北方农村住宅建筑天然气供热技术的应用

秦先钰

(太原学院，山西 太原 030032)

0 引言

我国正处于高速发展时期，科技、工业等水平都得到极大提升，但环境污染问题也日益严重。在绿色低碳理念提出后，人们对环境保护的认知不断得到深化与发展。煤炭作为工业革命最重要的动力，在第一次工业革命开始时，极大提升了英法两国的工业生产效率，促使英法两国迅速成为工业强国，并以极强工业实力开始向世界各地扩张，高大烟囱排列着工业企业排放的烟尘，环境保护被工业发展所取代。在第一次工业革命时，工业使用煤炭造成的环境污染得到了部分人们的关注，但并未得到真正重视；在第二次工业革命时期，工业企业在发展中引入了电力、天然气、石油等清洁能源，煤炭使用所造成的环境污染也受到了人们的关注，对清洁能源的使用水平也得到了极大提升。从20世纪中叶开始，世界各国在工业发展的前提下，都开始加强环境管理，经过多年治理，大多数国家与地区都已经基本解决了环境污染问题。截止目前，许多发达国家为了在最大限度内实现环境保护，基本都普及了天然气。21世纪初由于我国大多地区经济水平较低天然气采取费用较贵没有得到广泛普及，经过多年发展，天然气的干净、使用安全使其得到广泛应用，加之人们经济水平的提升，环保意识和健康意识的增强使天然气在我国北方农村地区冬季采暖中得到了广泛应用，并且得到大多农村居民的肯定与认可。

建设生态文明，建设美丽乡村，离不开广大农村能源消费的升级换代。尤其是城乡结合部的乡村仍存在大量使用煤炭、木柴、秸秆等农村传统能源现象，对城镇空气环境造成严重污染。尤其到了冬春季北方农村的取暖季节，更是造成周边大量PM2.5可吸入颗粒物的主要污染源，已经严重影响我国的环境质量。用更清洁的天然气加以替代这些传统用火和取暖方式，不但可以加快社会主义新农村建设，也可以保护国家的碧水蓝天。该项目有利于优化乡村能源结构、保护生态环境，从根本上实现农村燃料向清洁化转变，促进美丽乡村和生态文建设。农村煤改气工程项目是一项要点民生工程，对促进农村经济、生态和社会发展具有重大意义。但在天然气供热技术推广的过程中，也存在一些未能解决的应用问题。因此，对农村地区住宅建筑的天然气供热技术进行研究具有十分重要的现实意义[1]。

1 北方农村地区住宅建筑天然气供热技术类别

1.1 天然气分户独立供热

分户独立式供热是指每户热源都具有独立性，用户独立控制供热设备。天然气分户独立供热即利用天然气作为热源向用户进行独立式分户供热，太难燃气分户独立供暖技术在供暖方式上主要是通过燃烧天然气+热水，在这其中以蒸汽或热水作为媒介，进而对住宅建筑房屋进行供暖。由于农村房屋比较分散的特点，采用该供热方式效果最佳，在北方农村实施的“煤改气”工程中这也是常见的天然气供热方式，比较适用于300 m2以下的中小型面积住宅。天然气分户独立供热技术主要是以热水或蒸汽作为介质，通过燃烧天然气向住宅房屋供热的方式，相关设备产品目前也比较丰富，许多农村住宅房屋内也会选择使用燃气壁挂炉，最大的优势是能够满足用户的个人需求，供热时间等自主权完全由用户独立控制，这种供热方式将会是未来农村供热能源升级的最主流方式，并会得到广泛推崇。

1.2 天然气锅炉供热

天然气锅炉采暖设备主要是天然气锅炉，以热水和水蒸气作为媒介，通过利用天然气加热锅炉的方式进行供热。该方式与天然气分户独立供热技术适用面积不同，常用于面积较大建筑，超大型天然气锅炉供热面积最高可达数万m2。

许多农村地区不仅有民用住宅，还有一些工厂、农村学校等面积较大的建筑，对采暖面积需求较高、供热效率需求，由于场所聚集人群较多，冬季对热水的需求量也较为庞大，与天然气分户独立供热技术对比天然气锅炉供热方式更为适用[2]。

2 北方农村地区住宅建筑天然气供热技术应用效益

将传统煤炭供热改为天然气供热，可以在很大程度上消除北方农村地区空气污染问题。“煤改气”工程推广的重要一点原因是环境压力所造成，我国整体空气质量水平不高，生态环境逐渐失衡，而天然气在供热方面最大的优势便是清洁。首先，煤的主要成分是氢、碳、硫、氮、磷等，含碳量高达50%～98%，其余成分中硫危害性最大，会造成大气污染形成酸雨，天然气的主要成分是甲烷，硫与少量氮为污染源，作为气体能源，含有的硫成分易被洗脱，产生的粉尘极少，属于洁净燃烧，使用起来对环境造成的压力较小；其次，天然气的热值非常高，具有高燃烧效率，标准煤的燃烧热值为29271 kJ/kg，而天然气的燃烧热值可以达到54525 kJ/kg，并且燃烧效率可以高达90%，远远高于煤炭的燃烧效率；其三，天然气的储量丰富，是油井与煤矿勘探开采出的副产物，燃烧稳定，易于控制火焰与温度。总之，天然气的燃烧产物主要为水和二氧化碳，在燃烧过程中不会产生固体废弃物，不会造成环境，也不存在废弃物污染与处理压力，是一种理想的供热清洁能源，对农村人们的生活环境质量产生的消极影响非常小，不仅可以起到环保作用，保护农村地区的生活环境与空气质量，还可以为人们提供更便捷、更高质量的供热。

3 北方农村住宅建筑天然气供热技术应用与优化建议

在农村天然气供热技术应用中，应根据实际需要采用综合创新的方法，解决用气方式、管道铺设和房屋保暖等问题。在天然气用气方式上，考虑农村房屋住宅较为分散的特点，为保证每户居民都可以用上清洁能源天然气，可以结合实际情况因地制宜，采取多种用气方式，比如天然气、液化天然气、压缩天然气等，构建配套设施，确保冬季农村每户居民取暖的能源供应；在管道铺设方面，有必要结合农村建设的长远规划，加强主干道建设，根据实际情况完善入口管道和天然气管道的建设。考虑到检查、维修和保养的便捷性，天然气分户独立供热技术的供气管道应沿住宅楼宇的外墙建造，高度不少于2.2 m，以防止未成年人触摸管道，造成不必要的危险，输气管道应深埋地下，作为长期供气干线；在房屋住宅保暖措施方面，针对房屋具备的某些条件，在住宅的保温措施方面，针对住宅的某些条件，除了安装双层窗户外，还可以通过在外墙添加岩棉来增加保温效果，提高冬季采暖温度，不具备保暖设施改造的农村房屋可以仍然采用传统棉帘方式来增加保暖效果[3]。

在“煤改气”工程的推进下，许多北方农村地区天然气供气系统相继得到普及与投入运行，其安全问题也日益突出，比如室内外天然气设施安装不规范、设施安全防护措施缺失等，亟待重视和解决。首先应加强源头管理，实现农村冬季天然气供热技术应用的本质安全，加强设计前的勘测工作，实现1村1方案、1户1图纸，明确管道安全防护的相关要求，加强施工过程的管控，确保管道焊接、防腐处理、气密性试验、置换通风等环节都得到有效监管与控制；其次，还应建立村级巡检组，以各村为单位，招聘当地村民成立村级巡检组，进行专业培训，负责村内天然气供热技术应用的日常巡检，发现问题及时上报；其三，应加强安全宣传教育，提升村民对用气安全的认知，必要时村委会可利用宣传册或村内广播等形式向所有村民宣传安全使用天然气的相关知识，潜移默化的帮助广大村民逐步掌握安全用气技能，逐步树立自觉维护天然气管道设施的安全意识；最后，还需加强天然气供热技术应用的风险管控，提前做好应急准备，建立完善的维修机制，合理布置日常维护与应急检修体系，配备专业维修团队、设施、机械等，制定专业人员定期对天然气管道与设施进行维修，制定天然气使用专项应急预案，提高风险管理与控制能力[4]。

4 结语

农村煤改气工程项目是一项要点民生工程，对促进农村经济、生态和社会发展具有重大意义。建设生态文明，建设美丽乡村，离不开广大农村能源消费的升级换代，天然气供热技术具有独特的优势、显著的应用效益，是北方农村地区冬季取暖的必然选择。“煤改气”工程是利国利民的惠民工程，对解决“三农”问题，推进社会主义新农村的建设有着重要意义，推进“煤改气”工程可以改变冬季北方农村使用传统烧煤取暖造成的环境污染与空气污染问题。在已经普及天然气供热技术应用的北方农村地区应继续加强对使用安全管控与监管方面的问题，确保该项目工程推进后农村天然气供热技术的安全应用。