太原市某區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

隨著我國經濟水平的高速發展，能源的消耗量日益劇增。能耗主要由建筑能耗、工業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]。據統計，建筑能耗主要來源于空調、供熱，其中北方城鎮的供熱能耗占全國城鎮建筑總能耗的45%[2]。在當下，國家大力提倡節能減排，使得供熱節能在建筑節能中受到高度重視。集中供熱是供熱的主要方式，由熱源、熱網、熱力站和熱用戶構成，每個部分的能耗分析對節能降耗都起著至關重要的作用。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、數據整理，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于2004年，富力熱力站所供建筑物建設于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。可見，供熱區域建筑物年代不同，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中不難發現，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

選取供熱區域建筑物建設于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，分別出現在12月份和2月份。可見，供熱區域采暖方式不同，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。經多次回訪發現，地暖用戶室內溫度普遍為20 ℃，散熱器用戶室內溫度為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 庭院管網年代不同熱力站能耗分析

選取庭院管網年代為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。可知，庭院網年代不同，熱力站電耗存在一定的差異：供熱區域庭院網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因所轄庭院網老舊，“跑冒滴漏”現象頻繁，補水量大，補水泵經常啟動補水，故電耗高；而陽光三期為新敷設管網，跑水現象較少，故電耗低。

圖6為不同庭院網年代下，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熱力站所轄庭院網敷設年代為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敷設年代為2018年，新管網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變化規律幾乎一致。由此可見，室外溫度越低，循環泵運行頻率越高(≤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狀溫度(20 ℃)，私自對采暖設施進行放水，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計分析，得出結論如下：

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、屋頂設置保溫層，以減少能源消耗。

2)對于供熱區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，建議加強站內運行管理，以達到降耗的目的。

3)庭院網年代不同的熱力站能耗分析結果表明：2003年庭院網電耗、熱耗均高于2018年庭院網。在滿足用戶室溫要求的情況下，要想降低2003年庭院網晉祠2號熱力站能源，建議采暖期結束后對庭院網設施、設備進行相關改造。

4)熱力站電耗、熱耗與室外溫度有著密切的關聯，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。