燃气供热的现状与展望
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1 燃气供热 发展 的现状
随着我国对环境保护的重视，城市燃料结构以煤为主并采取以热电厂和区域锅炉房供热的集中供热方式受到了挑战；热电厂高空排放有利于改善供热地区的排放浓度，但其总排放量包括发电用煤将超过采暖用煤的排放总量，因此，必须以清洁能源供替煤炭，以减少污染物的排放量，达到国家要求的环境标准。在此形势下燃气供热得到了迅速发展，主要表现如下。
1.1 集中供热燃煤锅炉房的改造
北京市集中供热锅炉房的概况见表1。 目前 大部分已由燃煤改为燃气。据1998年统计，北京市已有427户燃煤锅炉改为燃气，容量为2310蒸吨。
（t/h） 集中锅炉房个数 96年底供热面积
（万m 2 ） 40 8 714 35 6 368 20 38 1436 15 3 108 10 52 902 107 3528
以方庄供热厂(10台29MW热水锅炉)和左家庄供热厂(2台35t/h中压蒸汽锅炉和12台29MW热水锅炉)改造后的测试数据说明燃气后的环保效益及节能效益。锅炉热效率从燃煤75％提高到90.6％，改造后每年可减少粉尘排放量1300吨，SO 2 6400吨，废渣6万吨，废水40万吨，排放NOx一般在100ppm内。左热厂供热成本从燃煤的30.36元/GJ上升到燃气的74元/GJ，方庄从41.77元/GJ上升到89.5元/GJ,天然气价格约是煤炭价格的3.5倍是造成成本上升的主要原因。全部改造的投资约8000万元，其中锅炉本体改造2800万元(包括炉底改造)；进口燃烧器系统2100万元(包括进口税)；仪表控制系统910万元(包括DCS系统改造)；风机等附机系统和附属设施2000万元。改造后两厂提高了供热能力116MW。
1.2 壁挂式燃气两用炉
这种采暖方式的主要优点是洁净，产生污染物少；节能，约可节省7％左右的热能舒适，用户可根据需要自行调节；简单，将集中供热计量 问题 简化为燃气计量。近年来，全国约有250万m 2 ～300万m 2 住宅建筑采用了这种采暖方式。其中北京市约100万m 2 ，秦皇岛20万m 2 ，天津30万m 2 ，哈尔滨10万m 2 ，长春10万m 2 ，廊坊30万m 2 ，乌鲁木齐、石河子约10万m 2 ，西安、咸阳、宝鸡约20万m 2 ，青岛10万m 2 ，济南10万m 2 ，烟台10万m 2 等。北京市城建集团为了解壁挂式燃气两用炉的采暖效果及 经济 性，设备的安全性，系统供热能力，对燃气两用炉进行了一个采暖期的测试。测试结果说明：经济性，在燃气维持现行价格的条件下，采暖费用和目前集中供热比，至少可做到持平；安全性，无人值守自动运行，运行稳定可靠，一旦发生停气、停水、停电等突发事故，采暖炉的安全保护装置立即起到保护系统安全的作用；生活热水的 影响 ，采暖时合理安排使用生活热水，对室温产生的影响可以接受。
1.3 中央供热机组和燃气热水锅炉
中央供热机组(采暖、生活热水)是酒店、餐厅、写字楼、公寓的供热设施，单台容量从0.116MW至4.187MW。燃气热水锅炉(采暖、生活热水)是楼栋或几个楼栋的分散供热设施，单台容量从0.35MW至10.5MW。由于上述设备以天然气或油作为能源，热效率大约等于90％，废气、烟尘排放符合国家一类地区标准，采用智能控制系统，无需专人值守，深受用户欢迎，市场份额逐渐扩大。
1.4 燃气、蒸汽联合循环热电冷三联供系统
这种系统的热效率为50％以上，具有启停灵活、启动成功率高、调峰范围广等特点，单位千瓦造价可节省投资1/3，建设工期短1/2，占地减少1/2，耗水量减少2/3。今后，我国将会加快发展速度。
1.5 新技术、新设备的引进
包括天然气节能及 应用 技术，其中尤为高效的是低温燃气锅炉、冷凝式锅炉和密封式废热发电供热设备。控制技术及系统，使平均每产生1kWh的热量所排放的CO 2 不超过0.23kg，使供热设备的平均效率达到87％以上。燃烧技术及各种类型燃油和燃气压力通风燃烧器，低温热交换器等。
1.6 虽然天然气供热成本提高了，提高能效要增加投资，但为了使城市的天空变蓝，为了可持续发展，国家和一些城市仍采取优惠政策鼓励使用天然气等清洁能源。
2 燃气供热发展的背景
从90年代以来，在以下因素的作用下，促进了我国燃气供热的发展。
2.1 环境保护政策
我国城市环境问题主要是燃煤引起的。如北京市年用煤量达2800万吨，约占总用能量的75％，空气呈现为典型的煤烟型污染特征，大气中SO 2 的90％来自于燃煤，采暖期用煤增加，SO 2 浓度从非采暖期的30～40μg/m 3 ，猛增至标准的3.5倍，总悬浮颗粒物2/3来源于烟尘。世界许多大城市的经验表明，改善大气污染状况的根本途径是改变燃料结构。用天然气供热对改善大气质量有明显的效益。煤、油和燃气的燃烧排放量见表2。
的煤炭 燃烧（1吨油当量）
的天然气 CO 2 3100 4800 2300 SO 2 20（含8%未脱） 6（煤中含1%硫80%已脱除） 0 NO x 6（ 工业 用） 11（工业用） 4（工业用） CO 6～30 4.52 0.53 未燃烃 0.5 0.3 0.045 灰 0 220 0 飞灰 0 1.4 0
从表2可知，燃烧天然气不排放SO 2 ，并比燃煤减少氮氧化合物45％，减少CO 2 52％；比燃油减少氮氧化合物63％，减少CO 2 26％。按照国际上采用的成本效率 分析 法，即把大气污染浓度或总排放量降到指标水平的成本最低分析 方法 ，发展天然气供热是一个可选择的最佳方案。
2.2 能源政策
能源生产、消费方式对设备耗能和能效有很大的影响。如大、中型燃煤锅炉房平均运行热效率约为75％；电厂热效率约为33％，供热效率约为83.7％，能源转换总效率约为38％；燃天然气锅炉热效率一般约为85％以上。由此可见，天然气供热方式具有明显的节能效益。
2.3 建筑节能法
实施《民用建筑节能设计标准》后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，结果是大幅度地降低了天然气供热方式的年运行费用，增加了天然气供热方式与集中燃煤供热采暖方式的竞争能力。
3 天然气供热技术发展的展望
3.1 燃天然气锅炉的发展
欧洲，在民用、商业和工业中，经常使用的燃天然气锅炉分为三类：标准锅炉，低温锅炉和冷凝锅炉(见图1)。主要区别见表3。
根据欧洲标准，最大供热量为100kW标准锅炉的热效率，当供水温度为70℃时应大于88％；30％部分负荷时的热效率应为86％，此时相应的供水温度为50℃。在低温锅炉内，设有专门的加热表面，防止烟气冷凝。100kW低温锅炉，满负荷且供水温度为70℃时，热效率为90.5％；在30％部分负荷且供水温度为40℃时，效率亦为90.5％。这就说明：在整个采暖期内，锅炉热效率维持不变，这是一项重要的经济指标。在冷凝锅炉内安装有由铝、硅、不锈钢或其他不腐蚀材料制成的热交换器，在热交换器中冷却燃烧气体直到冷凝热释放出来并被供热系统利用，由于这种锅炉能利用烟道中水蒸汽所含的冷凝热，因此，热效率能够提高到105％以上。