李煒
北燃房山供熱有限公司 北京 102500
燕化公司在熱計量改造方面走在了全國前例,從2004-2008年分別在迎風二里、東風南里等地區實行了熱計量試點改造,在面積約40萬平米的區域內共安裝熱表255塊。試點過程初期,供熱節能明顯,但到了中后期,熱計量設備設施及管網系統積累的問題越來越多,最終本次熱計量試點工作未能達到全部預期的效果。在分析原因時,很重要的因素是,當時全國剛開始進行熱計量試點進行推廣,對國外廠商了解不充分,行業整體技術和時機不成熟,是造成熱計量改造未能實現預期目標的重要原因。2010年,在節能減排總方針的指導下,熱計量行業在政府支持下,取得飛速發展,隨著改造小區的日益增多,熱計量技術逐漸成熟,隨著相應的配套收費政策、管理制度等的陸續出臺,熱計量行業逐步進入全面推廣階段,這也是燕化公司出現第二輪熱計量改造的深層背景[1]。
按照北京市相關文件,生活區內符合熱計量改造條件的住宅建筑面積共有66.66萬平方米,其中,三步節能建筑共有45棟,住戶2400戶,建筑面積24.53萬平方米;既有二步節能建筑有40棟,住戶4181戶,建筑面積42.13萬平方米。公共建筑面積有71.99萬平方米,其中,有大型公建共有單位271個,建筑面積58.82萬平方米;普通公建共有單位285個,建筑面積13.16萬平方米。2012年,燕化公司第二輪熱計量改造正式啟動,完成迎風六里二區13棟樓6.47萬平米住宅的熱計量改造;2013年完成羊耳峪里西區、西里及迎風西里高層熱計量改造。
住房城鄉建設部行業標準《供熱計量技術規程》規定了四種分戶供熱計量方式,《北京市供熱計量應用技術導則》對其進行了細化:分別是通斷時間面積法、散熱器熱分配計法、戶用熱量表法、流量溫度法。目前技術最為成熟、政府力推的熱計量方法為:新建居住建筑采用通斷時間面積法或戶用熱量表法;既有居住建筑采用散熱器熱分配計法。迎風六里二區屬于三步節能住宅,本次改造采用的是通斷時間面積法。
通斷時間面積法主要是在樓頭安裝熱量表,在各戶入口處安裝通斷閥和室外電動閥,用戶設定好溫度后,可以通過通斷閥的啟閉來達到要求的溫度,通過無線傳輸,將該用戶通斷控制閥啟閉的時間長度進行記錄,結合整棟樓熱量來分攤供熱費用的方法。該方法對分戶供暖的情況比較適用,施工時主要在樓道管道井內,施工簡單、對居民影響小、控制簡單。但該方法的弱點是對不同樓層和朝向的房間的能耗計算不準確,容易出現頂層與底層用戶能耗的較大差額,從迎風六里二區的數據來看,一般頂層和底層之間的分攤熱量差值在1.5-3.5倍之間,因此,需要在結算時進行數據平衡。
散熱器熱分配計法主要是通過加裝熱分配器、數據采集器、跨越管、溫控閥和樓前總表組成熱計量系統,該系統可完美實現分戶熱計量,并通過加裝自動溫控閥實現自主對室內溫度的調控。在本次熱計量改造中,北莊南里、迎風西里以及星城三、四里因室內供暖系統多采用單管或雙管串系統,采用散熱器分配計法比較科學、合理。
2.2.1 六里二區熱計量改造情況
迎風六里二區熱計量改造于2012年10月10日開始施工,11月25日正式投用熱計量系統,共安裝熱表15塊(含泵站內1塊),安裝戶內熱量調節設備648套,改造完畢后,及時對系統進行平衡調試2次,使各樓基本達到理論供熱流量。經過一次采暖季的運行后,進行了能耗及收費測算,具體如下:
(一) 能耗分析
2012-2013采暖季六里二區供熱成本為227.86萬元(不含稅),2011-2012采暖季同期成本為335.64萬元,同比降低107.78萬元,主要原因如下:
(1)2011-2012采暖季六里型煤多帶工商局、圖書館及原車班等公建部分,熱負荷大,去除掉該部分后7089平米供熱面積后(供暖成本約為65元/平米),實際降低成本為
61.68萬元。
(2)2012-2013采暖季采取了嚴格的能耗控制措施,特別是加強了對型煤用量的控制,對降低供暖成本起到關鍵作用。
(3)熱計量改造后,系統更為平衡,特別是末端不熱現象大大減少,在節約能源方面起到積極作用。
(二) 兩種收費方式對比
從1 1月1 5日 至3月1 5日 的 熱 量 計 算:總 熱 量 為3421.6/97*120=4233MWH。
按照北京市熱計量收費標準計算:六里型煤屬于燃煤鍋爐,基本熱價為7元/平米*采暖季,計量熱價為0.16元/kwh
則計算如下:熱計量收費金額=7*6.47+0.16*4233*1000/10000=45.29+67.728=113.02萬元。
按照按熱收費辦法,在供暖期結束后將會向居民返還采暖費為:155.28-113.02=42.26萬元。
因六里型煤整體自動化程度低,人為因素很多,對熱計量改造效果有一定影響。但在熱計量改造后,對于供暖系統精心控制起到了積極作用,通過嚴格日常指標管理,精心操作,2012-2013采暖季綜合成本同比降低61.68萬元,扣減掉向居民返還的42.26萬元后,同比去年節約19.42萬元。
2.2.2 迎風西里等小區熱計量改造情況
2013年對北莊南里、迎風西里高層、星城三、四里等地區進行熱計量改造,由于時間關系,今年完成迎風西里高層、羊耳峪西里、西區部分改造,共改造35棟樓2030戶,供熱面積22.9萬平米。改造完畢后,從運行效果來看,基本解決了供暖系統不平衡的問題,供暖效果有效提升。
熱計量改造由政府主導開始大面積推廣以來,該行業得到了較快發展,熱計量改造作為政府部門的“十二五”任務進行指標下達,雖然保證了熱計量改造工作的完成,但也存在以下不足,分析如下:
熱計量改造設計方案在制作過程中,只請設計人員進行簡單核算,未深入燕化供熱系統進行調研,對歷年運行中提出的問題和建議不夠重視,導致做完的設計方案與實際結合不足,在實際運行中出現問題。
因供熱站介質形式的不同,熱計量改造站內改造部分中,對于蒸汽換熱系統的效果要好,能有效實現蒸汽的控制從而節約能耗;但對于型煤這種自動化程度低的控制系統而言,就不明顯。
雖然熱計量改造可以使用戶根據自身情況“定制”所需溫度,但在實際改造中,據調查,因暖氣包裹、擔心改造熱計量效果不好、擔心今后麻煩等原因,不愿意改造的用戶占了很大比例。從2012、2013年改造情況統計中,三步節能住宅因系統為分戶供暖,主要設備安裝在樓道管道井內,改造率達到97%,但對于二步節能住宅,因需入戶對暖氣片進行改造,改造率驟降至51%。
從六里二區改造完后的入戶調查結果來看,改造后小區內溫度低了2℃~3℃,有部分居民強烈要求拆除所裝設備,不拆他們就自己拆,居民不理解和不支持,導致熱計量設備無法正常工作。
改造過程中主要有推諉扯皮、現場技術人員水平滿足不了要求,初期調節不到位,改造后堵塞程度加大等問題,均影響了實際使用效果。
充裕的供熱能力是決定熱計量效果的必要條件。供熱能力越充裕的泵站,調節能力就越強,真正可以達到熱計量戶內溫度隨意調控的目標,滿足不同用戶對溫度的要求。如果泵站供熱能力僅夠滿足基本供熱溫度要求,在出現供熱站設備故障或室外氣溫過低等情況,導致無法達到18℃的室溫要求時,居民會對熱計量改造政策產生懷疑和抵制,進而要求拆除或認為破壞熱計量設施,導致熱計量改造無法繼續推進,影響節能目標的實現。可見,對于符合熱計量改造條件的小區,首先應當評估供熱站的能力,確保源頭供熱能力,是實現既定改造目標的重要前提和必要條件[2]。
熱計量改造應用的節能技術有鍋爐集中控制技術、煙氣回收技術、氣候補償、變頻技術、管網水力平衡技術、分區分時供熱技術等,這些技術中對供熱系統最為有效的是管網水力平衡技術。通過熱計量改造,對各樓頭加裝熱表及平衡閥,根據熱負荷情況進行有效流量分配,有效解決了近端過熱、遠端不熱的問題,通過有效分配流量,可以減少供熱負荷,有效降低能耗。從迎風六里二區和羊耳峪西區供熱站的能耗數據可看出,系統水力平衡對于供熱系統而言,帶來了直接的經濟效益和社會效益[3]。
從以前燕化公司熱計量改造試點效果來看,建設熱計量專業維保隊伍十分重要。從以前的數據來分析,熱表在使用1-3年的維修率約在31%,更換率約在2.5%,如果沒有專業儀表維修進行專業管理、維護,將會大大縮短熱計量設施的使用壽命,也會使后期投資加倍,形成惡性循環,不利于熱計量的長期發展。
由以上論述可見,通過對燕化生活區熱計量改造相關問題的探討,分析提高熱計量改造效果的方法,對今后熱計量的實用性、適用性以及改造完畢后的后續服務的及時性、專業性進行研究,有效提高熱計量改造的效果,為今后熱計量的不斷深入推進打好基礎,進一步提高供熱經濟性,完成既定節能目標,使熱計量改造達到預期效果。