集中供热供热系统工程热网热源单位能耗数据分析
在我国北方，冬季采暖供热仍是以燃煤为主，供热是消耗能源较大的项目。供热系统由热源产生热能送达热用户，一般都要经过热制备、转换、输送和用热这四个环节。本文针对吉林省某城市集中供热工程进一步研究供热工程的各环节能源消耗状况，通过分析比较单位热量能耗指标和单位面积能耗指标，明确“用热”是供热能耗重要环节，提出推行节能建筑，提高建筑保温水平，降低围护结构的热损失，是现阶段供热工程节能的重要方向。
作者：中国市政工程东北设计研究院 丛 颖 张冰瑶
1 供热系统的能耗环节
人类的生存依赖于自然界的能源，自然界的能源按其存在形式可分为一次能源和二次能源两大类，一次能源指在自然界以天然形式存在的能源，比如地热能、太阳能、煤炭、石油等；二次能源指由一次能源转化而形成的能源，比如电能、火药、汽油等。自20世纪以来，工业革命、人口爆炸及城市化的发展引发了一定程度上的能源危机，节约能源，合理利用能源是摆在我们面前的严峻课题。供热是能源消耗的大户，供热系统由热源产生热能送达热用户，一般都要经过热制备、转换、输送和用热这四个环节。
我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料（煤、油、气）的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料灰渣输送机械、鼓风机和引风机、水泵等，它们耗用的能源是燃料、电力、水和热。热电厂是由抽凝式或背压式供热机组排（抽）汽通过热能转换装置（通常称为首站热交换器）传递给热网系统，首站是供热系统的热源，主要耗能设备是热交换器和水泵，它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热。通常供热耗能可用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。
热能输送由热网承担，供热管道由钢管、保温层和保护层组成，其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果；热网补水率来表示热网水泄漏的程度。
能量转换是通过换热站中换热器把一次网的热能传递给二次网，并由它输送到热用户。换热站是二次网的热源，主要耗能设备是换热器、二次网系统循环水泵和补水泵。供热信息网了解到它们耗用的能源是一次网高温水、电力、水和热，通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。
用热环节即终端系统用热设备，城市集中供热主要是建筑物内的采暖。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑围护结构保温性能、外界环境温度和室内温度，其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。
2 工程实例
为更好地分析现阶段供热工程的能耗水平，以吉林省某城市集中供热工程为例。
该工程以热电厂为热源，将2台100MW凝汽式汽轮机组改造为单抽汽供热机组，即从汽轮机高压汽缸到低压气缸的连通管上打孔抽汽，作为供热首站的汽源。在首站内经过汽-水换热器将热网供热循环水加热,被加热的热网循环水由热网水泵升压后送到市区内供热，热源满足360万平方米建筑面积的供热。
供热工程热网与热用户的连接方式采用通过换热设备间接连接的方式，共设置23座换热站，一次网最大供热距离为11公里，供热管道总长27公里（双线），最大供热管径为DN900。二次网沿小区道路敷设，最大管径DN350。供热参数一次网供、回水温度为110℃/65℃，二次网供、回水温度为80℃/55℃。
3 供热系统的能耗分析
所谓供热系统综合能源利用率，应全面、综合反应供热系统的各种能耗，直接反映热用户有效利用热量占系统折算实际耗热量的比值。其中热用户有效利用热量，指热网用户室温达到设计室温所需要的热量，超过部分为无效热量；而系统实际折算耗热量包括热源燃料提供的总热量以及各种设备电耗的折算热量。根据能耗环节分析可以看出，供热工程的能耗主要取决于热源的运行效率、热网的热效率以及换热站用电设备的电能消耗以及围护结构散热损失。本热电联产供热工程于2005年投产运行，总的供热质量是良好的，本文就其实际运行数据分析其能耗水平。
3.1 热源运行效率
该工程供热面积为360万平方米，其年最大供热量为245MW，年供热量为240万GJ，按照《热电联产项目可行性研究技术规定》中的计算方法，计算出热电比为60.88%，供热平均标准煤耗率为39.9kg/GJ，供热年耗标准煤约95760吨。
按照《城镇供热系统安全运行技术规程》，新建热水锅炉的能耗指标为50.2kg/GJ，与其相比本热电厂的能耗指标是较小的。
和同等规模的分散小锅炉房相比，小锅炉的热效率一般为30-70%，按热效率50%计算，年供热量为240万GJ时，分散小锅炉年耗煤约为163811吨。本项目比小锅炉供热年节约标准煤约为68051吨。可见，供热项目实行热电联产，运行效率较高，节能效益明显。
3.2 热网的热效率
为更好地研究热网的输送效率，我们取最冷月中的一天24小时的监测数据（2006年1月19日）进行分析，各换热站和热源出口零点时段的检测数据见表3-1和表3-2。
按表中的方法，我们将连续检测24小时的数据进行汇总，换热站入口处测得的热量累计值为16391.95GJ，热源出口处测得的热量累计值为17218.43GJ。
管网的输送效率按下式计算：
η=∑（Qj/ Qt）
式中：
Qj— 检测持续时间内在第j个换热站入口处测得的热量累计值（GJ）；
Qt— 检测持续时间内在热源出口处测得的热量累计值（GJ）。
通过计算，本工程的管网的输送效率为0.95，高于行业节能标准管网热效率0.9。可见，
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