供熱系統(tǒng)的需求側(cè)管理

　　一、供熱系統(tǒng)需求側(cè)管理的原理和方法

　　供熱系統(tǒng)需求側(cè)管理（Demand Side Management，簡稱DSM）是國際上廣泛采用的一種先進管理技術(shù)。上個世紀70年代，出現(xiàn)了兩次能源危機，加之環(huán)境污染日益嚴重，促成了電力需求側(cè)管理的興起，取得了節(jié)約能源、減少污染的顯著效果。從90年代開始，我國逐步引入了這項新的管理技術(shù)。為了貫徹國務(wù)院、建設(shè)部及北京市有關(guān)供暖系統(tǒng)溫控與按熱量計費的法規(guī)、條例及標準；實施《中華人民共和國節(jié)約能源法》規(guī)定的“單位職工和其他城鄉(xiāng)居民使用企業(yè)生產(chǎn)的電、煤氣、天然氣、煤等能源應(yīng)當按照國家規(guī)定計量和交費，不得無償使用或者實行包費制”。為了進一步實施供熱系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造，節(jié)約能源，降低供熱成本，我們學習了電力需求側(cè)管理技術(shù)，并在供熱系統(tǒng)中實施了需求側(cè)管理，取得了可喜的成績。

　　供熱系統(tǒng)需求側(cè)管理是在供熱體制改革的引導下，通過供熱企業(yè)與熱用戶的相互合作，采取適宜的運行方法，改變用熱方式，提高用熱設(shè)備效率，在完成相同供熱量的同時減少熱量消耗和用熱需求，降低成本而進行的用熱管理活動。

　　1．供熱系統(tǒng)DSM具有如下特點：

　�。�1）把需求方實施DSM項目減少的用熱量，改變用熱方式，從而降低的熱力需求作為一種替代資源同時參與機場的供熱規(guī)劃。

　�。�2）強調(diào)政府在實施DSM中的主導作用，只有通過北京市制定的政策法規(guī)和標準等行政手段，協(xié)調(diào)并保證參與DSM活動的各方利益，才能有效地推動DSM的實施。

　　（3）動力能源公司是實施DSM的主體。

　　（4）實施DSM的最終結(jié)果是供、用兩方均能受益。熱用戶通過按熱量收費，改變用熱方式減少了支出；供熱企業(yè)通過供熱設(shè)備效率的提高，管網(wǎng)損失的降低，節(jié)約了能源，降低了成本，保護了環(huán)境，惠及供熱企業(yè)，也惠及全社會。

　　2．實施DSM的主要措施

　�。�1）技術(shù)措施a.機場供熱系統(tǒng)既有建筑供熱系統(tǒng)計量與測試。

　　b.不同熱用戶的用熱規(guī)律的測試。

　　c.供熱系統(tǒng)的節(jié)能改造措施。

　　d.供熱成本的分析。

　　（2）行政措施北京市政府和動力能源公司通過法規(guī)、標準和制度來控制、規(guī)范供熱、用熱和市場行為，推廣節(jié)能技術(shù)。

　　（3）經(jīng)濟措施：實施計量收費。

　　二、供方側(cè)管理1．用戶熱負荷和用熱特性

　�。�1）熱用戶類型首都機場集中供熱鍋爐房供熱面積約157萬m2，135鍋爐房供熱面積8萬m2.不同類型建筑熱負荷和用熱特性不同。為了掌握熱用戶實際用熱情況，我們在2004年至2005年采暖期對圖1所示的熱用戶的用熱量進行了測量，目的是了解熱用戶的用熱規(guī)律。

　　（2）各類建筑單位建筑面積平均耗熱量（見表2）

　　從表2可知，1#航站樓平均耗熱量為40.59W/m2，2#航站樓為19W/m2，賓館為15.34W/m2，公寓為25.42W/m2.

　�。�3）用熱特性航站樓等公共建筑的峰值負荷出現(xiàn)在12：30~1：10，而公寓的峰值負荷出現(xiàn)在1：30~2：00.峰值負荷出現(xiàn)在不同時間為今后供方側(cè)轉(zhuǎn)移峰值提供了依據(jù)。

　�。�4）計量收費對熱用戶熱特性的影響2004~2005采暖期動力能源公司對熱用戶采取按面積收費方法，供熱系統(tǒng)對熱用戶采取質(zhì)調(diào)，即根據(jù)室外溫度的變化改變供熱量，若在熱用戶用熱設(shè)備上安裝恒溫閥等調(diào)節(jié)裝置，用戶根據(jù)自己的需要改變室溫后，則可達到以下二方面的效果，減少單位面積耗熱量，減少峰值負荷。

　　2．熱源（集中供熱鍋爐房），輸配（管網(wǎng)、換熱站）的供熱特性

　�。�1）集中供熱鍋爐房a.熱效率2004~2005年蒸汽供熱量862908.97GJ，燃料發(fā)熱量939633.81GJ.鍋爐熱效率η=■=91.8% b.凝結(jié)水回收凝結(jié)水回收率：采暖期平均凝結(jié)水回收率為32.5%，說明該系統(tǒng)回收率較低。1#、2#、6#換熱站為以蒸汽作為熱源的換熱站，換熱后凝結(jié)水送回集中鍋爐房。但由于1#、6#換熱站存在將凝結(jié)水作二次網(wǎng)補水的現(xiàn)象，凝結(jié)水并未全部送回集中供熱鍋爐房。

　　（2）換熱站a.汽—水換熱器的換熱效率（見表3）。

　　從表3可知，1#換熱站汽—水換熱器的換熱器能效為84~97%. b.水—水換熱器的熱效率（見表4）。

　　3．管網(wǎng)損失

　�。�1）蒸汽管網(wǎng)熱損失集中供熱鍋爐房至換熱站蒸汽管網(wǎng)的平均流量損失率為11.3%，平均熱量損失率為13.6%.

　�。�2）熱水管網(wǎng)熱損失1#換熱站高溫水管網(wǎng)總熱損失率為12.01%，其中漏水熱損失為0.56%，保溫熱損失為11.45%. 4．能源審計能源管理審計是對供熱系統(tǒng)的熱能使用情況、用能結(jié)構(gòu)、各種用能終端設(shè)備現(xiàn)狀、熱能使用效率、負荷性質(zhì)、負荷形狀等方面進行評估和測算。通過現(xiàn)場實測摸清不同用戶、不同負荷類別的需方資源潛力，指導供熱企業(yè)合理、高效地使用熱能。

　　集中供熱鍋爐房供熱系統(tǒng)的能源審計結(jié)果

　�。�1）單位建筑面積供熱量0.537GJ/m2·a

　　（2）單位建筑面積耗水量89.27kg/m2·a

　�。�3）單位建筑面積耗電量3.53kWh/m2·a，其中鍋爐房1.36kWh/m2·a，供暖站2.17kWh/m2·a，采暖日共計138天。中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會2000年規(guī)定指標：單位建筑面積耗水量0.12m3/m2·a，單位建筑面積鍋爐房耗電量2.66kWh/m2·a.

　　三、需求側(cè)管理

　　1．節(jié)能建筑對單位建筑面積耗能量的影響。

　　從2#航站樓的單位建筑面積平均耗熱量為19W/m2，遠遠小于1#航站樓的40.59W/m2.分析可知，2#航站樓的建筑節(jié)能比1#航站樓做的好。

　　2．實施計量收費政策和用熱設(shè)備安裝恒溫閥能降低用戶的耗能量。

　　以上測試的熱負荷和用熱特性均是在按面積收費和用熱設(shè)備未安裝恒溫閥的條件下進行的，測定的數(shù)值是最大值。如從熱特性圖可知，航站樓耗熱量最大的出現(xiàn)時刻為12：00~13：00，此時乘機人數(shù)也是最多的，如果安裝了恒溫閥，它將會根據(jù)乘客發(fā)熱量的多少自動地關(guān)小閥門，減少進入的流量，降低航站樓的能耗。

　　3．運行管理的節(jié)能

　�。�1）從表2各類建筑單位面積平均耗熱量可知，在航站樓及其附屬設(shè)施中，停車樓平均單位面積耗熱量最高，原因是停車樓的封閉性較差和設(shè)定室溫不合理等原因造成的。通過強化運行管理能降低停車樓的總能耗和單位建筑面積平均耗能量。

　　（2）分區(qū)控制是降低航站樓、貨運站、辦公樓等供熱能耗的重要措施。

　　四、全面實施DSM計劃

　　1．提高供熱系統(tǒng)的運行效率（1）提高集中供熱鍋爐房的凝結(jié)水回收率。根據(jù)國家有關(guān)部門的統(tǒng)計資料，1996年北京市凝結(jié)水價格為25元/噸（包括水費、處理費、人工費和設(shè)備折舊）。2004~2005采暖期機場供熱系統(tǒng)蒸汽用戶共計使用蒸汽64041噸，若凝結(jié)水回收率達到100%，則回收凝結(jié)水的經(jīng)濟效益達到160萬元。（2）降低管網(wǎng)熱損失（3）提高換熱器的換熱效率（4）二次水循環(huán)水泵的合理選型和交流變速傳動技術(shù)的應(yīng)用。采用改變電動機轉(zhuǎn)速的方法替換閥門調(diào)節(jié)鍋爐房風機、水泵的流量和壓力，實際使用表明，節(jié)電率一般情況下大于25%.

　　2．采用熱負荷監(jiān)控技術(shù)在2004~2005年我們已在6#站實施了熱負荷監(jiān)控技術(shù)，隨著供熱體制改革的實施，我們將在所有熱力站推廣熱負荷監(jiān)控技術(shù)。

　　3．熱用戶安裝恒溫閥等調(diào)控裝置。

　　4．實施計量收費。