供熱系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目中的節(jié)能量測量方法探討

劉克讓（中國石油天然氣集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評(píng)價(jià)中心）

供熱系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目中的節(jié)能量測量方法探討

劉克讓（中國石油天然氣集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評(píng)價(jià)中心）

目前，大慶油田供熱系統(tǒng)已經(jīng)開始了合同能源管理項(xiàng)目的合作，但對(duì)目前節(jié)能量確認(rèn)方法仍有爭議。針對(duì)當(dāng)前供熱系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目的節(jié)能量測量和計(jì)算存在一定的局限性的問題，通過具體應(yīng)用案例，采用GB/T28750—2012《節(jié)能量測量和驗(yàn)證技術(shù)通則》規(guī)定的測量和計(jì)算方法，開展了合同能源管理項(xiàng)目的節(jié)能量測量和計(jì)算研究，為驗(yàn)證節(jié)能量提供了可靠的依據(jù)。

供熱系統(tǒng)節(jié)能改造合同能源管理節(jié)能量測量和驗(yàn)證

大慶油田節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目已經(jīng)引入了合同能源管理機(jī)制，供熱系統(tǒng)作為油田礦區(qū)服務(wù)的耗能大戶，已經(jīng)開始了合同能源管理項(xiàng)目的合作；但對(duì)于供熱合同能源管理項(xiàng)目的節(jié)能量測量和計(jì)算，現(xiàn)有項(xiàng)目采用甲乙雙方約定的節(jié)能量測算方法核算節(jié)能量，現(xiàn)有計(jì)算方法在能耗變化因素和影響環(huán)節(jié)量化計(jì)算中存在較大局限性，節(jié)能量測算結(jié)果可靠性存在爭議。因此，應(yīng)用GB/T28750—2012《節(jié)能量測量和驗(yàn)證技術(shù)通則》［1］，開展合同能源管理項(xiàng)目的節(jié)能量測量和計(jì)算研究，能夠提供比較可靠的節(jié)能量驗(yàn)證結(jié)果。

1　合同能源管理機(jī)制

所 謂 合 同 能 源 管 理 （EnergyManagement Contract，簡稱EMC），是指節(jié)能服務(wù)公司（Energy ServiceCorporation，ESCO）通過與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為客戶提供節(jié)能改造的相關(guān)服務(wù)，并從客戶節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤的一種商業(yè)運(yùn)作模式。合同能源管理運(yùn)用市場機(jī)制來實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，其基本運(yùn)作機(jī)制：通過合同約定節(jié)能指標(biāo)和服務(wù)以及投融資和技術(shù)保障，整個(gè)節(jié)能改造過程如項(xiàng)目審計(jì)、設(shè)計(jì)、融資、施工、管理等由節(jié)能服務(wù)公司統(tǒng)一完成；在合同期內(nèi)，節(jié)能服務(wù)公司的投資回收和合理利潤由產(chǎn)生的節(jié)能效益來支付；在合同期內(nèi)項(xiàng)目的所有權(quán)歸節(jié)能服務(wù)公司所有，并負(fù)責(zé)管理整個(gè)項(xiàng)目工程，如設(shè)備保養(yǎng)、維護(hù)及節(jié)能檢測等；合同結(jié)束后，節(jié)能服務(wù)公司要將全部節(jié)能設(shè)備無償移交給耗能企業(yè)并培養(yǎng)管理人員、編制管理手冊等，此后由耗能企業(yè)自己負(fù)責(zé)經(jīng)營；節(jié)能服務(wù)公司承擔(dān)節(jié)能改造的全部技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和投資風(fēng)險(xiǎn)。合同能源管理機(jī)制的實(shí)質(zhì)是一種以減少的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能投資方式。這種節(jié)能投資方式允許用戶使用未來的節(jié)能收益為工廠和設(shè)備升級(jí)，降低目前的運(yùn)行成本，提高能源利用效率［2］。

“十一五”期間，中國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值持續(xù)增長，年平均增速在60%以上，成為用市場機(jī)制推動(dòng)中國節(jié)能減排的重要力量。合同能源管理項(xiàng)目投資累計(jì)達(dá)683.95億元，形成年節(jié)能能力2242.68×104t（標(biāo)煤），年減排二氧化碳6106.7× 104t。“十二五”中國節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)：節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值3000億元，其中合同能源管理超過1500億元，實(shí)現(xiàn)節(jié)能能力超過4000×104t（標(biāo)煤）。成為國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)中最重具市場化、最具成長性、充滿活力、特色鮮明的朝陽行業(yè)［3］。

2　節(jié)能量測量和驗(yàn)證方法選取

合同能源管理中節(jié)能量確認(rèn)在GB/T28750—2012發(fā)布之前一直使用GB/T13234—2009《企業(yè)節(jié)能量計(jì)算方法》［4］。GB/T13234—2009規(guī)定了企業(yè)節(jié)能量的分類、企業(yè)節(jié)能量計(jì)算的基本原則、企業(yè)節(jié)能量的計(jì)算方法及節(jié)能率的計(jì)算方法，主要適用于企業(yè)節(jié)能量和節(jié)能率的計(jì)算。但在供熱系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目的節(jié)能量測量中還存在局限性。影響供熱系統(tǒng)能耗變化的因素很多且較為復(fù)雜，例如環(huán)境溫度、管網(wǎng)變化、供熱面積等都能影響到節(jié)能量，需要對(duì)能耗影響因素進(jìn)行深入研究，但合同能源管理項(xiàng)目要求對(duì)某一個(gè)或某幾個(gè)特定的節(jié)能措施產(chǎn)生的節(jié)能量有準(zhǔn)確量化，應(yīng)用GB/T13234—2009不能比較準(zhǔn)確地測量供熱系統(tǒng)節(jié)能項(xiàng)目節(jié)能量。

GB/T28750—2012規(guī)定了節(jié)能量測量和驗(yàn)證的相關(guān)定義、計(jì)算原則、方法、內(nèi)容、技術(shù)要求以及測量和驗(yàn)證方案等。GB/T28750—2012的發(fā)布，為各方提供了節(jié)能量評(píng)估的通用方法，為合同能源管理項(xiàng)目節(jié)能量確認(rèn)提供了通用的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量和驗(yàn)證方法，建立供熱系統(tǒng)節(jié)能改造的“基期能耗-影響因素”模型，可以比較準(zhǔn)確地進(jìn)行供熱系統(tǒng)節(jié)能量確認(rèn)［3］（圖1）。

節(jié)能量計(jì)算的參數(shù)關(guān)系：Es=Er-Ea

式中：

Es——節(jié)能量；

Er——能耗；

Ea——標(biāo)準(zhǔn)能耗。

圖1　節(jié)能量計(jì)算及相關(guān)參數(shù)示意圖

3　項(xiàng)目案例應(yīng)用

3.1項(xiàng)目概況及節(jié)能改造方案

大慶油田礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部某物業(yè)管理處現(xiàn)有燃煤鍋爐房1座，在用3臺(tái)燃煤鍋爐，熱力站6座，負(fù)責(zé)14家駐礦單位及83棟住宅樓民用的供熱管理工作，供暖服務(wù)面積42.55×104m2。

節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)施前，鍋爐房3臺(tái)大的循環(huán)泵并聯(lián)為1組泵，加上熱力站的循環(huán)泵構(gòu)成1套強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)供回水溫度115/70℃，實(shí)際運(yùn)行達(dá)到過98/55℃，出水壓力維持在0.7MPa，是一個(gè)典型的大流量小溫差運(yùn)行模式，這種運(yùn)行方式最大的弊端是整體管網(wǎng)平衡失調(diào)，近端熱、遠(yuǎn)端冷。同時(shí)，供熱系統(tǒng)阻力的增加相應(yīng)加大了循環(huán)泵的功耗和電耗，造成嚴(yán)重能耗浪費(fèi)。

節(jié)能改造通過分布式變頻二級(jí)泵技術(shù)把傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)中包含熱源和一次網(wǎng)的集中大循環(huán)水泵分解，形成熱源和熱網(wǎng)都具有各自獨(dú)立的水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)；而由熱源向熱網(wǎng)實(shí)現(xiàn)熱能傳輸，則是在熱耦合均壓管處通過兩套水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行完成的。同時(shí)，在各熱力站二次側(cè)分水器上設(shè)置二次供水加壓泵，每個(gè)分支系統(tǒng)按照需求從系統(tǒng)中抽取流量，達(dá)到各分支按需供熱目的；由于采用變頻控制，各分支管之間的水力達(dá)到平衡。

3.2節(jié)能量測量和過程驗(yàn)證

3.2.1劃定項(xiàng)目邊界

GB/T28750—2012中規(guī)定“所有受節(jié)能措施影響的單位、設(shè)備、系統(tǒng)（包括附屬、輔助設(shè)施）均應(yīng)劃入項(xiàng)目邊界內(nèi)”。

本項(xiàng)目以變頻二級(jí)泵技術(shù)為主要手段對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)將熱量按需分配，減少熱量浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。盡管未對(duì)鍋爐和用戶末端進(jìn)行節(jié)能改造，但由于受熱網(wǎng)節(jié)能改造影響，鍋爐熱負(fù)荷相對(duì)降低，鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等相關(guān)輔機(jī)用電量變化，因此，項(xiàng)目邊界為鍋爐房、熱網(wǎng)管網(wǎng)、換熱站和用戶末端（如果是外購熱力，則熱源在邊界外）。

3.2.2項(xiàng)目基期和統(tǒng)計(jì)報(bào)告期選擇

項(xiàng)目基期為改造前的一整個(gè)采暖期，統(tǒng)計(jì)報(bào)告期為改造后的一整個(gè)采暖期。安裝調(diào)試階段在采暖期外。

3.2.3能耗量測量和統(tǒng)計(jì)

測量參數(shù)包括供熱系統(tǒng)中各類循環(huán)泵的電能參數(shù)，鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等輔機(jī)的電能參數(shù)，相關(guān)水表底數(shù)，采暖期平均溫度等數(shù)據(jù)，查看煤的分批次檢驗(yàn)報(bào)告，煤及天然氣的采購憑證和相關(guān)庫存等報(bào)表。經(jīng)統(tǒng)計(jì)和測量計(jì)算的基期和統(tǒng)計(jì)報(bào)告期的耗能數(shù)據(jù)見表1。

表1　基期和統(tǒng)計(jì)報(bào)告期耗能數(shù)據(jù)

3.2.4節(jié)能量驗(yàn)證核算

考慮到采暖期的氣候變化因素，節(jié)能效果采用“單位面積單位度日數(shù)能耗”指標(biāo)進(jìn)行改造前后能耗量核算基準(zhǔn)對(duì)比計(jì)算［5］。

采暖期度日數(shù)：采暖期度日數(shù)為室內(nèi)基準(zhǔn)溫度與采暖期室外平均溫度之間的溫差，乘以采暖期天數(shù)的數(shù)值，單位為℃·d，即

Ddin=（tn-tp）×n（1）

式中：

Ddin——采暖期度日數(shù)，℃·d；

tn——室內(nèi)基準(zhǔn)溫度，℃；

tp——時(shí)間采暖周期內(nèi)室外干球日平均溫度，℃；

n——采暖期天數(shù)。

單位面積單位度日數(shù)能耗可由下式求得：

式中：

Qd——單位面積單位度日數(shù)能耗（某種能源，如煤、電），（單位能源/m2·℃·d）；

F——建筑物的建筑面積，m2。

1）節(jié)煤量計(jì)算。由于煤的低位發(fā)熱值發(fā)生變化，基期煤耗折算后為29166.51t。

基期單位面積單位度日數(shù)煤耗：0.01337 kg/（m2·℃·d），折算為統(tǒng)計(jì)期校準(zhǔn)煤耗為32 074.32t，節(jié)煤4044.32t。

2）節(jié)電量計(jì)算?；趩挝幻娣e單位度日數(shù)電耗：0.00161kWh/（m2·℃·d），折算為統(tǒng)計(jì)期校準(zhǔn)電耗為386.24×104kWh，節(jié)電158.93×104kWh。

上述的節(jié)能量是在供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下測量并計(jì)算的。供熱鍋爐未進(jìn)行改造且運(yùn)行方式?jīng)]有改變，用戶沒有進(jìn)行建筑節(jié)能改造，管網(wǎng)也沒有大規(guī)模的漏失情況出現(xiàn)。本次節(jié)能改造前后熱源和用戶這兩個(gè)主要因素基本沒有變化，通過合理的能耗計(jì)算指標(biāo)考慮到了氣候變化因素的影響，因此，本次節(jié)能量核算結(jié)果是可靠的。

4　結(jié)論

1）計(jì)算分析表明，使用GB/T28750—2012中相關(guān)節(jié)能量測量和驗(yàn)證方法，通過分析影響能耗變化的主要參數(shù)，選擇合理的計(jì)算指標(biāo)，建立合理的校準(zhǔn)能耗計(jì)算方法，是可以比較可靠地對(duì)供熱系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目中的節(jié)能量進(jìn)行測量和驗(yàn)證。

2）開展油田各種耗能系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的節(jié)能量測量和計(jì)算方法研究，可以推動(dòng)油田合同能源管理項(xiàng)目規(guī)范性實(shí)施。

［1］中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院.GB/T28750—2012節(jié)能量測量和驗(yàn)證技術(shù)通則［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

［2］陳柳欽.合同能源管理創(chuàng)新節(jié)能商業(yè)模式［OL］.中國合同能源管理網(wǎng).2011-8-3/2014-2-28.http：//www. emcsino.com/html/news_info.aspx？id=5957.

［3］人民網(wǎng).我國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值“十二五”將達(dá)3000億元 ［OL］.2011-1-13/2014-2-28.http：//politics. people.com.cn/GB/1026/13727725.html.

［4］國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所.GB/T13234—2009企業(yè)節(jié)能量計(jì)算方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［5］馬素貞，龍惟定.氣候因素對(duì)節(jié)能效果的影響分析［J］.建筑科學(xué)，2010，26（10）：187-189.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.005.012

2015-02-04）

劉克讓，工程師，1994年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)（技術(shù)監(jiān)督專業(yè)），從事油氣田節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評(píng)價(jià)工作，E-mail：liukr0459@cnpc.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評(píng)價(jià)中心，163453。