝I×i×（1＋i）N/〔（1＋i）N－1〕＋C其中，AC——年费用；I——初投资；i——折现率；C——年运行成本。

年供热运行成本计算式如下：C=D×H/（V×η）×P其中：C——年供热运行成本；D——运行天数；H——日均供热量；V——燃料热值；η——锅炉效率；P——燃料价格。

鉴于人力成本和维修成本具有较强的地域性，故在案例计算中，不考虑人力成本和维修成本；电力增容及配网改造和燃气管道敷设产生费用与具体工程建设条件密切相关，因此在典型案例计算中不考虑。

2典型分析范例常见清洁能源锅炉系统包括电锅炉直供系统、电锅炉蓄热供热系统和燃气锅炉供热系统。

鉴于这三种系统可适用于不同的供热规模，故宜建立典型供热范例，针对不同技术类型分别拟定技术方案，与燃气锅炉系统进行经济性比较。

为确保典型案例分析的覆盖性，选择天然气价格较高的上海和较低的新疆分别进行计算。

典型范例主要边界条件如下：●设计热负荷：1400kW●项目性质为办公楼，正常供热时间设定为08:00～18:00，共10小时●采暖期的最大单日供热需求量：9100kWh●采暖期平均单日供热需求量：5915kWh在满足上述供热需求的情况下，拟定热产品为热水和蒸汽两类共5种类型锅炉系统的技术方案如下：（1）电锅炉蓄热供热系统最大单日供热需求量在谷电8小时内全部蓄热完毕。

国内组装常压电热水锅炉的热效率取98％，则小时装机功率为1160kW，故配置2台储热功率为520kW的电热水锅炉，并配置有效蓄热容积为174m3（供回水温差取45℃）的常压蓄热水箱。

系统寿命周期为25年。

（2）电锅炉直供热水系统最大小时供热负荷1400kW，按照热效率98%计算，小时装机功率为1428kW，则配置两台720kW的电锅炉。

随着环保力度的加大，燃煤锅炉逐渐被取缔，燃气锅炉作为一种高效、节能、环保的产品被广泛使用。

燃气锅炉的热效率和运行成本是很多客户会优先考虑的。

作为一种工业设备，锅炉热效率越高，就可以有效降低锅炉的运行成本。

一般来说，燃气蒸汽锅炉的运行成本主要包含燃料费用、电费、水费、人工费、日常维护费用。

下面，以2吨燃气蒸汽锅炉为例，为大家介绍锅炉运行成本。

1、燃料费用2吨燃气蒸汽锅炉额定蒸发量为2t/h，耗气量一小时为140-150立方，取145立方来计算，天然气价格各地区不一样，取3元/m³。

燃气费用为:145*3=435元/小时香料厂2吨燃气蒸汽锅炉运行现场2、电费2吨燃气蒸汽锅炉的主要用电部分为燃烧器和水泵，其他的都是弱电，电机总功率约为33Kw。

在锅炉正常使用过程中，用电功率是满负荷功率的0.65倍，计算用电功率为:33KwX0.65=21.45Kw,按照电费1元/度来计算。

用电费用为:21.45Kw*1=21.45元/小时3、水费2吨燃气蒸汽锅炉，正常使用过程中，一小时出2吨蒸气大概需要2.2吨的水，按照水价3元/吨来计算用水费用为: 2.2*3=6.6元/小时4、人工费用燃气蒸汽锅炉为全自动锅护，只需要工人来回巡查就可以。

一个巡查员一个月工作30天，一天工作8个小时，一个月工资3000元来计算的话一小时的人工成本为: 3000÷30÷8=12.5元/小时5、维护费用燃气蒸汽锅炉运行稳定，故障率非常低，维护成本也相对较低。

一台2吨的燃气蒸汽锅炉一年维护成本费用约为12000元，按照一年365天，一天24小时来计算一个小时的维护成本为: 12000÷365÷24=1.37元/小时据以上数据，可估算出一台2吨燃气蒸汽锅炉一小时的运行成本约为:435+21.45+6.6+12.5+1.37=496.92元/小时在此，远大锅炉建议客户，在选择燃气锅炉时，要做综合考量，分析锅炉的热效率、运行成本、前期及后期投资成本等，选择节能高效的锅炉产品。

关于采用燃气锅炉供热的调研报告一、项目政策背景为推动绿色转型，促进社会经济发展，太原市委九届七次全会提出，“十二五”期间，太原市要建成全国一流省会城市，其中一项重要内容是打造“蓝天白云”之城。

为此，要加快城中村改造步伐，大力推进集中供热工程，加快热源、热网建设，用二到三年时间实现以热电联产加电厂内改造冷凝热供热为主，大型热源厂为辅，充分利用工业余热、燃（煤层）气、污水源热泵、电、太阳能、油等方式供热为重要补充的集中供热全覆盖。

二、目前太原市供热概况及发展趋势太原市建筑总面积现为9976万平方米，主要由太原市热力公司、城北热力公司、6家大型区域供热企业及清洁能源供热，总供热能力为7003万平方米，已实现供热6350万平方米，占建筑总面积的63.65%。

2011年和2012年太原市新增供热面积均为800万平方米，到2011年底供热总建筑面积将达到10776万平方米，到2012年年底供热总建筑面积将达到11576万平方米，届时将有4573万平方米缺口的现状建筑需要建设新的热源来解决。

1、目前太原市主要热源情况：（1）太原市热力公司设计供热能力4810万平方米，已实现供热面积4687万平方米。

主要由太原第一热电厂、太原第二热电厂、东山煤矿热源厂、城南大型热源厂及城西调峰热源厂组成。

（2）城北热力公司设计供热能力800万平方米，已实现供热面积425万平方米。

为太钢以工业余热及自备电厂供热。

（3）六家较大型区域供热企业设计供热能力为1165万平方米，已实现供热面积1010万平方米。

主要由西山综合电厂、小店热源厂、高新技术开发区大型锅炉房、经济技术开发区大型锅炉房、太原重型机器厂、民营区大型锅炉房组成。

（4）煤气、燃油、电力等清洁能源实现供热面积228万平方米。

（5）分散的中小型锅炉及153个城中村小炉灶供热面积3626万平方米。

根据《太原市清洁环保（绿色）供热两至三年全覆盖实施方案（调整）》报告，我公司如果进入供热行业，只能是结合“气化山西”实施方案，对集中供热主管网延伸困难的城中村采用小型燃气采热，作为热力公司集中供热的有效补充。

煤气发生炉煤气和天然气的经济性分析**港华燃气有限公司一、总论随着社会经济的发展和人民生活水平的提高～人们对环境质量的要求也进一步提高。

鼓励使用清洁能源。

在国家产业政策指导下～使用清洁的天然气作为燃料是大势所趋和势在必行的。

取缔“高耗能、高污染”的一个重要原因就是以煤为直接燃料而造成的成本的浪费和治理的困难。

煤的热能利用率低和燃烧产物的复杂性是造成这种现象的根本之所在。

煤气中硫的含量相当的高～硫对产品和人体的危害很大。

煤气成分的不确定也造成了其热值的波动～从而给温度控制和产品质量造成了一定的影响。

天然气以其组成稳定、热值高、其产物对环境没有危害～而被称为最洁净的能源之一。

天然气素有绿色能源之称～是清洁高效的优质燃料。

工业使用天然气作为燃料～可以减少对城市的环境污染～提高城市的整体水平。

为了减少环境污染～国家相关部委颁布了许多鼓励使用天然气的政策～制定了发展天然气事业的规划。

二、天然气和发生炉煤气的宏观比较天然气和发生炉煤气都可作为锅炉、窑炉的燃料～但两者在性能上是有一定差别的～仅从以下几点予以比较:1、物化性质比较1,热值3天然气的热值为8854kcal/m,西气东输气质～后附气质报告,,33煤气发生炉煤气热值约为1400kcal/m。

即1m天然气相3当于6.32m发生炉煤气。

2, 毒性天然气的主要成分为CH,93%以上,～CH无毒～对人体44没有危害～而且密度比空气小得多～极易向上扩散。

即使发生泄漏也不易聚集、发生危险。

而发生炉煤气的主要成分发2是CO、H、N,其中CO的毒性很大～而且无色无味～不易扩22散。

达到一定浓度后～人一旦吸入～轻者发生头痛、反应迟钝、昏厥～重者有发生窒息的危险。

并且其平均密度和空气很相近～极易发生聚集达到爆炸极限而发生爆炸。

由于煤中硫的含量相当的高～其生成的煤气中必然含有一定量的含硫化合物如HS、SO等～对长期从事发生炉操作2,的工人的健康有相当大的危害。

另外煤中大分子有机化合物含量较高～在制气的同时会挥发出如笨、甲苯、萘、蒽等一系列致癌物质～对长期在其环境下的工人的健康有很大危害。

天然气锅炉一年运行成本根据费用投入时间的不同，天然气锅炉的费用主要包含前期采购费用和后期的运行费用，也就是天然气锅炉运行成本。

天然气锅炉运行成本主要包含燃料费用，电费，水费，人工费，日常维护费用，锅炉房基建投资和管道建设成本。

以6吨天然气锅炉为例，简单介绍天然气锅炉运行成本。

1、燃气成本6吨燃气蒸汽锅炉额定出蒸汽量6吨每小时，取最大用气量70立方计算燃气成本为：6*70*2.77= 1163.4元/小时2、用电成本6吨燃气蒸汽锅炉主要用电部分为燃烧器和水泵，其他的都是弱电，燃烧器功率为8kw ，水泵功率为7.5kw，其他弱电2kw计算用电功率为（ 8kw+7.5kw+2kw）*0.65=11.37kw 电费1元/度用电费用为11.37kw*1=11.37元/小时3、用水成本4吨蒸汽锅炉一个小时能使6吨的水变成6吨的蒸汽用水费用为 6*1.1*3.6=23.76元/小时4、人工成本燃气蒸汽锅炉为全自动锅炉，只需要人工来回巡查就行，两班倒，一个巡查员一月按照3000元的工资计算，一天工作12小时，一个小时的成本为 3000*2人次/30天/24小时=8.33元/小时5、维护成本天然气锅炉全自动锅炉，故障率非常低，维护成本也非常低，一台4吨的燃气蒸汽锅一年8000的维护成本费用；一台6吨的燃气蒸汽锅一年10000的维护成本费用。

一年按照365天，一天24小时，一个小时的维护成本估算6吨燃气蒸汽锅炉维修费用为10000/365天/24小时=1.14元/小时6、锅炉造价及安装费成本6吨燃气蒸汽锅炉厂家报价458500元（含税，含运费），本地安装调试报检验收费用95000元，按15年使用周期计算（458500+95000）/15年/365天/24小时=4.21 元/小时7、锅炉房基建投资图纸规划中计划使用土地26m*17m=442㎡厂家按3台锅炉使用面积预估：L=16m，W=15m,H=7m计划建筑面积为16m*15m=240 ㎡，厂房折旧按20年计算3000元/㎡* 240㎡=720000元720000/20年/365天/24小时=4.11 元/小时8、管道建设成本从规划天然气锅炉区域引蒸汽管至生产车间分汽阀门，估算直线距离不低于105米。

燃煤锅炉改燃气锅炉综合经济分析一、直接经济比较：一般我们看到的是煤的价格比天然气便宜，原煤的低位发热值为5000大卡/公斤，目前大约1200/吨，1.20元/公斤；而天然气的低位发热值为8600大卡/立方,目前萧山区的非居民用户单价是4元/立方；直接比较，产生相同热量煤与天然气所需花费金额比约为1：2。

所以燃气锅炉运行成本远远高于燃煤锅炉，成本大约增加了一倍。

其实上述观点是完全错误的：1、首先，上述观点忽视了锅炉热效率因素，即室燃型的燃气锅炉的热效率要远高于以层燃型为主的燃煤锅炉，以目前小型燃煤锅炉为例；实际运行时，各风室之间窜风，火焰不能集中在主燃区，使得前后拱无法发挥应有的作用，燃烧效率大幅度降低。

2、其次，是使用煤种与设计煤种往往不符，目前实际市场所供应的燃煤质量参差不齐，很难保证锅炉设计煤种要求，当使用热值及挥发份均高于设计煤种的燃煤时，易使煤层结焦，烧坏炉挡渣器、煤闸板等，而使用低于设计煤种的燃煤时，会使炉膛温度降低、火床缩短，锅炉出力及热效率远达不到要求。

这是造成锅炉热效率低的另一项重要原因；3、再次，燃煤锅炉因受热面积灰，影响传热，燃煤中的含有的硫，使得烟气露点升高，造成受热面积灰与腐蚀，其热效率可下降20%左右。

由于上述诸多原因，一般燃煤锅炉热效率仅为55%，管理状况差的锅炉甚至不到45%，导致大量的能耗损失。

燃气锅炉目前以中心室燃回流型湿背式锅炉为主。

免去了引风机，运行时炉胆内为正压燃烧，烟气流程仍为三回程，根据燃料与风量的比例关系进行自动调风，确保燃料充分燃烧；当烟气到达锅炉尾部烟道位置时，其可燃物含量接近于零，烟温也降至170℃以下。

不存在燃煤锅炉常见的布风不均、受热面积灰、烟气短路、使用非设计燃料等问题，所以热效率一般都在95%以上，有的甚至达到98%，这是燃煤锅炉根本无法比拟的。

所以仅考虑热效率单一因素计算，产生相同热量煤与天然气所需花费金额比约为3：4；即直接经济分析使用天然气比使用燃煤需增加支出三分之一左右。

集中供热和燃气锅炉热源的经济性对比采暖热源，有集中供热、燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉以及电采暖、地源热泵等多种热源形式。

经过多年行业内的实践积累，总费用由大到小依次为：电采暖，燃油锅炉，集中供热，燃气锅炉，地源热泵，燃煤锅炉。

当然，由于每种热源适应性不同，比较结果会有差异，例如地源热泵，不考虑地质情况而盲目采用，其费用可能会比集中供热还要高，甚至高于燃油炉。

赛德大厦能够选择的热源主要是集中供热，燃气锅炉和燃煤锅炉。

众所周知，长春市禁止市区内散煤炉采暖，因此热源只有集中供热和燃气锅炉这两种。

下面比较其经济性：一．关于赛德大厦的建筑面积问题赛德大厦的建筑面积，我这里得到三种：图纸查得面积，测绘面积和同事计算面积。

列表如下：（单位：㎡）赛德大厦建筑面积表按照建筑面积的权威性，建议选择使用测绘面积计算热费及初投资。

二．关于热费的收取问题1.收费标准：根据“长府发〔2008〕18号”文件，长春市工企和学校，采暖热收费标准执行建筑面积每平方米33元，层高超过3米的，每超高0.3米热价加收5%，层高达到6米(含6米)最高加价不超过50%。

层高超过6米的特殊用户，可由供热企业和热用户根据实际耗热情况协商议价。

商业建筑按建筑面积每平米36元收取。

2.根据赛德大厦的各层层高，计算各层热费。

为了便于计算，公建层高暂时按照5米计算，锅炉房暂时按照6米计算，雨棚暂时不计算。

列表如下：赛德大厦各层热费表三．关于采暖热负荷问题经查图，在“水暖总说明”图中查得采暖总热负荷为3795KW.根据<城市热力网设计规范>CJJ34-2002中的要求，商店的采暖热指标65-80W/㎡,采取节能措施后55-70W/㎡.也就是说，按照65W/㎡计算，大厦的热负荷估算值应为65*197399.30=12831KW.可见，施工图纸给出的采暖热负荷应为实际计算值，从整个围护结构看，散热面所占比例较小，该热负荷也是合理的。

锅炉施工图中设计为2台10T/H（每台7000KW）采暖炉，符合规范要求，也符合通常锅炉能够承担的采暖面积要求，但是与采暖总热负荷3795KW相比，非常保守。