太原市某区集中供热热力站能耗分析

杨 跃 威

(太原市热力集团晋源供热分公司，山西 太原 030013)

0 引言

随着我国经济水平的高速发展，能源的消耗量日益剧增。能耗主要由建筑能耗、工业能耗和交通能耗三大部分组成，其中建筑能耗占社会总能耗的33%[1]。据统计，建筑能耗主要来源于空调、供热，其中北方城镇的供热能耗占全国城镇建筑总能耗的45%[2]。在当下，国家大力提倡节能减排，使得供热节能在建筑节能中受到高度重视。集中供热是供热的主要方式，由热源、热网、热力站和热用户构成，每个部分的能耗分析对节能降耗都起着至关重要的作用。本文以某热力公司为例，对其采暖期热力站水、电、热耗进行测量、数据整理，分析能源消耗较高站点原因，为该热力公司今后供热系统高效运行和精细化管理提供一定的理论指导。

1 建筑类型不同热力站能耗分析

本文选取供热区域采暖方式为地暖辐射，建筑物年代不同的北大寺和富力热力站为研究对象，其中北大寺热力站所供建筑物建设于2004年，富力热力站所供建筑物建设于2016年，对其采暖期(2019年11月1日～2020年3月31日)耗电量、耗热量进行分析，见图1,图2。

不同建筑年代热力站采暖期电耗如图1所示。该图显示，在任意月份，北大寺热力站电耗均高于富力热力站。在11月份、1月份和2月份，两座热力站电耗差值为0.02 kW·h/m2。

在12月份和3月份，差值为0.01 kW·h/m2。可见，供热区域建筑物年代不同，热力站电耗存在一定的差异：2004年建筑物电耗高于2016年建筑物。其次从图中也可以看出，在整个采暖期，北大寺热力站电耗0.89 kW·h/m2，富力0.81 kW·h/m2，相差0.07 kW·h/m2。这表明，为满足用户室温要求，年代久远的建筑物所辖热力站需要的循环泵频率更高一些，故北大寺热力站电耗高，富力热力站低。

不同建筑年代热力站采暖期热耗如图2所示。该图表明，在不同月份，北大寺热力站热耗均高于富力热力站，与图1变化规律一致。其中，两座热力站最大热耗差值为1.51 W/m2，最小为1.06 W/m2。此外，从图2中不难发现，在整个采暖期，北大寺热力站热耗为21.3 W/m2，富力为19.98 W/m2，相差1.32 W/m2。由此说明，不同建筑年代所辖热力站热耗同样也是存在一定的差异：北大寺热力站因所供建筑物年代久远，外墙传热系数较大且无保温，散热量较大，热耗要高一些；富力热力站因所供建筑物为新节能建筑，热损失较小，热耗要低一些。

2 采暖方式不同热力站能耗分析

选取供热区域建筑物建设于2010年，采暖方式不同的晋祠3号和凤凰苑热力站为试验对象，其中晋祠3号热力站采暖方式为地暖，凤凰苑热力站采暖方式为散热器，对其2019年—2020年度采暖期电量、热量消耗进行分析，见图3,图4。

不同采暖方式热力站采暖期电耗如图3所示。该图显示，在任意月份，晋祠3号热力站电耗均高于凤凰苑热力站。两座热力站最大电耗差值为0.11 kW·h/m2，最小为0.03 kW·h/m2，分别出现在12月份和2月份。可见，供热区域采暖方式不同，热力站电耗存在一定的差异：地暖电耗高于散热器。其次从图中也可以看出，在整个采暖期，晋祠3号热力站电耗0.96 kW·h/m2，凤凰苑为0.64 kW·h/m2，差值为0.32 kW·h/m2。这是因为，地暖阻力大，流量需求大(循环泵频率高)，故晋祠3号热力站电耗较高；散热器阻力小，流量需求小(循环泵频率低)，故凤凰苑热力站电耗较低。

不同采暖方式热力站采暖期热耗如图4所示。该图表明，在不同月份，晋祠3号热力站热耗均高于凤凰苑热力站，与图3规律一致。其中，两座热力站最大热耗差值为2.58 W/m2，最小为0.48 W/m2。在整个采暖期，晋祠3号热力站热耗为27.24 W/m2，凤凰苑热力站为25.86 W/m2，差值为1.38 W/m2。由此表明，不同采暖方式热力站热耗同样也是存在一定的差异。经多次回访发现，地暖用户室内温度普遍为20 ℃，散热器用户室内温度为18 ℃。故地暖散热量大，晋祠3号热力站热耗较高；散热器散热量小，凤凰苑热力站热耗较低。

3 庭院管网年代不同热力站能耗分析

选取庭院管网年代为2003年的晋祠2热力站和2018的阳光三期热力站为研究对象，对其采暖期(2019年11月1日～2020年3月31日)耗电量、耗热量进行分析，见图5,图6。

图5为不同庭院网年代下，两座热力站电耗变化趋势图。该图显示，在不同月份，晋祠2热力站电耗均高于阳光三期热力站，两座热力站最大电耗差值为0.05 kW·h/m2，最小为0.02 kW·h/m2。可知，庭院网年代不同，热力站电耗存在一定的差异：供热区域庭院网2003年电耗高于2018年。在整个采暖季，晋祠2热力站电耗0.56 kW·h/m2，凤凰苑为0.40 kW·h/m2，差值为0.16 kW·h/m2。这说明，晋祠2因所辖庭院网老旧，“跑冒滴漏”现象频繁，补水量大，补水泵经常启动补水，故电耗高；而阳光三期为新敷设管网，跑水现象较少，故电耗低。

图6为不同庭院网年代下，两座热力站热耗变化趋势图。从图中可以看出，晋祠2热力站热耗均高于阳光三期热力站，与图5规律一致。其中，两座热力站最大热耗差值为6.01 W/m2，最小为1.46 W/m2。在整个采暖期，晋祠2热力站热耗为19.67 W/m2，阳光三期热力站为16.36 W/m2，差值为3.31 W/m2。由此表明，庭院网年代不同热力站热耗同样也是存在一定的差异：晋祠2热力站所辖庭院网敷设年代为2004年，年代老旧，管道保温层受到一定破损，散热量大，故热耗较高；阳光三期热力站所辖庭院网敷设年代为2018年，新管网保温层保温效果较好，故热耗较低。

4 不同供热时期热力站能耗分析

本文从所辖热力站中随机选取三座热力站，分别为姚村、源西苑和新源1，对其采暖期热耗、电耗、水耗进行分析，见图7～图9。

采暖季热力站热耗如图7所示。从图中可以看出，三座热力站热耗曲线变化趋势几乎一致，严寒期(12月、1月和2月)最高，其次是初期(11月)，最后是末期(3月)。由此说明室外温度越低，热量需求越大，热耗越高。

热力站各月电耗如图8所示。该图显示，三座热力站电耗曲线变化趋势几乎一致，严寒期(12月、1月和2月)>初期(11月)>末期(3月)，与图7变化规律几乎一致。由此可见，室外温度越低，循环泵运行频率越高(≤50 Hz)，电耗越高。

热力站各月水耗如图9所示。该图表明，三座热力站严寒期水耗(12月、1月和2月)高于初期(11月)和末期(3月)。是因为，严寒期部分用户不满足于现状温度(20 ℃)，私自对采暖设施进行放水，故水耗高于初、末期。

5 年度热力站综合能耗分析

本文同时也选取了六种类型热力站，分析、整理各种热力站2019年—2020年度采暖期能耗，并按照年度综合能耗由低到高进行排序，见表1(电耗和热耗成本，本作者分别按1.1元/m2和20元/m2进行估算)。从表1中可以看出，一类热力站能耗成本最低，每平方米能耗4.7元，六类热力站能耗成本最高，且为前者的1.56倍。热耗占总能耗的80%～90%，是影响综合能耗的主要因素。

表1 不同类型热力站2019年—2020年度采暖期能耗

6 结语

本文通过对某热力公司2019年—2020年度采暖期热力站能耗统计分析，得出结论如下：

1)在相同的采暖方式(地暖辐射)下，2004年建筑物电、热耗均高于2016年建筑物。针对能耗较高的北大寺热力站，建议对所供建筑物外墙、屋顶设置保温层，以减少能源消耗。

2)对于供热区域为相同年代的建筑物，地暖电耗、热耗均高于散热器。针对能耗较高的晋祠3号热力站，建议加强站内运行管理，以达到降耗的目的。

3)庭院网年代不同的热力站能耗分析结果表明：2003年庭院网电耗、热耗均高于2018年庭院网。在满足用户室温要求的情况下，要想降低2003年庭院网晋祠2号热力站能源，建议采暖期结束后对庭院网设施、设备进行相关改造。

4)热力站电耗、热耗与室外温度有着密切的关联，严寒期>初期>末期；严寒期因部分用户私自放水，水耗高于初、末期。

5)一类热力站能耗成本最低，六类热力站能耗成本最高，且为前者的1.56倍，热耗是影响综合能耗的主要因素。