供熱系統合同能源管理項目中的節能量測量方法探討

劉克讓（中國石油天然氣集團公司節能技術監測評價中心）

供熱系統合同能源管理項目中的節能量測量方法探討

劉克讓（中國石油天然氣集團公司節能技術監測評價中心）

目前，大慶油田供熱系統已經開始了合同能源管理項目的合作，但對目前節能量確認方法仍有爭議。針對當前供熱系統合同能源管理項目的節能量測量和計算存在一定的局限性的問題，通過具體應用案例，采用GB/T28750—2012《節能量測量和驗證技術通則》規定的測量和計算方法，開展了合同能源管理項目的節能量測量和計算研究，為驗證節能量提供了可靠的依據。

供熱系統節能改造合同能源管理節能量測量和驗證

大慶油田節能技術改造項目已經引入了合同能源管理機制，供熱系統作為油田礦區服務的耗能大戶，已經開始了合同能源管理項目的合作；但對于供熱合同能源管理項目的節能量測量和計算，現有項目采用甲乙雙方約定的節能量測算方法核算節能量，現有計算方法在能耗變化因素和影響環節量化計算中存在較大局限性，節能量測算結果可靠性存在爭議。因此，應用GB/T28750—2012《節能量測量和驗證技術通則》［1］，開展合同能源管理項目的節能量測量和計算研究，能夠提供比較可靠的節能量驗證結果。

1　合同能源管理機制

所 謂 合 同 能 源 管 理 （EnergyManagement Contract，簡稱EMC），是指節能服務公司（Energy ServiceCorporation，ESCO）通過與客戶簽訂節能服務合同，為客戶提供節能改造的相關服務，并從客戶節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤的一種商業運作模式。合同能源管理運用市場機制來實現能源節約，其基本運作機制：通過合同約定節能指標和服務以及投融資和技術保障，整個節能改造過程如項目審計、設計、融資、施工、管理等由節能服務公司統一完成；在合同期內，節能服務公司的投資回收和合理利潤由產生的節能效益來支付；在合同期內項目的所有權歸節能服務公司所有，并負責管理整個項目工程，如設備保養、維護及節能檢測等；合同結束后，節能服務公司要將全部節能設備無償移交給耗能企業并培養管理人員、編制管理手冊等，此后由耗能企業自己負責經營；節能服務公司承擔節能改造的全部技術風險和投資風險。合同能源管理機制的實質是一種以減少的能源費用來支付節能項目全部成本的節能投資方式。這種節能投資方式允許用戶使用未來的節能收益為工廠和設備升級，降低目前的運行成本，提高能源利用效率［2］。

“十一五”期間，中國節能服務產業總產值持續增長，年平均增速在60%以上，成為用市場機制推動中國節能減排的重要力量。合同能源管理項目投資累計達683.95億元，形成年節能能力2242.68×104t（標煤），年減排二氧化碳6106.7× 104t。“十二五”中國節能產業的發展目標：節能服務產業實現總產值3000億元，其中合同能源管理超過1500億元，實現節能能力超過4000×104t（標煤）。成為國家七大戰略性新興產業之首的節能環保產業中最重具市場化、最具成長性、充滿活力、特色鮮明的朝陽行業［3］。

2　節能量測量和驗證方法選取

合同能源管理中節能量確認在GB/T28750—2012發布之前一直使用GB/T13234—2009《企業節能量計算方法》［4］。GB/T13234—2009規定了企業節能量的分類、企業節能量計算的基本原則、企業節能量的計算方法及節能率的計算方法，主要適用于企業節能量和節能率的計算。但在供熱系統合同能源管理項目的節能量測量中還存在局限性。影響供熱系統能耗變化的因素很多且較為復雜，例如環境溫度、管網變化、供熱面積等都能影響到節能量，需要對能耗影響因素進行深入研究，但合同能源管理項目要求對某一個或某幾個特定的節能措施產生的節能量有準確量化，應用GB/T13234—2009不能比較準確地測量供熱系統節能項目節能量。

GB/T28750—2012規定了節能量測量和驗證的相關定義、計算原則、方法、內容、技術要求以及測量和驗證方案等。GB/T28750—2012的發布，為各方提供了節能量評估的通用方法，為合同能源管理項目節能量確認提供了通用的標準。應用該標準規定的測量和驗證方法，建立供熱系統節能改造的“基期能耗-影響因素”模型，可以比較準確地進行供熱系統節能量確認［3］（圖1）。

節能量計算的參數關系：Es=Er-Ea

式中：

Es——節能量；

Er——能耗；

Ea——標準能耗。

圖1　節能量計算及相關參數示意圖

3　項目案例應用

3.1項目概況及節能改造方案

大慶油田礦區服務事業部某物業管理處現有燃煤鍋爐房1座，在用3臺燃煤鍋爐，熱力站6座，負責14家駐礦單位及83棟住宅樓民用的供熱管理工作，供暖服務面積42.55×104m2。

節能改造項目實施前，鍋爐房3臺大的循環泵并聯為1組泵，加上熱力站的循環泵構成1套強制循環系統，設計供回水溫度115/70℃，實際運行達到過98/55℃，出水壓力維持在0.7MPa，是一個典型的大流量小溫差運行模式，這種運行方式最大的弊端是整體管網平衡失調，近端熱、遠端冷。同時，供熱系統阻力的增加相應加大了循環泵的功耗和電耗，造成嚴重能耗浪費。

節能改造通過分布式變頻二級泵技術把傳統供熱系統中包含熱源和一次網的集中大循環水泵分解，形成熱源和熱網都具有各自獨立的水動力循環系統；而由熱源向熱網實現熱能傳輸，則是在熱耦合均壓管處通過兩套水動力循環系統的動態運行完成的。同時，在各熱力站二次側分水器上設置二次供水加壓泵，每個分支系統按照需求從系統中抽取流量，達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到平衡。

3.2節能量測量和過程驗證

3.2.1劃定項目邊界

GB/T28750—2012中規定“所有受節能措施影響的單位、設備、系統（包括附屬、輔助設施）均應劃入項目邊界內”。

本項目以變頻二級泵技術為主要手段對熱網進行改造，實現將熱量按需分配，減少熱量浪費，實現節能。盡管未對鍋爐和用戶末端進行節能改造，但由于受熱網節能改造影響，鍋爐熱負荷相對降低，鍋爐鼓風機、引風機等相關輔機用電量變化，因此，項目邊界為鍋爐房、熱網管網、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項目基期和統計報告期選擇

項目基期為改造前的一整個采暖期，統計報告期為改造后的一整個采暖期。安裝調試階段在采暖期外。

3.2.3能耗量測量和統計

測量參數包括供熱系統中各類循環泵的電能參數，鍋爐的鼓風機、引風機等輔機的電能參數，相關水表底數，采暖期平均溫度等數據，查看煤的分批次檢驗報告，煤及天然氣的采購憑證和相關庫存等報表。經統計和測量計算的基期和統計報告期的耗能數據見表1。

表1　基期和統計報告期耗能數據

3.2.4節能量驗證核算

考慮到采暖期的氣候變化因素，節能效果采用“單位面積單位度日數能耗”指標進行改造前后能耗量核算基準對比計算［5］。

采暖期度日數：采暖期度日數為室內基準溫度與采暖期室外平均溫度之間的溫差，乘以采暖期天數的數值，單位為℃·d，即

Ddin=（tn-tp）×n（1）

式中：

Ddin——采暖期度日數，℃·d；

tn——室內基準溫度，℃；

tp——時間采暖周期內室外干球日平均溫度，℃；

n——采暖期天數。

單位面積單位度日數能耗可由下式求得：

式中：

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

F——建筑物的建筑面積，m2。

1）節煤量計算。由于煤的低位發熱值發生變化，基期煤耗折算后為29166.51t。

基期單位面積單位度日數煤耗：0.01337 kg/（m2·℃·d），折算為統計期校準煤耗為32 074.32t，節煤4044.32t。

2）節電量計算。基期單位面積單位度日數電耗：0.00161kWh/（m2·℃·d），折算為統計期校準電耗為386.24×104kWh，節電158.93×104kWh。

上述的節能量是在供熱系統正常運行條件下測量并計算的。供熱鍋爐未進行改造且運行方式沒有改變，用戶沒有進行建筑節能改造，管網也沒有大規模的漏失情況出現。本次節能改造前后熱源和用戶這兩個主要因素基本沒有變化，通過合理的能耗計算指標考慮到了氣候變化因素的影響，因此，本次節能量核算結果是可靠的。

4　結論

1）計算分析表明，使用GB/T28750—2012中相關節能量測量和驗證方法，通過分析影響能耗變化的主要參數，選擇合理的計算指標，建立合理的校準能耗計算方法，是可以比較可靠地對供熱系統合同能源管理項目中的節能量進行測量和驗證。

2）開展油田各種耗能系統節能技術應用項目的節能量測量和計算方法研究，可以推動油田合同能源管理項目規范性實施。

［1］中國標準化研究院.GB/T28750—2012節能量測量和驗證技術通則［S］.北京：中國標準出版社，2013.

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

［3］人民網.我國節能服務產業總產值“十二五”將達3000億元 ［OL］.2011-1-13/2014-2-28.http：//politics. people.com.cn/GB/1026/13727725.html.

［4］國家發展和改革委員會能源研究所.GB/T13234—2009企業節能量計算方法［S］.北京：中國標準出版社，2009.

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

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.005.012

2015-02-04）

劉克讓，工程師，1994年畢業于哈爾濱理工大學（技術監督專業），從事油氣田節能技術監測評價工作，E-mail：liukr0459@cnpc.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田技術監督中心節能技術監測評價中心，163453。