基于生命周期成本理论的电锅炉供暖方案优选方法研究

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1、基于生命周期成本理论的电锅炉供暖方案优选方法研究　　摘要：为了分析电锅炉供暖系统的经济性，建立了寿命周期成本计算模型，以寿命周期成本最小为决策准则，优选电锅炉供暖方案。并阐述了电锅炉供暖系统成本计算的方法。算例分析表明全蓄热供暖系统的寿命周期成本最低，当采用电锅炉作为供暖热源时宜采用全蓄热供暖系统供暖。　　关键词：电锅炉；供暖；全生命周期成本；运行模式　　引言　　随着社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，消费水平和消费能力不断增强，这就要求提供更多更好的商品，而这是以能源消费为基础的。我国的能源现状决定了以化石能源消耗为主的能源消费结构，

2、这造成了严重环境污染，有资料指出，严重的雾霾天气主要是由于化石能源消耗引起的。需要寻求以清洁能源代替化石能源的能源消费方式是治理环境污染的有效手段，因此，提出了电能替代的解决方案[1]。　　我国现阶段冬季采暖要消耗大量的煤炭，排放的大量的污染物。作为电能替代的一个方面，用电采暖取代燃煤取暖是可行的方向。电采暖的类型很多，有电暖气、电热膜、电锅炉等。电锅炉采暖具有清洁、高效、结构简单等特点，具有推广价值。但是由于现阶段电锅炉采暖的初投资和运行成本都比较高，给推广带来一定的困难，这就需要优化热源方案和运行参数以降低投资运行成本。为电锅炉供暖系统设

3、计一套合理的评价方法，对优化投资决策、降低投资运行成本具有相??重要的意义。　　1寿命周期成本评价模型的建立　　电锅炉供暖是一个庞大的系统，其初投资是巨大的，在传统的设计思想指导下，供暖设计人员主要考虑减小一次性投资，这样运行和维护费用将加大。同时，在电锅炉供暖技术不断向前发展的过程中，人们也在不断的寻求节能和途径和降低运行成本的方法，相应的节能措施又会增加系统的初投资。因此，需要建立一个合理的方法对电锅炉供暖系统进行成本控制与技术评价。　　近年来工程设计人员采用各种经济评价方法对供暖热源系统进行评价，其中计算寿命周期成本（LifeCycle

4、Cost，简称LCC），被广泛应用[2]。LCC是指系统从诞生到报废过程中为实现其功能所支付的总费用。　　在使用效果相同的情况下，LCC、EUAC、Ci越小，系统的经济效益越高。文章针对采用电锅炉为热源的供暖系统进行分析，分别分析直热供暖系统、采用全谷电（8h）蓄热供暖系统、采用谷电（8h）+平电（2h）蓄热供暖系统的寿命周期成本，以寿命周期成本最小为决策准则，优选供热方案。　　2成本分析　　2.1初投资分析　　初投资为电锅炉供暖系统各部分投资之和，包括基本设备费和安装费。基本设备主要是指锅炉、水泵、管网、增加设备用房、变配电设备等主辅助设备

5、；安装费主要包括设备的装配费和调试费。　　（1）锅炉的初投资　　电锅炉的初投资可以根据设计热负荷来确定锅炉的规格与台数，根据市场上锅炉的品牌、规格与台数来确定锅炉的初投资。　　供暖电锅炉系统形式不同，容量的选择也不相同，直热式电锅炉供暖系统运行，部分峰谷时段，根据温度需要随时开启电锅炉取暖。　　（3）管道初投资　　其中，Mpi为第i段管道单位管长投资额，元/m；Li为第i段管道长度，m。　　供暖管网的材质一般采用无缝钢管，管径的选取都是以离散管径计算，取相近的管径规格。单位管长各种管径的投资额是根据《城市基础设施工程投资估算指标》和预算定额标

6、准，综合热力管道市场价格，并考虑阀门、吊架等水系统附件投资和水系统安装成本的改变得到的。　　供暖系统在热量输送过程造成很大的热量损失，保温层的厚度直接关系到供暖系统的运行成本，同时也对管网造价造成影响。根据管道管径、保温层厚度等参数，可以得到管道保温材料的投资成本。　　3计算实例　　通过实例计算，分析电锅炉供暖在不同的供暖运行模式、不同的供暖面积、不同的设备使用年限下的投资成本、运行成本，以及寿命周期成本。　　3.1不同电锅炉供暖运行模式成本分析　　当电锅炉选择不同的运行模式时，直热电锅炉与蓄热电锅炉，蓄热电锅炉蓄热时间的不同，投资和运行成本

7、都不相同。文章分别对直热电锅炉供暖系统、蓄热电锅炉供暖系统蓄热时间为8h和10h的成本进行分析。　　分析以一个10万m2的居民建筑为基准。取采暖期180天，根据GJJ34-90《城市热力网设计规范》的建筑物采暖热指标，居民住宅的采暖热指标推荐值为58-64W/m2，文章取58W/m2。电锅炉的热效率取95%。根据计算水泵的流量、扬程分别为200m3/h，30mH2O，水泵的功率为18kW。供暖管网选管径为DN600、管网长度500m。　　（1）系统的初投资　　锅炉的购置成本按361.2元/kW、蓄热水箱的购置成本按2336.1元/m3，水泵购

8、置成本按3445.2元/kW，配电成本按500元/kW计算。设备的安装费率取35%。各方案的初投资成本见表1。　　（2）系统的运行成本　　如果某一地区的电价政策实行