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(jìn)管理技術(shù)。上個世紀(jì)70年代，出現(xiàn)了兩次能源危機(jī)，加之環(huán)境污染日益嚴(yán)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(fèi)的法規(guī)、條例及標(biāo)準(zhǔn)；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(dāng)按照國家規(guī)定計量和交費(fèi)，不得無償使用或者實行包費(fèi)制”。為了進(jìn)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(xué)習(xí)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(dǎo)下，通過供熱企業(yè)與熱用戶的相互合作，采取適宜的運(yùn)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(jìn)行的用熱管理活動。

　　1．供熱系統(tǒng)DSM具有如下特點(diǎn)：

　　（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(jī)場的供熱規(guī)劃。

　　（2）強(qiáng)調(diào)政府在實施DSM中的主導(dǎo)作用，只有通過北京市制定的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)，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(hù)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)措施：實施計量收費(fèi)。

　　二、供方側(cè)管理1．用戶熱負(fù)荷和用熱特性

　　（1）熱用戶類型首都機(jī)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(fù)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(jìn)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(fù)荷出現(xiàn)在12：30~1：10，而公寓的峰值負(fù)荷出現(xiàn)在1：30~2：00.峰值負(fù)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(fèi)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(fèi)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(dá)到以下二方面的效果，減少單位面積耗熱量，減少峰值負(fù)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(bǔ)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?zé)釗p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(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷形狀等方面進(jìn)行評估和測算。通過現(xiàn)場實測摸清不同用戶、不同負(fù)荷類別的需方資源潛力，指導(dǎo)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(biāo)：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(yuǎn)遠(yuǎn)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(fèi)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(fù)荷和用熱特性均是在按面積收費(fèi)和用熱設(shè)備未安裝恒溫閥的條件下進(jìn)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(jī)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(jìn)入的流量，降低航站樓的能耗。

　　3．運(yùn)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(qiáng)化運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(fèi)、處理費(fèi)、人工費(fèi)和設(shè)備折舊）。2004~2005采暖期機(jī)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(dá)到100%，則回收凝結(jié)水的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)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(jī)轉(zhuǎn)速的方法替換閥門調(diào)節(jié)鍋爐房風(fēng)機(jī)、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(fù)荷監(jiān)控技術(shù)在2004~2005年我們已在6#站實施了熱負(fù)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(fù)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(fèi)。