太原市某區(qū)集中供熱熱力站能耗分析

楊 躍 威

(太原市熱力集團晉源供熱分公司，山西 太原 030013)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟水平的高速發(fā)展，能源的消耗量日益劇增。能耗主要由建筑能耗、工業(yè)能耗和交通能耗三大部分組成，其中建筑能耗占社會總能耗的33%[1]。據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗主要來源于空調(diào)、供熱，其中北方城鎮(zhèn)的供熱能耗占全國城鎮(zhèn)建筑總能耗的45%[2]。在當下，國家大力提倡節(jié)能減排，使得供熱節(jié)能在建筑節(jié)能中受到高度重視。集中供熱是供熱的主要方式，由熱源、熱網(wǎng)、熱力站和熱用戶構(gòu)成，每個部分的能耗分析對節(jié)能降耗都起著至關(guān)重要的作用。本文以某熱力公司為例，對其采暖期熱力站水、電、熱耗進行測量、數(shù)據(jù)整理，分析能源消耗較高站點原因，為該熱力公司今后供熱系統(tǒng)高效運行和精細化管理提供一定的理論指導。

1 建筑類型不同熱力站能耗分析

本文選取供熱區(qū)域采暖方式為地暖輻射，建筑物年代不同的北大寺和富力熱力站為研究對象，其中北大寺熱力站所供建筑物建設(shè)于2004年，富力熱力站所供建筑物建設(shè)于2016年，對其采暖期(2019年11月1日～2020年3月31日)耗電量、耗熱量進行分析，見圖1,圖2。

不同建筑年代熱力站采暖期電耗如圖1所示。該圖顯示，在任意月份，北大寺熱力站電耗均高于富力熱力站。在11月份、1月份和2月份，兩座熱力站電耗差值為0.02 kW·h/m2。

在12月份和3月份，差值為0.01 kW·h/m2?？梢?，供熱區(qū)域建筑物年代不同，熱力站電耗存在一定的差異：2004年建筑物電耗高于2016年建筑物。其次從圖中也可以看出，在整個采暖期，北大寺熱力站電耗0.89 kW·h/m2，富力0.81 kW·h/m2，相差0.07 kW·h/m2。這表明，為滿足用戶室溫要求，年代久遠的建筑物所轄熱力站需要的循環(huán)泵頻率更高一些，故北大寺熱力站電耗高，富力熱力站低。

不同建筑年代熱力站采暖期熱耗如圖2所示。該圖表明，在不同月份，北大寺熱力站熱耗均高于富力熱力站，與圖1變化規(guī)律一致。其中，兩座熱力站最大熱耗差值為1.51 W/m2，最小為1.06 W/m2。此外，從圖2中不難發(fā)現(xiàn)，在整個采暖期，北大寺熱力站熱耗為21.3 W/m2，富力為19.98 W/m2，相差1.32 W/m2。由此說明，不同建筑年代所轄熱力站熱耗同樣也是存在一定的差異：北大寺熱力站因所供建筑物年代久遠，外墻傳熱系數(shù)較大且無保溫，散熱量較大，熱耗要高一些；富力熱力站因所供建筑物為新節(jié)能建筑，熱損失較小，熱耗要低一些。

2 采暖方式不同熱力站能耗分析

選取供熱區(qū)域建筑物建設(shè)于2010年，采暖方式不同的晉祠3號和鳳凰苑熱力站為試驗對象，其中晉祠3號熱力站采暖方式為地暖，鳳凰苑熱力站采暖方式為散熱器，對其2019年—2020年度采暖期電量、熱量消耗進行分析，見圖3,圖4。

不同采暖方式熱力站采暖期電耗如圖3所示。該圖顯示，在任意月份，晉祠3號熱力站電耗均高于鳳凰苑熱力站。兩座熱力站最大電耗差值為0.11 kW·h/m2，最小為0.03 kW·h/m2，分別出現(xiàn)在12月份和2月份?？梢姡釁^(qū)域采暖方式不同，熱力站電耗存在一定的差異：地暖電耗高于散熱器。其次從圖中也可以看出，在整個采暖期，晉祠3號熱力站電耗0.96 kW·h/m2，鳳凰苑為0.64 kW·h/m2，差值為0.32 kW·h/m2。這是因為，地暖阻力大，流量需求大(循環(huán)泵頻率高)，故晉祠3號熱力站電耗較高；散熱器阻力小，流量需求小(循環(huán)泵頻率低)，故鳳凰苑熱力站電耗較低。

不同采暖方式熱力站采暖期熱耗如圖4所示。該圖表明，在不同月份，晉祠3號熱力站熱耗均高于鳳凰苑熱力站，與圖3規(guī)律一致。其中，兩座熱力站最大熱耗差值為2.58 W/m2，最小為0.48 W/m2。在整個采暖期，晉祠3號熱力站熱耗為27.24 W/m2，鳳凰苑熱力站為25.86 W/m2，差值為1.38 W/m2。由此表明，不同采暖方式熱力站熱耗同樣也是存在一定的差異。經(jīng)多次回訪發(fā)現(xiàn)，地暖用戶室內(nèi)溫度普遍為20 ℃，散熱器用戶室內(nèi)溫度為18 ℃。故地暖散熱量大，晉祠3號熱力站熱耗較高；散熱器散熱量小，鳳凰苑熱力站熱耗較低。

3 庭院管網(wǎng)年代不同熱力站能耗分析

選取庭院管網(wǎng)年代為2003年的晉祠2熱力站和2018的陽光三期熱力站為研究對象，對其采暖期(2019年11月1日～2020年3月31日)耗電量、耗熱量進行分析，見圖5,圖6。

圖5為不同庭院網(wǎng)年代下，兩座熱力站電耗變化趨勢圖。該圖顯示，在不同月份，晉祠2熱力站電耗均高于陽光三期熱力站，兩座熱力站最大電耗差值為0.05 kW·h/m2，最小為0.02 kW·h/m2?？芍?，庭院網(wǎng)年代不同，熱力站電耗存在一定的差異：供熱區(qū)域庭院網(wǎng)2003年電耗高于2018年。在整個采暖季，晉祠2熱力站電耗0.56 kW·h/m2，鳳凰苑為0.40 kW·h/m2，差值為0.16 kW·h/m2。這說明，晉祠2因所轄庭院網(wǎng)老舊，“跑冒滴漏”現(xiàn)象頻繁，補水量大，補水泵經(jīng)常啟動補水，故電耗高；而陽光三期為新敷設(shè)管網(wǎng)，跑水現(xiàn)象較少，故電耗低。

圖6為不同庭院網(wǎng)年代下，兩座熱力站熱耗變化趨勢圖。從圖中可以看出，晉祠2熱力站熱耗均高于陽光三期熱力站，與圖5規(guī)律一致。其中，兩座熱力站最大熱耗差值為6.01 W/m2，最小為1.46 W/m2。在整個采暖期，晉祠2熱力站熱耗為19.67 W/m2，陽光三期熱力站為16.36 W/m2，差值為3.31 W/m2。由此表明，庭院網(wǎng)年代不同熱力站熱耗同樣也是存在一定的差異：晉祠2熱力站所轄庭院網(wǎng)敷設(shè)年代為2004年，年代老舊，管道保溫層受到一定破損，散熱量大，故熱耗較高；陽光三期熱力站所轄庭院網(wǎng)敷設(shè)年代為2018年，新管網(wǎng)保溫層保溫效果較好，故熱耗較低。

4 不同供熱時期熱力站能耗分析

本文從所轄熱力站中隨機選取三座熱力站，分別為姚村、源西苑和新源1，對其采暖期熱耗、電耗、水耗進行分析，見圖7～圖9。

采暖季熱力站熱耗如圖7所示。從圖中可以看出，三座熱力站熱耗曲線變化趨勢幾乎一致，嚴寒期(12月、1月和2月)最高，其次是初期(11月)，最后是末期(3月)。由此說明室外溫度越低，熱量需求越大，熱耗越高。

熱力站各月電耗如圖8所示。該圖顯示，三座熱力站電耗曲線變化趨勢幾乎一致，嚴寒期(12月、1月和2月)>初期(11月)>末期(3月)，與圖7變化規(guī)律幾乎一致。由此可見，室外溫度越低，循環(huán)泵運行頻率越高(≤50 Hz)，電耗越高。

熱力站各月水耗如圖9所示。該圖表明，三座熱力站嚴寒期水耗(12月、1月和2月)高于初期(11月)和末期(3月)。是因為，嚴寒期部分用戶不滿足于現(xiàn)狀溫度(20 ℃)，私自對采暖設(shè)施進行放水，故水耗高于初、末期。

5 年度熱力站綜合能耗分析

本文同時也選取了六種類型熱力站，分析、整理各種熱力站2019年—2020年度采暖期能耗，并按照年度綜合能耗由低到高進行排序，見表1(電耗和熱耗成本，本作者分別按1.1元/m2和20元/m2進行估算)。從表1中可以看出，一類熱力站能耗成本最低，每平方米能耗4.7元，六類熱力站能耗成本最高，且為前者的1.56倍。熱耗占總能耗的80%～90%，是影響綜合能耗的主要因素。

表1 不同類型熱力站2019年—2020年度采暖期能耗

6 結(jié)語

本文通過對某熱力公司2019年—2020年度采暖期熱力站能耗統(tǒng)計分析，得出結(jié)論如下：

1)在相同的采暖方式(地暖輻射)下，2004年建筑物電、熱耗均高于2016年建筑物。針對能耗較高的北大寺熱力站，建議對所供建筑物外墻、屋頂設(shè)置保溫層，以減少能源消耗。

2)對于供熱區(qū)域為相同年代的建筑物，地暖電耗、熱耗均高于散熱器。針對能耗較高的晉祠3號熱力站，建議加強站內(nèi)運行管理，以達到降耗的目的。

3)庭院網(wǎng)年代不同的熱力站能耗分析結(jié)果表明：2003年庭院網(wǎng)電耗、熱耗均高于2018年庭院網(wǎng)。在滿足用戶室溫要求的情況下，要想降低2003年庭院網(wǎng)晉祠2號熱力站能源，建議采暖期結(jié)束后對庭院網(wǎng)設(shè)施、設(shè)備進行相關(guān)改造。

4)熱力站電耗、熱耗與室外溫度有著密切的關(guān)聯(lián)，嚴寒期>初期>末期；嚴寒期因部分用戶私自放水，水耗高于初、末期。

5)一類熱力站能耗成本最低，六類熱力站能耗成本最高，且為前者的1.56倍，熱耗是影響綜合能耗的主要因素。