供热系统的需求侧管理

　　一、供热系统需求侧管理的原理和方法

　　供热系统需求侧管理（Demand Side Management，简称DSM）是国际上广泛采用的一种先进管理技术。上个世纪70年代，出现了两次能源危机，加之环境污染日益严重，促成了电力需求侧管理的兴起，取得了节约能源、减少污染的显著效果。从90年代开始，我国逐步引入了这项新的管理技术。为了贯彻国务院、建设部及北京市有关供暖系统温控与按热量计费的法规、条例及标准；实施《中华人民共和国节约能源法》规定的“单位职工和其他城乡居民使用企业生产的电、煤气、天然气、煤等能源应当按照国家规定计量和交费，不得无偿使用或者实行包费制”。为了进一步实施供热系统的节能技术改造，节约能源，降低供热成本，我们学习了电力需求侧管理技术，并在供热系统中实施了需求侧管理，取得了可喜的成绩。

　　供热系统需求侧管理是在供热体制改革的引导下，通过供热企业与热用户的相互合作，采取适宜的运行方法，改变用热方式，提高用热设备效率，在完成相同供热量的同时减少热量消耗和用热需求，降低成本而进行的用热管理活动。

　　1．供热系统DSM具有如下特点：

　　（1）把需求方实施DSM项目减少的用热量，改变用热方式，从而降低的热力需求作为一种替代资源同时参与机场的供热规划。

　　（2）强调政府在实施DSM中的主导作用，只有通过北京市制定的政策法规和标准等行政手段，协调并保证参与DSM活动的各方利益，才能有效地推动DSM的实施。

　　（3）动力能源公司是实施DSM的主体。

　　（4）实施DSM的最终结果是供、用两方均能受益。热用户通过按热量收费，改变用热方式减少了支出；供热企业通过供热设备效率的提高，管网损失的降低，节约了能源，降低了成本，保护了环境，惠及供热企业，也惠及全社会。

　　2．实施DSM的主要措施

　　（1）技术措施a.机场供热系统既有建筑供热系统计量与测试。

　　b.不同热用户的用热规律的测试。

　　c.供热系统的节能改造措施。

　　d.供热成本的分析。

　　（2）行政措施北京市政府和动力能源公司通过法规、标准和制度来控制、规范供热、用热和市场行为，推广节能技术。

　　（3）经济措施：实施计量收费。

　　二、供方侧管理1．用户热负荷和用热特性

　　（1）热用户类型首都机场集中供热锅炉房供热面积约157万m2，135锅炉房供热面积8万m2.不同类型建筑热负荷和用热特性不同。为了掌握热用户实际用热情况，我们在2004年至2005年采暖期对图1所示的热用户的用热量进行了测量，目的是了解热用户的用热规律。

　　（2）各类建筑单位建筑面积平均耗热量（见表2）

　　从表2可知，1#航站楼平均耗热量为40.59W/m2，2#航站楼为19W/m2，宾馆为15.34W/m2，公寓为25.42W/m2.

　　（3）用热特性航站楼等公共建筑的峰值负荷出现在12：30~1：10，而公寓的峰值负荷出现在1：30~2：00.峰值负荷出现在不同时间为今后供方侧转移峰值提供了依据。

　　（4）计量收费对热用户热特性的影响2004~2005采暖期动力能源公司对热用户采取按面积收费方法，供热系统对热用户采取质调，即根据室外温度的变化改变供热量，若在热用户用热设备上安装恒温阀等调节装置，用户根据自己的需要改变室温后，则可达到以下二方面的效果，减少单位面积耗热量，减少峰值负荷。

　　2．热源（集中供热锅炉房），输配（管网、换热站）的供热特性

　　（1）集中供热锅炉房a.热效率2004~2005年蒸汽供热量862908.97GJ，燃料发热量939633.81GJ.锅炉热效率η=■=91.8% b.凝结水回收凝结水回收率：采暖期平均凝结水回收率为32.5%，说明该系统回收率较低。1#、2#、6#换热站为以蒸汽作为热源的换热站，换热后凝结水送回集中锅炉房。但由于1#、6#换热站存在将凝结水作二次网补水的现象，凝结水并未全部送回集中供热锅炉房。

　　（2）换热站a.汽—水换热器的换热效率（见表3）。

　　从表3可知，1#换热站汽—水换热器的换热器能效为84~97%. b.水—水换热器的热效率（见表4）。

　　3．管网损失

　　（1）蒸汽管网热损失集中供热锅炉房至换热站蒸汽管网的平均流量损失率为11.3%，平均热量损失率为13.6%.

　　（2）热水管网热损失1#换热站高温水管网总热损失率为12.01%，其中漏水热损失为0.56%，保温热损失为11.45%. 4．能源审计能源管理审计是对供热系统的热能使用情况、用能结构、各种用能终端设备现状、热能使用效率、负荷性质、负荷形状等方面进行评估和测算。通过现场实测摸清不同用户、不同负荷类别的需方资源潜力，指导供热企业合理、高效地使用热能。

　　集中供热锅炉房供热系统的能源审计结果

　　（1）单位建筑面积供热量0.537GJ/m2·a

　　（2）单位建筑面积耗水量89.27kg/m2·a

　　（3）单位建筑面积耗电量3.53kWh/m2·a，其中锅炉房1.36kWh/m2·a，供暖站2.17kWh/m2·a，采暖日共计138天。中国城镇供热协会2000年规定指标：单位建筑面积耗水量0.12m3/m2·a，单位建筑面积锅炉房耗电量2.66kWh/m2·a.

　　三、需求侧管理

　　1．节能建筑对单位建筑面积耗能量的影响。

　　从2#航站楼的单位建筑面积平均耗热量为19W/m2，远远小于1#航站楼的40.59W/m2.分析可知，2#航站楼的建筑节能比1#航站楼做的好。

　　2．实施计量收费政策和用热设备安装恒温阀能降低用户的耗能量。

　　以上测试的热负荷和用热特性均是在按面积收费和用热设备未安装恒温阀的条件下进行的，测定的数值是最大值。如从热特性图可知，航站楼耗热量最大的出现时刻为12：00~13：00，此时乘机人数也是最多的，如果安装了恒温阀，它将会根据乘客发热量的多少自动地关小阀门，减少进入的流量，降低航站楼的能耗。

　　3．运行管理的节能

　　（1）从表2各类建筑单位面积平均耗热量可知，在航站楼及其附属设施中，停车楼平均单位面积耗热量最高，原因是停车楼的封闭性较差和设定室温不合理等原因造成的。通过强化运行管理能降低停车楼的总能耗和单位建筑面积平均耗能量。

　　（2）分区控制是降低航站楼、货运站、办公楼等供热能耗的重要措施。

　　四、全面实施DSM计划

　　1．提高供热系统的运行效率（1）提高集中供热锅炉房的凝结水回收率。根据国家有关部门的统计资料，1996年北京市凝结水价格为25元/吨（包括水费、处理费、人工费和设备折旧）。2004~2005采暖期机场供热系统蒸汽用户共计使用蒸汽64041吨，若凝结水回收率达到100%，则回收凝结水的经济效益达到160万元。（2）降低管网热损失（3）提高换热器的换热效率（4）二次水循环水泵的合理选型和交流变速传动技术的应用。采用改变电动机转速的方法替换阀门调节锅炉房风机、水泵的流量和压力，实际使用表明，节电率一般情况下大于25%.

　　2．采用热负荷监控技术在2004~2005年我们已在6#站实施了热负荷监控技术，随着供热体制改革的实施，我们将在所有热力站推广热负荷监控技术。

　　3．热用户安装恒温阀等调控装置。

　　4．实施计量收费。