王嘉琦 楊 梅 張振迎

(華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063210)

1 概述

隨著大氣環(huán)境的不斷惡化，為有效降低因燃燒散煤導(dǎo)致的煙塵排放量過高的污染現(xiàn)象，一些具備條件的地區(qū)實施了“煤改氣”工程。“煤改氣”工程不僅對大氣環(huán)境的改善起了重要作用，而且能有效整合城市供熱資源及優(yōu)化城市供熱系統(tǒng)。

2013年，國務(wù)院發(fā)布了《大氣污染防治行動計劃》，揭開了“煤改氣”的序幕。2017年，環(huán)境保護部、國家發(fā)展改革委、財政部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《京津冀及周邊地區(qū)2017年大氣污染防治工作方案》，將“煤改氣”推向高潮。2019年，政府工作報告進一步明確指出，北方地區(qū)要穩(wěn)步推進“煤改氣”工程，打贏“藍天保護戰(zhàn)”。

2 遵化市農(nóng)村“煤改氣”現(xiàn)狀調(diào)研

2.1 農(nóng)村建筑及采暖需求調(diào)研

對河北遵化市農(nóng)村房屋進行調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，較多的農(nóng)村都遠離城市區(qū)，大多為傳統(tǒng)農(nóng)居且大部分房屋為自家在20世紀90年 代至21世紀初期原址改建。村莊沒有經(jīng)過整體規(guī)劃設(shè)計，通訊線路、供電線路、供水管道及燃氣管道往往存在相互交叉甚至緊密并行的狀態(tài)。村莊內(nèi)房屋建筑為院落式布局，大多院落中的建筑單體為獨棟，少部分院落中的建筑單體為2層。村中院落分布較為分散，以磚混結(jié)構(gòu)且沒有做過墻體保溫處理的主體建筑為主，只有極少數(shù)村民更換了保溫節(jié)能的門窗。村民對防火防電意識不夠且建筑防火等級不達標，并且簡易房、木板房、暗廚房等鄉(xiāng)村自建廚房的搭建增大了村民生活中的安全隱患(見圖1，圖2)。

河北遵化市農(nóng)村老齡人口較多，子女和年輕勞動力大多在城市打工或定居生活。村中家庭供暖房間數(shù)根據(jù)自家生活情況確定，大多只供暖有夜間使用需求的房間。村中的居民保留著舊式的生活習(xí)慣，取暖方式以低成本取暖方式為主，空調(diào)取暖和燃氣壁掛爐取暖方式為輔。村民在室內(nèi)通常身著厚重的衣物、蓋厚棉被。隨著天氣溫度逐漸降低，低成本的取暖方式無法滿足村民對于取暖溫度的需求時，村民首先會選擇使用空調(diào)設(shè)備來提高室內(nèi)空氣溫度，使用時間通常為全天中的16時至睡前，并且根據(jù)室內(nèi)溫度的變化進行間歇式采暖。當(dāng)嚴寒天氣到來時，村民才會使用燃氣壁掛爐對室內(nèi)進行供暖，使用時間和燃氣壁掛爐的設(shè)置溫度會根據(jù)天氣情況的變化進行設(shè)定。村民對采暖房間的供暖溫度要求較低，室內(nèi)空氣溫度保持在16 ℃～18 ℃(見圖3)。

2.2 燃氣壁掛爐

在遵化市農(nóng)村地區(qū)，分戶式燃氣壁掛爐成為了“煤改氣”家庭室內(nèi)采暖設(shè)備的首要選擇。村中使用的燃氣壁掛爐是通過天然氣的燃燒從而加熱循環(huán)水，并通過散熱器來提升室內(nèi)采暖溫度。在日常生活中，村民可以使用燃氣壁掛爐同時解決家庭中的炊事、洗浴及供暖等日常使用要求(見圖4)。

燃氣壁掛爐并非是單一使用的設(shè)備，而是集水電氣一體的系統(tǒng)。燃氣壁掛爐可以直接與村中正常投入使用的燃氣管道連接，從而滿足家中的生活熱水和采暖需求。村民在燃氣壁掛爐的使用過程中，根據(jù)室內(nèi)空氣溫度情況自行調(diào)整設(shè)置燃氣壁掛爐溫度，通常將燃氣壁掛爐溫度設(shè)置為55 ℃，在滿足居住舒適度的同時可以減少不必要的能源浪費。

遵化市首批農(nóng)村“煤改氣”在2018年年末已經(jīng)改造完成，首批用戶已經(jīng)使用燃氣壁掛爐取暖兩個取暖季，但大多數(shù)村民表示并不清楚燃氣壁掛爐的相關(guān)部件需要專業(yè)人員定期進行清洗、除雜等維護保養(yǎng)。在燃氣壁掛爐的正常工作期間，內(nèi)部換熱器上的水垢不斷增厚，導(dǎo)致燃氣壁掛爐的換熱效率逐漸降低，從而引起燃氣壁掛爐消耗更多的天然氣、供熱不足等現(xiàn)象，增加了水泵和換熱器的負擔(dān)。若不及時請專業(yè)人員清理燃氣壁掛爐內(nèi)的水垢，將會引起因水泵堵塞導(dǎo)致的故障，損壞換熱器的同時會縮短燃氣壁掛爐的使用壽命。

為有效減少因天然氣泄漏導(dǎo)致的危險事故，專業(yè)人員在每戶庭院內(nèi)管網(wǎng)適量增設(shè)分段球閥，減少單個調(diào)壓箱供氣面積[1]。同時在燃氣壁掛爐連接管道的前方增設(shè)獨立的燃氣自閉閥，當(dāng)燃氣管道壓力出現(xiàn)欠壓或者超壓時，將自動停止為燃氣壁掛爐供氣(見圖5)。

2.3 管道鋪設(shè)

遵化市農(nóng)村道路狹窄且路面高低不平，每戶人家庭院面積和房屋修建高度也存在差異。農(nóng)村的自來水管道敷設(shè)在道路以下，其中經(jīng)濟條件較好的村莊新修了水泥路面。為避免二次動工，在遵化市農(nóng)村“煤改氣”工程設(shè)計中，燃氣管道的敷設(shè)選擇了架空的方式。架空敷設(shè)燃氣管道的方式適合聚集性村莊，具有施工成本低，維護保養(yǎng)方便的特點[2]。專業(yè)安裝人員通常用卡扣將鋼制管道固定在居民修建的自家外墻墻體上，燃氣管道的架設(shè)高度通常高于自家庭院門的高度。

村中的土坯房、木板房、有重新修建計劃等不滿足使用天然氣條件的房屋，雖然沒有對其庭院進行燃氣管道的敷設(shè)，但村內(nèi)燃氣管道網(wǎng)的構(gòu)建需要在每家住戶庭院的外墻上進行。農(nóng)村重新修蓋房屋的情況非常普遍，尤其是危房、老房等需要大規(guī)模翻蓋的房屋，因為燃氣管道固定在自家外墻墻體而無法根據(jù)自家需要及時進行房屋拆除。村中有翻新房屋打算的居民，需要村委會開具相關(guān)證明并提前聯(lián)系燃氣公司，待相關(guān)專業(yè)的工作人員對燃氣管道進行變更后，才可進行自家的房屋建設(shè)。

部分村莊的偏遠區(qū)域，在架空敷設(shè)的天然氣管道上，沒有在可能會發(fā)生碰撞的管道處安裝管道保護措施且沒有涂刷絕緣漆。在燃氣管道和電線的交接處應(yīng)該加裝PVC套管、安裝警示燈等措施，避免危險事故的發(fā)生(見圖6)。

2.4 居民滿意度

在調(diào)研走訪中對村民進行問卷調(diào)查，其中接受問卷調(diào)查的村民認為自“煤改氣”工程開展以來，大氣環(huán)境明顯改善，居民對“煤改氣”工程的效果滿意度較高，但居民對天然氣取暖費用的滿意度較低。村中居民普遍認為，炊事時使用天然氣比使用散煤節(jié)省成本，但使用燃氣壁掛爐取暖時，需要不停的燃燒天然氣加熱管道內(nèi)的循環(huán)水，成本較散煤取暖高出兩倍以上。河北省實施政策補貼后，采用天然氣供暖的價格依舊高于之前使用散煤取暖的價格。同一爐散煤在使用中既可以滿足居民對室溫的要求也可以同時作為炊事使用，但采用天然氣壁掛爐后需要分管路進行供暖和炊事。

村民對天然氣取暖方式的滿意度較高，認為天然氣取暖方便、干凈，但對供暖的室內(nèi)溫度滿意度較低，主要原因是村民在使用天然氣供暖時擔(dān)心產(chǎn)生的費用問題導(dǎo)致的。關(guān)于農(nóng)村管道安全性和相關(guān)服務(wù)上的滿意度較低，村民首先擔(dān)心架空的燃氣管道因外界因素發(fā)生燃氣爆炸事故，其次在敷設(shè)管道后缺少相關(guān)專業(yè)的維護人員定期巡檢(見圖7)。

3 存在的問題及發(fā)展趨勢

3.1 補貼力度不夠

壁掛爐代替了煤炭爐，天然氣代替了散煤碳，清潔的同時也增加了百姓冬季取暖的經(jīng)濟負擔(dān)。除用戶消耗的能源花費之外，燃氣管道的敷設(shè)，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等也需要極大的費用開支。如果這些費用都需要用戶自行承擔(dān)，顯然“煤改氣”工程將無法實施和推進。 自“煤改氣”工程實施以來，從中央到地方政府都出臺了相應(yīng)的補貼政策，河北省在實施“煤改氣”工程后對進行“煤改氣”的居民用戶給予每年800元的用氣補貼，從而緩解普通家庭在“煤改氣”使用過程中的開銷，但部分農(nóng)村低收入家庭在使用天然氣取暖的過程中依舊需要承受相對不小的開支。村民認為現(xiàn)行的政策補貼力度不夠，燃燒天然氣取暖的費用依舊高于散煤碳取暖的費用。對收入普遍不高且環(huán)保意識較差的農(nóng)村居民而言，取暖季節(jié)的開支依舊是主要關(guān)心的問題，低收入家庭的散煤燃燒現(xiàn)象很可能再次出現(xiàn)。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)施和巡檢力度不達標

農(nóng)村的室外基礎(chǔ)設(shè)施存在明顯的安全隱患，管道質(zhì)量及相關(guān)安裝不符合要求、沒有采取規(guī)范的防雷電、防撞措施及涂刷燃氣管道識別色。室內(nèi)預(yù)留管道口沒有及時封堵、燃氣管道和家用插座距離不達標、用電措施存在安全隱患。

在后期的維護上，專業(yè)人員不能及時按照城市住戶的要求定期巡檢和設(shè)備更換等服務(wù)。在供氣期間缺少日常巡檢及戶內(nèi)安檢，不能及時發(fā)現(xiàn)村民在天然氣使用過程中的不當(dāng)行為，難以保障用戶的用氣安全。

4 結(jié)論與展望

“煤改氣”工程的有效實施是打贏“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的關(guān)鍵一步，國家主管部門要修訂并完善相關(guān)的法律法規(guī)，燃氣公司應(yīng)根據(jù)國家規(guī)定制定相應(yīng)的設(shè)計施工規(guī)范及用戶手冊，按規(guī)操作。要降低天然氣價格，穩(wěn)步推進清潔能源和環(huán)境治理的雙發(fā)展，“以氣定改”“四宜”政策的實施要科學(xué)合理。補貼政策依舊是“煤改氣”工程最主要的資金來源，政策的實施影響著“煤改氣”工程的可持續(xù)性，若三年補貼期限結(jié)束，不再繼續(xù)推行新的補貼政策，很可能會出現(xiàn)因居民單獨承受較高的天然氣供暖支出而停止使用并出現(xiàn)散煤“復(fù)燃”現(xiàn)象。