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1、-1-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：ACIi（1i） N/（1i） N1 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=DH/（V ） 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； 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-2-关，因此在典型案例计算
2、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08:0018:00，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
3、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-3-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。系统寿命周期为 25 年。（3）电锅炉直供蒸汽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
4、 720kW 的电锅炉。系统寿命周期为 25 年。（4）燃气直供热水系统最大小时供热负荷 1400kW，配置两台 1.0t 的燃气锅炉系统。系统寿命周期为 20 年。（5）燃气直供蒸汽系统最大小时供热负荷 1400kW，配置两台 1.0t 的燃气锅炉系统。系统寿命周期为 20 年。案例一：采用上海地区燃气价格及销售电价，按照折现率 7%计算不同类型锅炉的年费用，三种电锅炉技术中电蓄热系统年费用最低，经济性最好；供应热水锅炉中，电蓄热系统经济性优于燃气锅炉，电热直供热水系统经济性劣于燃气锅炉；供应蒸汽锅炉中，电热直供蒸汽系统经济性劣于燃气锅炉。-4-供应热水 供应蒸汽序号 项目 电蓄热系统 电热
5、直供热水系统 燃气锅炉直供热水电热直供蒸汽系统燃气锅炉直供蒸汽一、运行费用1 设计平均供热量 设计平均单日供热需求量 5915kWh，供暖周期2 热效率 98% 98% 85% 98% 85%3 燃料热值 860kcal/kWh 860kcal/kWh 8400kcal/m3 860kcal/kWh 8400kcal/m34 燃料价格 低谷电价 0.35 元/kWh 白天平均电价 0.865 元/kWh 3.8 元/m 3 白天平均电价 0.865 元/kWh 3.8 元/m 35 平均单日运行费用（万元） 0.2113 0.5221 0.2707 0.5221 0.2707 6 年运行费用（
6、万元） 52.81 130.52 67.68 130.52 67.68 二、全寿命周期成本比较1 期初投资(万元) 157 66 70 75 742 投资年值 13.47 5.66 6.61 6.44 6.99 3 年费用 66.28 136.19 74.29 136.96 74.67 -5-案例二：采用新疆地区燃气价格及销售电价，按折现率 7%计算不同类型锅炉的年费用，三种电锅炉技术中电蓄热系统年费用最低，经济性最好；供应热水和供应蒸汽两类锅炉中，均以燃气锅炉经济性最好。供应热水 供应蒸汽序号 项目 电蓄热系统 电热直供热水系统 燃气锅炉直供热水 电热直供蒸汽系统 燃气锅炉直供蒸汽一、运行费
7、用1 设计平均供热量 设计平均单日供热需求量 5915kWh，供暖周期2 热效率 98% 98% 85% 98% 85%3 燃料热值 860kcal/kWh 860kcal/kWh 8400kcal/m3 860kcal/kWh 8400kcal/m34 燃料价格 低谷电价 0.313 元/kWh 白天平均电价0.4625 元/kWh 1.76 元/m 3 白天平均电价0.4625 元/kWh 1.76 元/m 35 平均单日运行费用（万元） 0.1889 0.2792 0.2792 0.1254 0.1254 6 年运行费用（万元） 47.23 69.79 69.79 31.35 31.35
8、 二、全寿命周期成本比较1 期初投资(万元) 157 66 70 75 74 -6-2 投资年值 13.47 5.66 6.61 6.44 6.99 3 年费用 60.70 75.45 76.22 37.96 38.33 -7-综上所述，不同地区销售电价和天然气价格不同，对经济性比较结果影响极大。3 各网省推广集中式电锅炉经济性测算3.1 临界电价分析根据以上公式计算，基于各省市天然气价格，可确定各省市燃气直供热水系统和燃气直供蒸汽系统的年供热运行成本。在保持电锅炉蓄热供热系统、电锅炉直供热水系统的年费用与燃气直供热水锅炉系统相同的情况下，可推算出各省市电锅炉蓄热供热系统和电锅炉直供热水系统的
9、临界电价；同样，在保持电锅炉直供蒸汽系统的年费用和燃气直供蒸汽系统相同的情况下，可推算出各省市电锅炉直供蒸汽系统的临界电价。若各省市临界电价高于实际销售电价，则相比于燃气锅炉项目，对用户而言，推动电锅炉项目更有经济效益；反之，则相比于推动该电锅炉项目，推动电锅炉项目没有经济效益。3.2 电锅炉蓄热供热系统根据计算公式，并基于各省市的天然气价格，电锅炉蓄热供热系统目标电价及其价差为：临界电价高于现行谷段电价，实施电锅炉蓄热供热系统比燃气直供热水锅炉系统更有经济性；临界电价低于谷段电价，偏差在 0.05 元/千瓦时之内，在没有相应补贴的情-8-况下，实施电锅炉蓄热供热系统比燃气直供热水锅炉系统运行
10、成本高，但是从总的情况来看，基本相当，略占优势。3.3 电热直供热水系统根据计算公式，并基于各省市的天然气价格，电锅炉蓄热供热系统目标电价及其价差为：在没有补贴和特殊电价的情况下，实施电热直供热水系统比燃气直供热水锅炉系统不经济。3.4 电锅炉直供蒸汽系统根据计算公式，并基于各省市的天然气价格，电锅炉蓄热供热系统目标电价及其价差为：在没有补贴和特殊电价的情况下，实施电锅炉直供蒸汽系统比燃气直供蒸汽系统不经济。3.5 发展趋势分析随着能源价格比对关系逐步趋于合理，石油和天然气价格将不断上涨，电能存在很大的替代可行性。而液化气、柴油、汽油的折算电价高于现行用电价格，电能替代则更能具有经济优势。随着
11、天然气价格上涨，电锅炉经济性提高。以上海为例，当电价不变时，天燃气价格为上涨到 6.82-6.935 元/立方米时，燃气锅炉供热（汽）方案年费用与电锅炉供热-9-（汽）方案相同，即当天然气价格高于 6.82-6.935 元/立方米时，电加热锅炉直供、电蒸汽锅炉直供较燃气锅炉具有经济优势。全国 2006 年2011 年工业用和居民用天然气价格累计增长 45%和 19%，2012 年达到 3.8 元/立方米，按此计算，2019 年在上海电加热锅炉直供、电蒸汽锅炉直供较燃气锅炉具有经济优势。0246810121416207208209201 201%工 业 天 然 气 价 格 增 速 居 民 天 然
12、 气 增 速 电 价 增 速图 2 天然气和电价增速情况进一步考虑环境成本，电锅炉经济性增强。化石能源消耗另含环境成本，根据各主要终端能源的污染排放量和环境价值计算，终端能源产生 1 千瓦时电能能量值的环境成本：原煤和焦炭环境成本较高，分别为 0.037 元和 0.026 元；汽油和柴油次之，分别为 0.014 元和 0.007 元；天然气和液化气较低，在0.001 元左右；电能则无环境成本。计及人工成本，电锅炉经济性增强。化石能源存在爆炸等-10-危险性，需要人员值守，电锅炉无需人员值守，这部分由于人员成本的各地和各用户不同未能计算，但是同样存在相当的成本。综上所述，考虑天然气价格上涨，以及
13、环境成本、人工成本等因素，电锅炉运行成本替代优势的时间窗口将提前。运行管理锅炉类别锅炉额定蒸发量（蒸吨） 人员设置自动化程度劳动强度说明2 4 人/班 一般 高燃煤锅炉 4 4 人/班 一般 高1. 煤、煤渣需要堆场2. 烟气需要脱硫除尘3. 锅炉控制自动化低4. 煤、煤渣运输、堆放污染较大2 3 人/班 较高 一般燃油锅炉 4 3 人/班 较高 一般1. 重油需储油罐和日用油箱2. 烟气需要脱硫除尘3. 锅炉控制自动化高4. 运输、储藏无污染5. 燃料成本高2 2 人/班高（无需专人值守） 轻燃气锅炉 4 2 人/班高（无需专人值守） 轻1. 燃气需瓶组或管道输送2. 烟气不需要脱硫除尘3. 锅炉控制自动化高4. 运输、储藏无污染目前电价上涨预期不明显，而由政府定价的天然气价格远低于由市场定价的天然气价格，在天燃气价格逐年上涨趋势下，在没有补贴的情况下在远期电加热锅炉直供方案和电蒸汽锅炉直供方案会体现一定的成本优势。
