能耗数据分析

能耗数据分析（精选十篇）

能耗数据分析 篇1

2006年3月我国政府首次将能源强度 (Energy Intensity, EI) 列入经济政策, 并规定到2010年, 单位GDP能耗降低20%左右目标;2009年12月我国政府在哥本哈根气候大会上承诺, 到2020年单位GDP的二氧化碳排放量相比于2005年下降40%～50%;这一系列事件表明我国政府正在实施并加强转变能源型经济、粗放型经济为集约型经济的决心。“十七大”的创新型国家理念推动了我国创新型省份、创新型城市、创新型乡镇、创新型园区等的建设步伐, 在衡量以上不同层次实体创新的指标上, 无论是国家科技部的《关于进一步推进创新型城市试点工作的指导意见》 (国科发体[2010]155号) 创新型城市建设检测评价指标、还是省级关于不同层次创新实体考核指标 (比如, 江苏省创新型城市、乡镇、园区建设评价考核指标体系) 中都有关于万元GDP综合能耗 (吨标煤) 的衡量标准要求。可见, 能源效率问题已经由单一的强调其重要性模式过渡到具体实践, 也就是说, 能源约束的刚性特征正在深入人心。

二、文献述评

能源效率的主要研究视角比较广泛, 比如基于能源效率衡量的指标能源强度, 从产业结构、技术等因素变迁对能源资源效率的影响;将能源作为生产要素之一, 研究经济增长与能源效率之间的关系。蔡晓春, 肖小爱 (2010) 在全要素能源效率的框架下, 基于超效率DEA能效评价模型, 对我国1998～2007年不同省市的能源消耗数据的研究, 认为中国区域能源利用效率差异显著, 在节能方面, 各省份还有很大的提升空间。仲伟周、王军 (2009) 运用OLS和GMM模型验证了地区能源禀赋与地区能源消费强度正相关、技术进步有利于地区能耗水平的降低以及第一、二产业占国民经济比重左右着地区能耗水平的高低。王忠诚、李宁等 (2011) 利用因子分析的方法, 对江苏省1990～2007年能源系统安全状况进行实证分析认为, 该区域总的能源系统安全状况将趋于下降, 虽然该区域的能源子系统安全状况变化不同。显然, 上述研究要么没有将区域能源作为主要对象, 要么是通过实证分析法给出定性式的研究结论, 要么是受研究方法所限, 不能够针对区域能耗给出比较科学的预测。那么, 当前我国的区域能源利用效率是不是还有上升空间、能源强度这个能耗效率指标如何才能很好地发挥其作用, 本文借助江苏省盐城市近五年的能源消耗及政府未来预期情况予以讨论。

三、实证分析

(一) 样本数据。

目前, 盐城市上上下下正在为创新型城市的目标筹措规划, 在创新型城市指标体系中, 能源强度达标是一个必要条件, 因此, 研究区域能源耗费特征, 无论是对创新园区、还是创新型城市的建设都有一定的现实意义。为了揭示区域性能源耗费特征, 在样本数据的选择上, 主要关注盐城市能源耗费历史数据 (表1) 。

1.能源耗费历史数据。

盐城市目前辖区共9个区县, 能源消耗主要分布于三大产业及生活领域四个方面, 相对于“十五”期末, “十一五”末的能源强度下降了17.90%, 但是能源耗费绝对总量却提高了58.12%。固然, 能耗是单变量, 但是这个变量的变化特征却是在经济系统综合因素作用下形成的, 诸如, 产业结构升级、技术进步、各级政府对高GDP政绩的追求等等, 研究行业的能耗特征有利于揭示行业发展对总能耗的影响。

2.能源耗费预测数据。

基于在未来能源消耗指标上, 政府相关部门对“十二五”的GDP增长及能耗状况进行了预测。相对于“十一五”末, GDP是按当前价格水平实现年均14.87%的增长, 2011～2015年期间GDP目标值分别为:2, 585亿元、2, 970亿元、3, 410亿元、3, 920亿元、4, 500亿元;同时, 万元GDP能耗年均下降目标是3.66%、“十二五”累计下降17%, 万元工业增加值能耗年均下降4.36%、“十二五”累计下降20%, 综合起来看, 年度能耗总量按照年均10.6%比率增长, 2011～2015年期间能耗目标值分别为:1, 500万吨标煤、1, 660万吨标煤、1, 860万吨标煤、2, 030万吨标煤、2, 250万吨标煤。这种基于目标GDP和“能源强度”两个指标的综合能耗预测固然有其合理性, 却忽略了行业能耗的特征, 基于此, 下文采用GM (1, 1) 模型对能耗进行综合与分行业进行预测, 期望揭示能耗的有效预测区间。

(二) 能耗特征及预测。

下面借助GM (1, 1) 模型对盐城市的总能耗、第一产业、第二产业、第三产业和生活能耗五个方面的数据分别进行特征分析并预测。为了节约行文篇幅, 本文以生活能耗为例阐述GM (1, 1) 模型的具体研究方法和步骤, 其他类型能耗类似处理。

生活能耗实际数据的GM (1, 1) 白化模型:undefined, 其时间响应式为, undefined, 时间响应式也是样本数据的特征式, 其拟合效果可以通过比较拟合数据与原始数据之间的相对误差来衡量。如果通过实际数据建立的GM (1, 1) 模型相对误差较大, 说明实际数据中蕴藏某种内在规律没有被充分发掘, 在这种情况下, 通常将弱化缓冲算子作用于实际数据生成的弱化数据作为研究对象, 用来揭示数据所蕴藏的潜在规律。

由于根据生活能耗实际数据建立的GM (1, 1) 模型的拟合误差相对较大, 因此, 对原始数据按照上文的弱化数据的方式处理后, 再建立GM (1, 1) 模型:undefined, 其时间响应式为, undefined, 显然, 弱化数据建模的拟合效果明显改善。

1.不同行业能耗及总能耗的特征。

为了研究行业与盐城市总能耗的特征, 首先, 基于实际数据分别建立四个行业及总能耗的灰模型以揭示能耗特征。关于GM (1, 1) 的精度如何确定, 会理论并没有给出明确的标准, 仅是基于拟合优度的标准认为, 相对误差较小的GM (1, 1) 模型具有较强的揭示数据蕴藏规律的能力。从四个行业能耗及总能耗实际数据的GM (1, 1) 模型来看 (表2) , 相对误差较小、即能耗特征比较稳定的是第二产业与总能耗, 相对误差都比较低, 都低于1%。而第一、三产业能耗及生活能耗相对于总能耗和第二产业能耗来说, 呈现出明显的不稳定性, 为了充分揭示这三个行业的能耗特征, 分别一阶弱化实际数据、并进行相对误差检验发现, 基于弱化数据的GM (1, 1) 拟合优度有所改善, 虽然相对误差特征仍不及总能耗与第二产业能源原始数据所表现的特征。由此可见, 在今后能耗的不确定性主要来源于第一产业、第三产业的能耗和生活能耗。从绝对数量看, 第三产业和生活能耗应该成为关注的焦点。

2.不同行业能耗及总能耗的预测。

一般的, GM (1, 1) 模型良好功能体现在其预测上, 并不像判断GM (1, 1) 模拟效果确定的标准不确定, 关于GM (1, 1) 模型的适用范围、即预测功能的判断, 却有着明确的标准:当发展系数-a≤0.3时, 模型的预测功能良好。根据对能耗特征研究的GM (1, 1) 模型发现, 基于实际数据, 五种数据的GM (1, 1) 模型都表现出很好的预测功能, 第一、二、三产业能耗、生活能耗及总能耗各自的发展系数分别为:0.0239、0.0472、0.0439、0.1138、0.0798, 虽然在拟合效果上, 只有第二产业能耗及总能耗表现出较好的特征。因此, 基于实际数据的GM (1, 1) 模型可以用来预测未来的能耗水平 (表3) 。

(三) 分析。

能源强度指标节能效果受限。单纯的能源强度指标控制, 在一定程度上引起了政府对能源资源的重视、并有利于提高能源利用效率, 但是对能源利用效率潜力的开发仍显乏力。这是因为, 上级政府的能源强度指标的制定并不可能照顾到各个地方的经济发展用能状况, 地方节能潜能一定程度上属于“私人信息”, 因此, 能源强度指标只是具体执行者的能源强度的上临界, 只要经济发展能耗不超过这个上临界, GDP的增长便成为政府关注的唯一焦点, 这也正是上文所提到的伴随着能源强度的降低却带来了能耗大幅度增长的原因。

行业能耗主体转移特征明显。从行业能耗特征研究中可以发现, 第二产业依然是能耗大户, 趋势比较稳定;生活能耗的走强、同时呈现出强的波动性, 这一点是值得关注的, 可以预见, 生活能耗将是继第二产业又一大能耗主体。

节能空间明显。由于能耗总量的平稳特征, 因此, 基于该数据的能耗预测也就存在着一定的可信度, 对比盐城市政府2011～2015年的能耗预测, 可以发现, “十二五”期间, 该市存在着655.43万吨标煤的节能空间;即使是基于实际数据, 包含各个行业能耗的波动特征, “十二五”期间仍然有248.78万吨标煤的节能空间;该市最大的节能空间可以通过各个行业能耗历史数据弱化后进行估计, 将达到900.91万吨标煤。

四、结论与建议

基于盐城市能耗数据的分析发现:第一, 行业能耗呈现不同特征, 生活能耗的相对分量正在逐渐增强;第二, 政府的能耗预测存在着很大缓冲余地;第三, 把单位GDP能耗列入经济政策中, 用量化指标来衡量经济质量, 充分体现了中国政府转变能源型经济、粗放型经济为集约型经济的决心。但是一定时期内能源强度量化指标的柔性不足, 不利于下级政府及企事业单位节能潜力的开发。为了克服这种决策方面造成的实际能源利用效率的丧失, 特提出以下两种衡量政府绩效的建议:

(一) 柔性的能源强度衡量法。

一是上级政府根据能源消耗的历史数据从宏观上确定能源强度指标, 作为刚性的标准予以执行;二是基于刚性的能源强度指标, 制定区域能源强度弹性下降幅度绩效评价指标, 比如将年度能源强度相对于刚性指标下降的百分点作为衡量区域政府工作业绩的一个标准。这样政府工作业绩的评判就兼顾了GDP的增长率以及能源强度的下降幅度, 具体可以用公式表示为:undefined, 其中, EF表示政府的工作绩效;EI·表示目标能源强度, EI表示实际能源强度;GDP·表示目标国内生产总值, GDP表示实际国内生产总值;α、β代表权重。

(二) 能耗绝对量衡量法。

由于能源强度指标是一个动态的变量, 技术是导致其下降的客观要素之一, 为了体现其动态性, 将能源强度动态化则是促使能源充分利用的必须手段。在GDP作为衡量区域经济发展指标的前提下, 确立固定的GDP目标, 动态化能源耗费的绝对量, 具体做法是:一是运用一个切实可行的方法, 科学预测出一个能源耗费绝对量的下限和上限;二是将目标层级化, 比如, 可以将这个能源耗费区间分成五个级别:低于下限、下限至下限1/3、下限1/3至下限2/3、下限2/3至上限、大于上限;三是分别针对五个级别给予政绩标准。在GDP依然作为政府工作绩效的一个衡量指标的前提下, 能源实际耗费量指标作为考核政绩的一个标准, 有利于培养执政者能源短缺的紧迫感。

参考文献

[1].Jan Cornillie, Samuel Fankhauser.The energy intensity of tran-sition countries[J].Energy Economics, 2004

[2].Chunbo Ma, David.I.stern.China's changing energy intensi-tytrend:A decomposition analysis[J].Energy Economics, 2008

[3].朱文宇.技术进步、资源配置与能源效率[J].经济研究导刊, 2009

能耗分析报告 篇2

xx年以来，我单位把节能降耗工作纳入到重要日常工作，使之制度化、经常化管理，制定了节能工作制度、奖惩制度、一票否决制度。加大节能降耗宣传、检查和执行力度。今年全年我单位消耗水xx吨、电xx 度、油xxx 升，分别比201x年下降x %、x %、x %。达到全省制定的公共机构节能计划。

一、电耗能耗分析

对机关照明设备进行了更新，推广使用了一批节能照明灯具和办公设备，节电工作我们坚持从点滴做起，从小事做起的原则，要求办公室无人或下班离开要关闭用电器材和办公设备，做到人走灯息、断电，每周指定一名人员负责检查监督，值班人员积极做好办公楼夜间关闭后的清场工作，确保了无长明灯和未关闭的空调、电脑等用电设备。夏季在机关办公楼楼道内张帖了“节约用水用电”的节能宣传标语，并在办公室使用空调温度不低于 26 度。

二、水耗能耗分析

主要是办公区卫生间水耗。水电工按照制度定期检查大楼的用水情况，加上检查员和督察员每月检查和督察，对管道“跑、冒、漏、滴”及时修理，逐步使用节水器具，降低办公区域用水量。

三、油耗能耗分析

油耗目前主要是机关公务车辆用油。通过制定了油耗定额的制度和加强对驾驶员的管理，加强对车辆使用管理，以及油耗定额关系到驾驶员年终安全奖考评，驾驶员加强了节约油耗的意识。每月组织对驾驶员进行一次业务知识学习、一次车辆保养评比，增强了驾驶员的业务技能，有效的减少了车辆维修费用。

四、存在的问题

一是节能意识还比较薄弱。部分同志对节能工作重视不够，在节能法规的宣传、节能技术改造更新、管理措施落实、干部职工节约意识等方面还做得不够。二是节能管理体制尚不完善。目前，公共机构节能管理工作在机构设置、人员配备、经费保障等方面还不适应节能工作的发展需要，公共机构能源消耗定额支出标准和科学化、规范化的节能管理体系还尚未形成。三是节能技术推广应用不够。由于未完全形成鼓励节能技术推广政策体系，一些先进适用的节能技术，高效能产品尚未推广普及。

五、今后努力方向

3G移动台能耗理论分析 篇3

【关键词】能耗理论;3G移动台能耗;分析

自从2009年3G的分发开始，中国用户将逐渐向WIMAX网络和4G网络转移。据中国人民共和国工业和信息化部的权威统计截至2013年2月底，我国3G用户总数为2.6亿户，3G用户渗透率达到23.0%，中国移动、中国电信和中国联通的3G用户数分别达到10418.4万户、7224.9万户和8348.4万户，我国已经拥有全世界最大的通信网。国内外的3G手机用户越来越多，手机的功能也越来越多，这也意味着移动台对手机电源的要求也越来越高针对这个问题，采用进行数据模拟仿真建立数学模型的方法，来找出信息传递能量消耗模型。通过改变模型中数据来找出电源电池电路的功耗与发射台距移动台距离的关系。通过这些来让用户知道如何更好的节省手机电源。

一、构建3G能耗消耗模型

通过分析研究可以知道，移动台到基站的数学模型简化如图2.1所示：

图2.1  移动台到基站距离简化模型

在图2.1中基站的收发信号范围为一个半径为 的圆，即假设小区为一个半径是 的圆，而移动台在这个范围内随机走动，且移动台的移动假设符合均匀分布（在小区内任意地方出现机率相同），假设移动台本身高度（包括发射天线）为h，基站的高度（包括接收天线）为H，移动台到基站的距离为 。移动台顶端到基站天线顶端的距离为 .则d= .假设移动台的移动符合均匀分布，则满足概率密度函数 。由此可知在该移动台小区范围内的能耗 即 bit/J，式中 为基站覆盖区域的半径。

假设移动台与基站之间的信号传递为直线传播，即电磁波在自由空间（理想的、均匀的、各向同性的介质）中传播，它将不会发生发射、折射散射和吸收现象，即只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗。假设发射点的发射功率为 ，以球面波辐射;设接收的功率为 ;则有 ，式中 ， 为工作波长， 、 分别为发射天线和接收天线增益，d为发射天线与接收天线的距离。根据传播损耗定义可知： ，即可简化为传播损耗L：      （2.1）

考虑移动台传递信号进行直线传播，认为移动台与基站距离为d，总的功率消耗为 ，其中 为传输功率， 为功率放大器之外其他电路消耗功率， ; 是漏极效率， 是峰均比（Peak to average ratio，PAR）。对于MQAM调制， ，每符号的比特数定义为 。信道为k阶路径损耗，且为加性高斯白噪声（Additive white  Gaussian noise AWGN），根据Cui等使用的传输率 ，不考虑信道估计的影响，可以将传输功率 写成：

（2.1）

这里比特电路与移动台内部能耗之和为 ， 是传输比特率， 是载波波长，  是用于补偿硬件电路处理和加性背景噪声或干扰链路裕量.  是接收噪声系数，定义为： = ，这里 为接收器輸入端总的有效噪声功率谱密度（Power spectral density，PSD）， 为室温下单边带热噪声 PSD.。因此可以得出每比特能耗为：

（2.2）

其中， 为移动台进行通信时的电源电路所消耗的功率，且 ≈   + + + + + +  ，令 为平均误码率，采用 BPSK 传输时，则传送每比特平均能耗[2]  ，其中功率无线收发信机、基带信号处理电路、基带控制电路、存储电路、盘、显示器、外部接口分别用 、 、 、 、 、 、 。

2移动台发射和接收功率分析

通信的时候在逻辑上需要两条链路：一条是出去的，一条是进来的（上行和下行）;上行是指信号从移动台（一般指手机）到基站（2G叫BTS，3G叫NODEB）到BSC 下行是指信号从BSC到基站（2G叫BTS，3G叫NODEB）到移动台（一般指手机）这两条链路必须要分开，否则通信无法正常进行，由此产生双工模式。

在码分多址系统中，有两方面的干扰，一方面是使用同一CDMA无线频带的移动台和基站造成的干扰，称为自干扰;另一方面是CDMA相邻频带或者模拟系统单元所造成的干扰。CDMA系统通信质量和容量主要取决于受到干扰的大小。由屈志英等使用的功率与CDMA系统容量关系式[16]可知：功率和负载之间的关系可以表示为总功率P（接收信号加基站噪声）与基站噪声之比为：

（2.3）

其中总的接收干扰 ，N表示小区内移动台数目，W表示系统带宽， 别是热噪声密度，S表示接收信号强度， 表示话音激活因子，F表示基站噪声指数，小区负载 。

评估分析锅炉能耗系统 篇4

1 工业锅炉热利用率低成因分析

1.1 来自锅炉管理人员的原因

司炉工对煤炭的性质缺乏了解,没有掌握第一手的参数(如炉膛压力、过剩空气系数等),或对这些参数把握不到位,锅炉在负荷且波动频繁的情况下,锅炉管理人员一般会根据蒸汽压力值的大小来决定燃煤量的多少,要注意调节其他与燃烧有关的设定参数。恰恰是这种不合理的操作方式,导致锅炉不能以最佳燃烧方式运行,直接造成了能源的浪费,增加了不必要的生产成本。

1.2 在热力系统中造成的浪费

热力体系是由工业锅炉、送热管网以及用能设备三部分组成,工业锅炉对能源的利用率乘以送热管网对能源的利用率再乘上用能设备对能源的利用率,这三者的乘积才是该套系统的整体利用效率。由分析可知,锅炉能耗的高低不仅直接决定了自己热效率利用的高低,整套系统的能源利用效率也直接被其决定着。

2 运行操作不当造成能源损失

数据出自对多年的试验统计分析,工业锅炉大都存在结水垢的事实,水垢的存在不仅使传热变慢,浪费能源而且极为不安全。水垢的存在极大地伤害了锅炉的正常运行:对燃料的浪费,对锅炉的受热面造成不可恢复的损害,锅炉的出力被压制,这些都会直接影响到锅炉的使用寿命。这也不是一朝一夕造成的,其主要原因是锅炉的管理人员文化程度较低,知道的化学专业知识较少,水处理的交换剂再生的不及时,其主要是因为没能及时的发现水处理的交换剂没能继续起作用,这就大大耽误了再生水交换剂的时间,造成了水垢在锅炉上生出,再生时序延迟造成锅炉原规模,其次交换剂随着使用时间的增加交换效果也就没有那么明显,部分交换剂会由于各种原因被损坏或被其他物品堵住不能起到交换剂的作用。再生后的交换剂没有在实际运用过程中根据锅炉的现状进行及时的修正。常常把高压蒸汽膨送往低压蒸汽加热设备,启动锅炉时,经常把大量的蒸汽排出,这也是能源浪费的一方面,锅炉排污量控制的不合理,锅炉内的炉渣沉积规模较大,对热管各种阀门泄漏的现象不管不问,根据阀门泄漏测试结果表明一天浪费的水和蒸汽的量是惊人的,更别说设备上这么多的阀门了。设备配置不完整造成的能源浪费在这个过程中系统中没有专门的蒸汽冷凝回收装置,因此任何品质的蒸汽遇冷结成水流失,造成热能的损失。在工艺系统中没有装设蓄能器,当蒸汽使用量不大时,剩余的蒸汽无法通过喷嘴进入蓄能器,把热能合理的储存起来。烟道的底部没有换热器这种设备,锅炉排烟的余热没能被充分的利用起来,致使在排烟的过时节入口或出口挡板来控制的,这就让电机白白的做了很多无用功,大量损耗了能量。在现实的使用过程中,风机、水泵等设备设计的电机量比实际上要高很多,这也就出现了大材小用的现象,排污系统的效率不高,扩容器或换热器没有安装,这对排污热量的排污是不合理的,在设计和安装上也是不科学的。由于输汽管道是裸露的,保温层的上面的防雨措施不是太好,蒸汽输送管道在城市中的分布不科学,他们大都应用偏大管径的、较远的输送距离对蒸汽进行输送,这在输送过程中肯定会造成蒸汽的损失,从而导致能源的浪费。

3 锅炉系统诊断后节能措施

3.1 采用锅炉燃烧自动控制技术

对工业锅炉燃烧的自动控制系统可以由于负荷出现变动实时地对给煤、给水、鼓风、引风等机构作出最优的调整,让风、煤的配比始终处于最佳状态,这就让锅炉的燃烧指标一直在最优的状态,这就保证了锅炉在最优的状态下工作,这些措施的节约能源的效率不会低于10%。

3.2 加强燃煤管理

燃煤的质量由公司统一采购,煤质一定要符合本公司的锅炉特性,不能贪图便宜购买煤质低劣的燃煤。

3.3 均衡负荷

根据本企业的锅炉的负荷曲线,一般情况下在冬天时负荷的最大值和最小值的差距较大,最大值的负荷会高出锅炉的设计容量,最小值时负荷几乎为零。要是想办法降低最大值,升高最小值,对蒸汽负荷作出合理的安排,既能充分发挥单台锅炉的最大出力能力,又可让锅炉在最大负荷下连续的工作,这是比较经济划算的。让蒸汽的负荷被均匀的分配和得到合理的控制,这样就加大了煤的燃烧效率,这也给应用自动控制技术创造了条件。要是企业的锅炉容量较大,在一定时间内能满足企业生产带来的蒸汽负荷需求,就不需要在增购锅炉了。

4 结语

综上所述,工业锅炉要应用多种节能的措施,要合理的降低对能量的消耗,同时也要做好下面的工作:蒸汽冷凝水回收装置一定要安装,排烟换热器蒸汽蓄热器等设备也不要因为贪图一时的经济效益而放弃安装。水处理交换剂再生时间的把握以及在锅炉内合理的添加辅助性的药品,开展对防止水垢结生的专题培训,让锅炉管理人员明白其中的原理,提高他们的文化水平。测试锅炉实际的能效,有效的把握锅炉的运行状态。实践表明,这些措施对能源的利用率的提高方面有莫大的帮助,以此企业也可以降低成本，经济效益也就明显的提高了。

参考文献

[1]赵志红,丁艳,袁隆基,李聪.火电厂锅炉给水温度耗差分析模型的建立[J].锅炉技术,2011,(03).

写字楼能耗分析报告 篇5

能耗在写字楼物业管理中占据极为重要的位置，其费用支出约占物业管理成本的30%-40%（不含代收代缴部分）。在人力成本很难下降的今天，节能降耗就变成物业管理的主要赢利点。

既建的楼宇节能可以分为两种：一种投入一定的资金通过对原系统设备进行改造,修正原设备不合理的匹配和失误,或是在楼宇中采用一些先进的产品和技术来达到节能的目的.我们称之为改造节能;另一种是通过科学的管理方法,不需要投入资金就可以达到节能的目的,我们把它称为管理节能。

下面我们就从写字楼的后期管理中能耗组成来谈如何节能。

一、物业管理中写字楼能耗组成1、电能。主要有中央空调及末端设备、公区照明（走道、楼梯、地下室、设备房照明）、电梯（电梯用电、井道照明、轿厢照明等）、水泵（给水泵、消防泵、排污泵）、通风系统（排烟、排风、正压送风等）、电信设备（电话网络机房设备用电、手机信号覆盖设备用电）、安防设备（车场管理系统、监控系统、消防系统、门禁系统等）、其它机房设备用电等；

2、水耗。绿化用水、保洁用水、公共卫生间用水、开水房饮用水、中央空调冷冻冷却系统用水、其它用水（如设置洗车场的用水、消防用水）等；

3、天然气。主要中央空调用气、食堂用气等。

二、能耗使用状况分析

1、中央空调系统是大楼的能耗大户，其能耗一般能占到写字楼能耗的40%-65%，其所在比例的高低一般取决于四个方面：一是大楼本身的节能设计是否足够好，如外墙保温、玻璃是否中空或更好；二是中央空调设备的选择和施

工工艺及材质是否是节能型，如水管的保温厚度及材质的选择、中央空调的选型等；三是中央空调的日常运行方式是否做到节能，如空调的开启时间、出水回水温度、是否有智能调节系统等；四是中央空调的运行管理、维修维护是否满足设备要求并节能，如发现问题是否及时处理、风管的清洁及末端设备的清洗、巡检的频次和内容能否在第一时间发现问题并及时处理、保养过程是否专业、结果是否达到应有的效果等。

2、电梯用电是大楼能耗的第二大户。一般有如下几个方面影响电梯的能耗：一是设备的选型是否节能，如选用带能量回馈装置的电梯；二是多台电梯的运行方式，如群控方式、单独控制等；三是电梯的运行管理和维修维护是否满足要求，如设备老化及锈蚀将增加电梯运行能耗等；电梯轿厢照明是否采用节能型灯泡；井道照明是否用完及时关闭等。

3、公区照明的能耗。一般受下面几个因数影响：一是灯具的选择及开关控制方式；二是灯具的数量及设置方式；三是运行管理方式，如时控器等。

4、其它系统的用电基本恒定，除去前期设备选型对能耗的影响很大外，后期管理节能的方法和手段不多。

三、节能分析及建议

（一）中央空调系统

1、管理节能（进出水温度调节）

一般来讲，冷冻水的温度每升高1℃(或是热泵供热水温度每降低1℃)能耗下降3%.长期以来,人们将制冷工况7-12℃(冷凝温度由环境决定)和热泵工况40-45℃(蒸发温度由环境决定)作为中央空调系统的标准工况, 有超过80%以上中央空调系统的使用者在整个运行中都严格的”遵守”了这一标准工况,这就无端

耗费了大量的能源.目前中央空调调节室内温度的传统的方式是按标准工况进行的,冷冻水温度7℃(热泵冷凝水45℃)保持不变，当不需要太多冷(热)量时，电磁阀门自动关闭，既室内的温是通过流量的调节来控制的，我们称之为“量的调节”；而通过控制中央空调冷冻水(热泵冷凝水)的出水温度来调节室内的温度，此种调节方式称之为“质的调节”。其“质的调节”好处是降低了单位冷(热)量的能耗。

传统的中央空调系统“量的调节”是一种极其不经济的调节方式,其做法损耗了更多的电力，应倡导对中央空调进行“质的调节”，特别是在过渡季节期间，因末端设备相对有较大的换热余量,通过提高冷冻水的出水温度(或降低热泵工况冷凝温度),完全可以在不牺牲舒适度的前提下,达到节能的目的。

将室内温度提高2-3℃（或冬季降低室内温度2-3℃），那末通过提高冷冻水出水温度(或降低热泵工况冷凝温度)的措施既可以提高制冷机的效率，又可以达到少提供冷（热）量以使室内温度达到规定的要求。更重要的是：对中央空调系统进行“量的调节”，使控制室内温度更具有可操性.其实在实际运行中，中央空调系统实现经济工况运行,不仅仅是每升高（或降低）1℃，减少能耗约3%左右，还使得制冷机的制冷（热）量有所增加；还会减少制冷机及配套水泵开启的台数,使节能效果更为显著。如3台制冷机以7℃出水温度按80%负荷运行,同2台制冷机以10℃出水温度按100%负荷运行,后者所提供的冷量仅减少了9%(而不是17%),但减少的能耗约为25%.2、管理节能（时间）

一般写字楼的空调开启时间从早上7、8点钟到下午5、6点钟。这个时间可根据实际运行经验进行微调。比如，写字楼九点上班，那么员工一般在8点半

到九点之间将是主要人流时间，如果空调从开启到楼内温度合适的时间需要1个小时，那么我们在7点半钟开启比较合适。

在春秋两季温度较为合适的季节。我们可以根据天气的变化适时调节进出水量和温度，必要时可关闭空调，开启新风系统那个，或缩短空调的开启时间。

对于周六日、节假日的管理。可根据写字楼的各办公室的加班情况，制定详细且节能的管理方式。这个与写字楼的实际状况相关，这里就不在论述。

3、维修维护对节能的作用

一个运行良好的中央空调系统是节能的管理。而对系统的维护保养则是空调系统运行良好的最有力的保障。所以我们建议空调需要由专业技术人员和公司对其进行维护保养，且严格按照设备厂家提供的运行要求进行管理。

建议对各种设备及其附属器件做预防性检查，为早期发现故障及查找原因并进行检修作准备。包括：运行人员一班一次检查、维保人员每月一次巡检、维保人员每年检修。机组修理分为：大修、中修、小修周期如下所示：大修→小修→小修→中修→小修→小修→中修→小修→小修→大修。每一大修周期基本包括六个小修和二个中修。维修时间参照：5～7年大修、2年中修、12个月小修、每月定期检查。

以上的几种节能方式不是独立存在，建议各写字楼根据实际情况，将之组合起来使用，并在实际操作中严格执行。这样才能做到节能降耗。

（二）电梯系统

1、电梯的运行管理方式

写字楼中的电梯一般有下列几种管理方式：

一是群控管理，就是将多台电梯集中控制，在楼层分配过程采用智能化模型，当电梯有外招时，可根据每一台电梯的现状进行分析处理，然后指令最合适的那一台电梯（一般是选择最近的，且未满载）响应，电梯厅的多部电梯选用此种方式。一般电梯厂家提供的此类程序是可以根据运行情况进行参数修改的。建议在运行管理中多观察，根据运行能耗结果进行参数修订，如群控的电梯台数，载重量的微调，电梯无外招时的停靠楼层等。

在客流量很小的“空闲状态”，空闲轿厢中有一台在基本待命，其他所有轿 厢被分散到整个运行行程上，为使各层站的候车时间最短，将从所有分布在整体服务区中的最近一站调度发车，不需要运行的轿厢自动关闭，避免空载运行。上班时，几乎没有下行乘客，客流基本上都上行，可转入“上行客流方式”，各区电梯都全力输送上行乘客，乘客走出轿厢后，立即反向运行。

下班时，则可转入“下行客流方式”。

午餐时，上、下行客流量都相当大，可转入“午餐服务方式”，不断地监视 各区的客流量，随时向客流量大的区域分派轿厢，以缓解载客高峰。

二是分散控制，就是电梯不联网，每台电梯各自运行，各自响应自己的外招。一般的消防电梯就采用此种模式。此种模式又有如下几种运行模式：电梯无召唤时停靠在所在楼层；电梯无召唤时停靠在中间楼层；电梯无召唤时停靠在一层。此三种模式的能耗差别不大，后两种在实际运行中比第一种略微节能。

2、电梯的维修维护与日常管理

建议由专业电梯公司负责电梯的维修维护，物业公司负责日常巡视和监督检查电梯公司的工作。做好电梯日常维修，做好井道内相关机械部件的锈蚀处理，轨道保证不缺少润滑油等措施。这里因为涉及到更多的管理技术细节，不在累述。

3、电梯相关照明节能

对于井道照明，因为用时才开启，其能耗不大。节能效果不明显。只要做好相应的管理制度，不出现长明灯就行。

电梯轿厢照明是小区或写字楼的节能重点。现在通行的做法是电梯公司提供的做法：就是电梯停止不动后几分钟，电梯照明关闭，一旦有外招则自动打开。根据以往经验，电梯轿厢照明推荐改用LED照明系统，可每年节能20%左右；适当控制轿厢照明的照度也能起到节能的作用。

（三）公区照明系统

因其系统的特殊性，节能措施可从多个方面实施：

1、新技术新材料节能。如采用更为节能的灯具，智能型时控器等。但在新技术新材料的使用中要考虑改造成本和维护成本。比如现在地下室使用的节能灯有T5和T8，厂家说T8比T5节能，事实却是如此，但是T8的寿命还偏短，成本也比T5要高。采用那一种，需要经过成本核算才知道。

2、管理制度节能。将节能降耗的思想融入到实际管理中。加强巡视，发现不该亮的灯立即关闭。根据季节的变化，调整时控器的时间，如夏天总平灯具的开启时间延后和白天关闭时间提前；调整地下车库的照明照度和灯具的数量，一般保证车道照明，减少车位照明等。

3、节能技术改造节能。如将楼道照明改为声控或人体感应等措施。

4、加大节能降耗宣传，让节能降耗思想深入写字楼的每一个人，不但包括物业管理人员，还要包括写字楼办公室人员，让其养成人走灯灭、楼层不高时间不急是走楼梯等。

中国建筑能耗现状及节能途径分析 篇6

关键词：建筑 能耗 现状 节能途径

一、中国建筑能耗现状

建筑耗能不仅包括建筑材料制造、建筑施工等过程的能耗，而且包括人们日常耗能，如空调、取暖等。现阶段，我国建筑耗能中供暖、空调和通风占总能耗的2/3，而且耗能大、效率低、保湿及隔热性能差，夏季空调耗能与冬季取暖耗能所占比例大。从总体上看，我国建筑能耗现状如下：

（一）建筑耗能占社会总耗能的比例大

近年来，随着社会的快速，我国建筑耗能的总量也在不断上升，至今建筑耗能约占社会总耗能的1/3。而据国家建设部研究表明，未来我国建筑耗能比例将上升至35%左右，位列我国社会耗能第一，成为我国经济发展最大的软肋。建筑耗能大所折射的我国建筑耗能的另一现状是：我国建筑节能意识的薄弱。建筑本身是一个融技术、材料、管理为一体的综合性的工作。在我国，城市化进程不断加快，建筑所要消耗的材料能源也越来越多。但是，有的单位或企业为了追求利润的最大化，将高耗能的材料及技术运用到建筑中去，加大了我国建筑耗能的比例。

（二）南北差异大，地区耗能分布不均

我国地域广阔，南北纬度的差异较大（跨越严寒、寒冷、温和等多个气候带）造成我国南北气候差异较大。在北方地区，冬季气温基本上是零度以下，大多采取全季节取暖，主要采用集中采暖方式，采暖能耗占建筑耗能的较大比重。在南方，冬季采暖主要依靠空调、小型锅炉等分散式的采暖方式，能耗较小。此外，我国经济发达地区与经济落后地区建筑耗能的分布也不一样。经济发达地区人们生活水平较高，大多采用的是集中式建筑耗能，能耗比例较大。经济落后地区人们生活水平较低，空调、取暖等设备不如经济发达地区普遍，建筑耗能较低。

（三）建筑节能技术落后

第一，现有节能技术推广、更新慢。我国是发展中国家，建筑节能在我国的起步较晚，人们建筑节能的意识较低，对现有的节能技术与产品的认识不全面，甚至对建筑节能的新技术的推广有抵触现象，致使节能技术和产品的发展、更新较缓慢。

第二，建筑节能技术型人才缺乏。建筑节能涉及规划、建筑、结构、排水等相关专业，对建筑师来说，仅仅是进行与建筑减排设计已不够全面了。现阶段我国的节能建筑缺少全面型、专业型的建筑节能技术型人才。

第三，建筑节能缺乏政策支持、引导。在市场经济条件下，盈利成为企业主要目标，短期盈利最大化倾向严重，对建筑节能的发展不利。政府应对建筑给予经济、政策等支持，消除市场自身的盲目性，促进建筑节能的发展。

二、节能途径

（一）提高认识，树立建筑节能意识

由于我国建筑节能意识的薄弱，所以，在未来我国建筑能源消耗的过程中必须树立建筑节能意识，包括开发商与用户两个方面。开发商在进行建筑设计时，就要严格遵守建筑节能标准，保证建筑设计的合理性，保证建筑的低耗能。用户在使用过程中也要牢牢树立建筑节能意识，促进建筑节能的开展。

（二）加大科研投入，开发新技术

第一，开发新技术。理想的节能型建筑不仅要减少能源的消耗，还要提高能源的使用效率。因此，在新时期，提高节能的最好的途径就是开发新型的节能技术，国家及政府要加大科研投入，研发新技术来降低建筑设施运行的能耗，做到建筑节能。

第二，进行材料开发。建筑材料的开发有助于从建筑建造期间为建筑提供适宜的材料，使建筑节能最大化。建筑材料的开发包括外墙保温及饰面系统、建筑保温绝热系统、隔热水泥模板外墙系统等其他材料的开发。

第三，利用新能源。建筑耗能除电能是可再生能源之外，其他能源大部分都是不可再生能源，在进行建筑节能、节约不可再生能源的同时，我们要不断的寻求、研究，找寻新的能源以适应经济的可持续发展，如开发利用水力、地热、太阳能、风能等可再生能源，使建筑耗能降低，甚至将建筑耗能变为新的产能。

（三）结合实际，进行节能改造

建筑是一项大工程，因此在进行建筑节能时，也要从选址、规划、结合环境等角度出发，使建筑存在于一个完整、良好的环境之中，达到最佳的节能。建筑从实际情况出发，选址和规划都要要结合当地的气候环境、地理及人文环境，以达到建筑于环境的完美结合，不仅有助于建筑节能，而且又维持了生态平衡。

（四）制定完善的建筑节能措施

首先，建立健全的建筑节能法律、法规体系，制定完善的建筑节能措施，使建筑节能有法可依、违法必究，使建筑从设计开始就按照相关标准进行。其次，加强政府机构对建筑节能的监督与引导，完善节能建筑设计、施工、检验等建筑标准，对不按程序建造的不予交付使用。最后，大力推行节能型建筑，出台相关优惠政策鼓励商家生产节能型建筑材料、建造节能建筑，鼓励人们使用节能建筑产品，促进建筑节能的发展。

结语

综上所诉，随着我国城市化进程的不断加快，建筑耗能成倍增加，面对我国建筑耗能现状，从提高认识，树立建筑节能意识、加大科研投入，开发新技术、结合实际，进行节能改造、制定完善的建筑节能措施等方面进行建筑节能，是实现企业利益最大化和经济可持续发展的重要举措。

参考文献

[1]卜凡举.关于对建筑节能现状分析和建议[J].价值工程.2011.11：105

[2]陈晓旭.我国建筑节能的现状分析与对策研究[J].探索（理念）.2010.11：70-71

[3]何静，侯兆林.建筑节能的方向与新能源的应用[J].黑龙江科技信息.2010.36：317

住宅建筑节能的能耗分析 篇7

目前可采用的建筑物能耗分析有静态能耗分析法和动态能耗模拟法。动态分析法的优点是对各种影响因素考虑较细，得出的结果也比较精确。本文所涉及到的能耗分析软件Energy Plus也是基于动态能耗模拟进行设计开发的。所以下面主要介绍动态能耗模拟法的几种方法：

谐波反应法。谐波法是建立在墙体导热方程经典求解的基础上，将周期性扰量按照正弦 (或余弦) 函数项的傅利叶级数表达，并引入衰减和延迟的概念，从而得出房间负荷的计算方法。

传递函数法和反应系数法。该方法的最大特点是并不要求以周期扰量为前提，可以用时间序列表示外扰的变化，适用于任何扰量，这是它区别于谐波法的重要特点，因此适用于全年的房间负荷计算和模拟。这种方法把计算对象看成是一个线性系统，然后把扰量、反应以及系统的数学模型进行Laplace变换，在频域范围内进行问题的求解。

有限差分法。有限差分法是把物体分隔为有限数目的网格单元，将微分方程变换为差分方程，通过数值计算直接求取各网格单元节点的温度。其基本原理就是用有限差商代替微商即导数，从而将微分方程转化为差分方程。

2 能耗分析

一个供热系统由热源、热网和热用户组成，供暖系统总的能源利用效率等于热能转换装置、输送和用户对热能利用三个主要环节效率的乘积。目前，锅炉的运行效率低、输送效率也不高，用户对热能利用的效率更低的现象相当普遍，节能的潜力很大，必须用系统的观点去全面考察和分析供热系统在转换、输送和用户等各个环节中存在的问题和节能的潜力。如下表：

表1中，以锅炉效率为70%，输送效率80%和用户热能利用率为30%为例，总效率为16.8%，如果采暖需要有效能量为16.8t标煤，则锅炉的供给能量就应为100t标煤。在保持用热系统有效能不变的条件下，由表一可以看出，第二种方案系统效率提高到18%，节能率为7%。第三种方案系统的总效率将提高到20%，节能率为16%。第四种方案供热系统的总效率提高到54%，节能率为69%。由几种方案比较可得：

(1) 从节能的效果看，对锅炉、输送和用户合理用热采取综合节能措施，节能效果最好，因此，要想收到理想的节能效果必须对供热系统综合治理。

(2) 从决定能源消耗量的角度来看，用户节能是本，锅炉是末。抓供暖系统节能首先是抓本，重点是用户合理用热，提高用户对热能的有效利用率。

3 采暖期负荷动态控制模型的建立

从上面的分析可知，如何使用户合理用热，提高用户对热能的有效利用率，是供暖系统节能的关键问题。本文设计的采暖期负荷动态控制节能模型系为达到用户节能的目的。

现有的供暖系统设计热负荷，是指在设计室外温度

下，为达到要求的室内温，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量：

F—围护结构面积;K——围护结构的传热系数;

因供暖系统的供热量与成正比，所以，供暖系统每天向室内热环境供应的热量是相同的。但是，由于冬季室外气象条件在不断变化，每个采暖房间所需要的供热量亦在不断变化。这样就造成在供暖期的初期和供暖期末期的大部分时间里建筑物的供热负荷过大。造成了巨大能量浪费。所以应该根据室外气温合理调整供暖系统的供热量。

根据上面分析，所设计出的供暖期负荷的动态控制模型为：根据建筑物的实际热负荷会随着室外温度的变化而变化的原理，把供暖期分为几个阶段，根据具体情况对各个阶段进行热负荷调节，以达到根据热负荷需求供热。

热水供暖系统的运行可采用质调节、量调节、间歇调节等几种方式。

质调节是指在全部供暖期内保持循环水量不变，而依室外气温变化改变供回水温度。量调节是指在全部供暖期内供水温度保持不变，而依室外气温变化改变循环水量 (同时，回水温度也随着改变) 。间歇调节是在室外气温较高时，保持供回水温度和循环水量不变，而随室外气温变化改变每天的供暖时间。一般可用在供暖期开始或结束阶段的辅助调节。

通过下面的几种节能设备实现分阶段改变流量的调节。

(1) 设气候补偿器和电动三通阀。气候补偿器根据室外气温的变化，自动计算相应的供水温度，同时控制电动三通阀动作，混合一次供水和二次回水，直到调节出合适的二次供水温度。

(2) 保证流经换热设备的水流量不变，供暖系统采用二级泵系统，这样，二级系统的流量变化不会影响一次系统的流量。一般水泵流量略大于水泵。

(3) 供暖系统的二级泵配置了变频调速装置。由于供暖系统的末端装置设有恒温阀，整个系统的水流量是变化的，故水泵的流量也应随之变化。变频调速的压差控制方案有两种： (1) 温差传感器测定管网末端的供回水压差，即控制末端的供回水压差不变; (2) 控制起始端的压差不变。

4 模型的验证

现以北京某节能住宅建筑为例，运用Energy Plus动态能耗分析软件对设计进行验证分析。EnergyPlus是一个建筑全能耗分析软件。它是在能耗分析BLAST和DOE-2的基础上研制开发的。

该住宅建筑共六层，层高2.9m，一梯两户，建筑面积约为1484m2 (不包括阳台) 。每户共四个房间，分别为主卧、次卧、厨房和起居室。西户有南、西、北三面外墙，东面为一面楼梯间隔墙和一面与周围用户相邻的邻户墙，有北阳台。

在Energy Plus中按照每个房间一个区的方式进行分区。系统使用风机盘管系统进行供热。风机盘管采用三档控制，经过二次换热后向风机盘管系统提供的热水温度为55℃。风机盘管的送风温度为35℃。在本模型中由于每个房间的功能不同，因此把每个房间设为一个区，共48个区，每个区设置一台风机盘管置于窗下，由其对房间供暖。

以11月15日～3月15日为供暖期分析，根据北京市供暖期的天气变化的规律及室外温度的变化情况，把供暖期分成三个阶段。如下表：

在初寒期，负荷比较小，约为设计日最大负荷的70%。随着供暖天数的增加，负荷逐渐增大，到1月20号左右达到最大值，之后负荷逐渐减少，在末寒期的室内最大负荷约为设计日最大负荷的75%.

在本模型中，规定初寒期的流量设定为设计流量的70%，而在末寒期按照设计流量的75%运行，并把供水温度降低为45℃，在严寒期按设计的流量和供水温度为55℃运行。按照上面的运行方式，通过使用Energy Plus分析在初寒期、严寒期和末寒期室内温度的分布可得如下结论：

在初寒期，供水流量设置为设计流量的70%;即不按照设定流量运行同样可以满足要求。

在严寒期需要按照设定流量运行才可以满足室内温度和舒适度的要求。

在末寒期，当供水流量按照设计流量的75%运行;即不按照设定流量运行同样可以满足要求。

具体能耗分析如下表：

小型热电联产系统能耗分析 篇8

热电联产具有节约能源、提高能源利用效率、改善环境、增大供热量、增加电力供应等综合效益。预计到2010年, 全国热电联产机组总容量将达1.2×109 kW, 其中城市建筑物采暖集中供热热电厂约5.6×106 kW[1]。然而, 有些地区小容量热电系统存在着机组运行效率低、管网能量损失大、整体经济效益差的问题, 部分热电企业经营困难, 甚至亏损严重, 其主要原因是热电厂设备配置及运行不合理。有效分析热电联产系统各环节的能效状况, 有利于降低系统能耗, 提高能源利用效率, 为热电联产工程建设及经济运行提供重要保障。本文以山东地区某热电厂为例, 对小型热电联产系统运行现状进行节能分析和计算, 并提出改进措施。

1 小型热电机组运行现状

1.1 运行现状

热电联产可以提高能源的综合使用效率, 但是与大型热电联产相比, 小型热电联产存在着一些特殊性, 使具体的效益存在着较大的差别[2]。通过对山东地区小型热电联产系统的调查发现, 以容量为6～12 MW的中温、中压运行机组居多。设备容量太小, 热电联产的节能效益与经济效益都不明显[3], 具体表现如下。

(1) 设备容量小, 机组发电效率低, 供热效率低, 减温减压损失大, 冷源损失大, 造成热源能量利用效率低, 系统运行能量损失大, 未能体现热电联产的节能优势[4,5]。

(2) 小型热电联产汽轮机的负荷率取决于工业用汽的负荷率, 工业用汽既不连续又不稳定时, 小型热电联产就不能发挥正常作用。特别对于采暖和工业共用的供热系统, 冬季采暖热负荷相对较大, 而夏季只有少量的工业负荷, 季节性负荷变化比较大, 致使热电联产有效运行时间短 (低于4000 h) , 年发电量较少, 投资得不到充分利用。

(3) 由于采暖、非采暖季热负荷差别大, 特别对于非采暖季的工业负荷不足采暖季热负荷1/3的热电联产系统, 在同一蒸汽供热管道, 非采暖季的热损失率远高于采暖季, 而且凝结水不回收, 加大了热电联产系统能耗[6,7]。

1.2 系统概况及运行数据

以山东某热电厂为例, 热电厂2台容量12 MW的背压式汽轮机和1台容量为12 MW的抽凝式汽轮机均为中温中压运行。2006/2007年度采暖季、非采暖季的锅炉、汽轮机、外网供汽的运行参数列于表1～表3。

2 热源能耗分析

2.1 热负荷及热电联产年运行时间

为了得到实例系统全年热能利用状况, 选取2006～2007年度采暖季和非采暖季的实际运行数据为分析对象, 对系统的全年各月运行状况及效率进行计算分析。图1为实际测量实例系统月平均热负荷, 其中, 1～7为2007年运行月份, 8～12为2006年运行月份。

由图1可见, 系统的全年热负荷变化很大, 采暖季月平均热负荷约为251 MW, 而非采暖季月平均热负荷仅为41 MW, 此时只有部分工业、制冷用户用汽, 负荷还不足采暖季热负荷的1/5, 这样热电联产年有效运行时间不到2000 h。热电负荷不稳定, 机组长期处于低负荷运行状态, 是小型热电机组运行效率低的主要原因之一, 极大地影响着热电联产供热的效益和规模[8]。

2.2 发电效率及热电比

汽机发电量与锅炉燃煤发热量的比值是热电厂的发电效率, 给外网的供热量与供电量的比值为热电厂的热电比, 它们在一定程度上反映了热电联产的经济性[9]。山东地区普遍存在全年热电比偏高的现象, 由表1～表3得到该热电厂全年热电比变化曲线 (图2) 。

图2显示, 实例系统的年发电效率偏低, 特别是采暖季的平均发电效率不到10%, 此时采暖负荷大, 大部分蒸汽经减温减压器后对外供热;在非采暖季, 平均发电效率不到15%, 而且此时汽机出口压力较高 (0.98 MPa左右) , 但通过配汽联箱损失掉了 (在配汽联箱内压力直接损失0.3 MPa左右) , 未能发挥高参数机组的优势, 能源利用效率低, 造成能源浪费。

由图2还可看出, 在采暖季, 热电厂的平均热电比约为10, 在最大热负荷增加的同时不能保证发电, 经济效益差。目前实例系统上网电价为0.42元/kWh, 而蒸汽价格为188元/t。

根据表1所示的热源运行数据, 对热源蒸汽供热、发电2种用能方式的经济性进行对比:热值4.18×103 kJ的蒸汽转化为电能, 其发电量为11.7 kWh, 而热源处外供1 t蒸汽所含热值为3.2573×105 kJ, 用于发电的经济效益为382 元。若用1 t蒸汽供热, 所带来的经济效益仅为188元。

从以上计算可见, 蒸汽发电所带来的经济效益远远大于供热所带来的经济效益。本文调研的实例系统全年发电效率低、热电比偏高, 尤其是在非采暖季的发电效率不到15%, 说明其系统配置存在较大问题。

2.3 蒸汽高参数供热方式不合理

当初, 为满足工业用汽压力、温度及管网输送的要求, 热电厂出汽参数定为0.98 MPa、280℃的过热蒸汽, 这样高参数的蒸汽输送至各换热站, 再以70℃/50℃的低品位热水送至用户, 沿途产生大量的凝结水, 且凝结水不回收, 这样就加大了热源的制水能力, 导致蒸汽供热能的能源利用率低[10]。图2显示, 采暖季平均热效率在63%左右 (未去掉管网热损失) , 但在实际运行过程中蒸汽管网热损失率却高达20%, 管网产生的凝结水约80%排掉, 大量高品位的蒸汽热能损失在管网输送过程中, 造成蒸汽供热系统能耗大、热损大。随着城区旧房改造, 原有工业负荷不断外迁, 城区用汽负荷主要为居民采暖, 以蒸汽为热媒的供热方式已经不适合于城市集中供热。

2.4 采暖季用减温减压器进行调峰

由于热电厂缺少相应的热水调峰锅炉, 采暖热化系数为100%, (国标规定:以采暖供热负荷为主的热化系数要控制在50%～60% ) [11], 机组有效利用时间小于热电厂规定的4000 h, 运行不合理, 这样就不能充分发挥大型热源点的供热能力。在热负荷最大的冬季, 采用减温减压器调峰, 但减温减压器蒸汽进出口压力直接降低4 MPa左右, 损失大量可用能。大部分蒸汽本可以进入汽机进行发电, 但经减温减压器后降低了能量的品质, 减少发电量降低经济性, 不能实现能量的梯级利用, 也就不能体现热电厂的节能优势[12], 这也是蒸汽供热系统能损大、运行不理想的主要原因之一。因此, 改造现有蒸汽供热系统、增设热水锅炉作为调峰热源是解决蒸汽供热系统能损大、经济性差的关键所在。

2.5 抽凝式汽轮机冷源损失

同背压式汽轮机组相比, 抽凝式汽轮机组具有热电负荷可以调节、运行比较灵活的优点, 但有部分冷源损失。实例系统现有1台抽凝机组2# 机。实际运行时, 抽凝机排出的乏汽 (温度一般在30～50℃) 流经凝汽器与来自冷却塔的冷却水换热, 最终将乏汽废热排至环境中去, 但乏汽含有大量的低位热能且未回收利用, 造成大量的冷源损失。表4列出了2# 汽机在最大凝汽量、最小凝汽量2种工况下乏汽、凝水压力等参数。

汽机乏汽在凝汽器与冷却水换热后再进入锅炉蒸发, 乏汽废热量等于凝汽器内乏汽冷凝所释放的潜热:

Qf=Gn (h1-h2) 103 (1)

式中Qf——汽机乏汽废热量, GJ/h;

Gn——凝汽量, t/h;

h1——凝汽器入口乏汽比焓, kJ/kg;

h2——凝汽器出口凝结水比焓, kJ/kg。

汽机最小凝汽量一般出现在冬季采暖负荷最大时, 此时为保证外网供热要求必须抽足够量的蒸汽减少发电量, 汽机凝水量也相应降低。在此工况下, 依据表4运行参数, 由式 (1) 可得到2#汽机的乏汽废热量 (表4) 。

在冬季最大采暖负荷工况下, 实例系统中抽凝机组可利用的最小乏汽量约占进汽量的16%, 而乏汽废热损失却占近20%, 仅2#汽机每天的乏汽废热量就折合燃煤为36 t (燃煤热值按25200 kJ计) , 按当地目前购煤价格900元/t计, 将乏汽废热直接排放每天所造成的经济损失高达3.24万元。这样, 由于未回收利用汽机乏汽废热造成大量的冷源损失, 能源利用效率低。若采用抽凝式汽轮机低真空供热技术[13], 综合采暖热指标以40 W/m2计, 则2#汽机的乏汽热量可满足24万m2的采暖, 整个采暖季节约燃煤支出388.8万元 (采暖期为120天) , 这样既回收了乏汽废热, 又可以在不增大热源供热能力的条件下扩大供热面积, 实现能量的梯级利用, 降低系统燃煤耗量。

3 蒸汽供热管网热损失分析

在工业、采暖以及工业和采暖合用管道中, 蒸汽的热损失均较大, 特别是工业和采暖合用管道, 在非采暖季的管网热损失最为严重[10]。实例系统的蒸汽供热管网主要承担采暖、工业及制冷用汽, 而且多为采暖和工业共用同一管线, 图3、图4分别为某采暖、工业和用同一蒸汽管线的凝结水损失、热损失变化曲线, 计算方法见文献[10]。

从图3、图4可以看出, 实例系统蒸汽管线由于季节性负荷变化大, 采暖季蒸汽管网处于满负荷运行状态, 管网利用效率高, 沿途产生凝水量少 (凝结水损失率平均在15%左右) , 相对于非采暖季热损失低 (热损失率平均为21%) ;在非采暖季, 同一管线只有部分工业、制冷用热负荷, 蒸汽流量小, 但由于管径大、管线长, 蒸汽在管道中的流速较慢, 管道中蒸汽热损失及凝结水量增大[14]。同采暖季相比, 非采暖季的热损失占热源供汽的比例更大, 同一用热点非采暖季热损失要比采暖季高出10%左右。

在非采暖季, 由于热损失大, 蒸汽输送的沿途会产生凝结水, 蒸汽管网末端用户压力难以满足要求, 只能在热源端加大供汽量。目前普遍认为, 引起末端用户蒸汽压力低的原因是管网动力损失太大。其实, 蒸汽压力和温度是相互影响的, 特别是在较小负荷下运行, 蒸汽管道压降主要是散热损失造成的, 而不是流动损失。

4 结果分析

通过对实例系统热源、外网计算分析得出, 小型热电联产系统在运行过程中热源、外网均存在着较为严重的能量损失。

(1) 中温中压小机组负荷率低, 年有效运行时间折合不到2000 h, 季节性热负荷严重不均衡是机组长期处于低效率运行的主要原因。

(2) 小型热电机组发电效率低, 缺乏调峰锅炉作支持, 与单纯火电机组相比并未突出其节能优势。

(3) 高温高压的蒸汽本应进入汽轮机发电以提高经济性, 但由于系统热化系数为100%, 在实际运行过程中为保证外网热负荷, 只能将蒸汽通过减温减压器损失掉大量的蒸汽热能, 降低了能量的品质, 不能进行能量的梯级利用。

(4) 抽凝机乏汽废热不回收, 冷源损失大。抽凝机乏汽含有大量的低位热能, 可用能较低, 实际运行时通过冷却塔直接排放至环境中, 造成大量的冷源损失。但若根据机组性能适当提高乏汽出口压力和温度, 利用凝汽器制取40～50℃的低温热水对热源周边地区进行直供, 可以提高系统总热效率, 同时不会对汽机发电量产生太大影响。

(5) 采暖与工业用户共用同一蒸汽管线, 季节性负荷变化大, 管网热损失、凝水损失严重, 非采暖季比采暖季的能量损失率更大, 这也是蒸汽供热系统中能量损失大的主要环节。

5 结论

(1) 在山东等采暖期比较短的地区, 全年热负荷变化比较大, 采用小型热电联产供热机组并不节能;在全年负荷较为稳定的地区适宜采用热电联产方式, 且宜采用高参数、大机组, 这样既能保证热电机组年有效运行时间, 又可使机组高效率运行。

(2) 对于已建小型热电联产系统, 应增设热水调峰锅炉, 避免采用减温减压器进行调峰, 以提高热电联产的经济性。

(3) 根据外网热负荷大小, 在采暖季应尽量使抽凝机组满负荷运行, 并采用抽凝式汽轮机低真空供热技术进行低温直供, 提高系统总热效率;在非采暖季根据工业负荷大小只运行背压机, 以减小冷源损失。

(4) 工业用汽管线与采暖用汽管线应分开供汽, 采用各自独立的蒸汽供热系统, 且应考虑将蒸汽采暖方式改为热水采暖以降低管网热损失;对于只能采用工业、采暖合用的蒸汽管线, 应做好管径设计、加强管道保温等措施, 以减少管网的能量损失。

摘要：针对部分地区小型热电联产系统运行不合理、冷源损失大、节能效果不理想的问题, 通过对某小型热电联产系统全年运行状况的调查, 计算了热电机组的发电效率、热效率及汽机冷源能量损失, 分析了小型热电联产系统能耗大的主要原因, 提出了提高热电联产系统能源利用效率、改进热电联产集中供热形式的措施, 为热电联产系统改造和扩建工作提供参考。

凝结水泵变频运行能耗分析 篇9

1 凝结水流量的调节方式

在电厂运行的过程当中, 由于工况的变化, 凝结水流量需要做出相应的调整。

凝结水量的调节主要有两种方式, 一种是针对定速泵, 流量的调节主要通过改变调节阀的开度来改变管道的沿程阻力来实现;另外一种是通过改变泵的转速来实现流量的调节。

通过图1可以看出两者的差别。对定速泵, 泵的H-Q曲线是不变的, 当工况变化, 流量由Q1变为Q2时, 我们需要减小调节阀的开度来提高泵的扬程至H3, 泵的运行工况由A点调整到C点。而对于变频调节, 泵的H-Q曲线会随着泵的转速变化而改变, 我们可以找到一个合适的转速, 使泵的H-Q曲线与所要求的流量、扬程相匹配, 见图1中B点, 此时, 流量为Q2, 而扬程是该工况下调阀最大开度所对应的凝泵所需扬程H2。根据泵的轴功率与流量和扬程的关系P∝QH, 通过变频调节流量可以减小泵的能耗, 起到节能的目的。

2 凝结水泵轴功率估算方法

泵的轴功率计算公式为:

其中:P为泵的轴功率, k W;g为重力加速度, 取9.8m/s2;Q为质量流量, kg/s;H为泵的扬程, m;η为泵的效率。

(1) 式中, 流量可通过机组运行工况的热平衡图得到, 泵的扬程和效率在定速和变频运行两种情况下则有较大差别。对定速泵而言, 可以通过泵厂家提供的水泵在额定转速下的性能曲线直接查出泵的扬程以及效率, 但是对于变频运行的水泵, 在泵的转速没有确定的情况下, 厂家无法提供性能曲线, 我们只能通过额定转速下的性能曲线来计算泵变速运行后的参数。

前面已经提到, 在泵变频运行的过程中, 为了减小管路的阻力损失, 调节阀是保持最大开度的, 此时, 泵所需要的最小扬程可以通过下式计算:

其中, δh为除氧器水位与凝汽器水位的高差;△p为管道的沿程阻力损失 (调节阀最大开度) ;pcyq为除氧器内部压力;pnqq为凝汽器内部压力。

在确定了流量Q和扬程H之后, 就可以根据相似定律[1]来计算泵在变频运行情况下的效率。

相似定律给出了变速运行凝结水泵在相似工况 (比转速相同) 下的流量Q, 扬程H与转速之间的关系:

将 (3) 式平方与 (4) 式相比, 可以得到在相似工况下泵的流量与扬程之间的关系:

其中, c为常数。

式 (5) 表明, 在泵的H-Q图上, 相似工况下, 扬程随流量的变化曲线是一条通过圆点的抛物线H=c Q2。

图2给出了变频凝结水泵效率分析的过程。图2中A点为凝泵的实际运行工况点, Q1为该工况下凝结水流量, H1为通过 (2) 式计算出的凝结水泵所需要的最小扬程。通过圆点和A点可以做出一条抛物线, 见图2中的相似工况曲线, 该曲线是由A点的相似工况组成的曲线, 该相似工况曲线与额定转速下扬程曲线的交点A'为额定转速下A点的相似工况。A'点对应的效率η1可以从泵的性能曲线中得到。根据文献[2], 凝结水泵变速运行时其水泵效率的降幅较小, 一般认为在80%额定转速以上时, 使用比例定律计算各项参数具有足够的精度, 而在80%额定转速以下时, 比例定律可能会有一定误差, 但基本可满足工程计算需要。故A'点对应的效率η1可以近似认为是泵在A点的运行效率。

在确定了泵的流量、扬程和效率之后就可以根据泵的轴功率计算公式来估算泵的轴功率。

3 实例分析

通过上面的分析可以看出, 通过改变泵的转速来调节凝结水流量, 可以降低泵的耗电量。但是, 不同运行工况, 泵变频运行的节能效果却有较大差别, 下面针对某350MW供热机组的几个典型工况来进行具体的分析。

本工程中, 凝结水泵额定转速为1480r/min。在泵定速运行的情况下, 扬程和效率均从泵厂家提供的性能曲线中查得。在变频运行时, 因凝结水管路中设备较多, 如低压加热器、轴封加热器, 另外还有流量测量装置的影响, 沿程阻力的精确较困难, 因此, 在文章中在最大流量工况下取用各设备厂家提供的最大阻力, 并根据达西公式按各其他各工况流量对沿程阻力做了修正。除此之外, 其他数据均来自于工程中数据。

按照《火力发电厂设计技术规程》要求, 凝结水泵选型时按最大流量和扬程选取并留有一定裕量, 因此, 在额定转速下, 所有运行工况凝结水泵的扬程均偏高, 都需要通过改变调节阀开度来调节流量, 这就增加了泵的能耗。采用变频运行后, 调节阀保持最大开度, 各个工况泵的轴功率均有不同幅度的下降。

通过表1的比较可以看出, 机组负荷越低, 凝结水流量越小, 泵的轴功率下降幅度越大, 节能效果越明显, 例如, 夏季工况 (TRL) 下轴功率只降低18%, 而50%额定工况 (50%THA) 下轴功率的降幅达到了77%。表中我们也发现一个特殊的工况———额定抽汽工况, 虽然该工况下凝结水泵给水量很小, 但是, 由于采暖回水 (400t/h) 均回至凝结水管路中, 沿程阻力仍然较大, 除氧器压力也与TRL工况相同, 所以泵所需的扬程较大, 因此节能效果并不像机组低负荷下那么明显。

以上分析均没有考虑变频器和电机的损耗。实际上, 变频器本身有一定的能耗, 其效率约为95%[3], 而且, 当电机降低转速后, 磁滞损耗, 涡流损耗, 定转子铜耗等都有所上升[4], 根据电机厂家提供数据, 当泵的转速在额定转速80%以上时, 效率基本不变, 约为95%, 但是当转速降低至70%时, 效率降低至92%, 随着转速的进一步降低, 效率也会有更大幅度的下降。

表2在表1的基础上考虑了变频器和电机的损耗, 对凝结水泵的耗电量进行了比较。

从表2的计算中可以看出, 即便考虑了变频器的损耗和电机效率的下降, 凝结水泵变频运行的优势依然很明显。按节能效果最差的TRL工况考虑, 一年运行5500小时, 每年可以节约用电75.9万千瓦时。因此, 凝结水泵设置变频器是电厂节能的一个有效手段。

4 结束语

文章提出了对凝结水泵变频运行轴功率的估算方法, 并使用其对某350MW供热机组的典型工况进行分析, 结果表明, 各个工况下, 变频运行均有一定的节能效果, 凝结水流量越小, 所需要扬程越低, 变频运行的节能效果越明显。总之, 对凝结水泵设置变频器是降低能耗、减少厂用电的一项有效措施。

摘要：文章从泵的基本理论出发, 提出变频凝结水泵效率及能耗的估算方法, 并结合具体实例进行了能耗的分析, 计算结果表明, 设置变频器可以有效的降低能耗, 减少厂用电量。

关键词：凝结水泵,变频器,能耗

参考文献

[1]郭立军.泵与风机[M].中国电力出版社, 1997.

[2]徐甫荣.高压变频调节技术应用实践[M].中国电力出版社, 2007.

[3]范维浩.高压变频器与液力耦合器调速的比较[J].变频器世界, 2004.

热轧工序能耗分析以及节能措施 篇10

关键词：节能降耗,热轧工序,措施

钢铁生产企业要想提升经营效益, 生产经营过程中的节能降耗对于降低经营成本的作用十分重要, 尤其是对于产品比较单一的企业更为突出。本文结合当前钢铁生产状况, 主要讨论热轧工序的节能降耗措施。

1. 我国钢铁工业能源消耗状况分析

相关统计数据显示, 2009年我国钢铁工业能源结构中, 70%为煤炭, 26.8%为电力, 3%为重油, 而天然气仅为0.2%。同年我国钢铁产量为1.9亿吨, 总能耗为12.7亿吨标准煤, 平均吨钢综合能耗为815kgce, 比上一年度有所下降。我国攀钢的焦化能耗、坏钢的电炉能耗和宝钢的炼铁能耗都已经达到国际先进水平, 这说明我国基本上具备国际上先进的节能降耗技术和设备, 但是我国吨钢的能耗同国外主要产钢国家相比整体高出11.4%, 这说明我国钢铁节能的潜力还是很大的。

同时国外钢铁企业在生产过程中可回收利用的余热能量占到企业总能耗的15%以上, 对于综合型的钢铁企业老说, 能源占到总成本的20%以上, 对于产业结构单一的企业来说, 能源占到总成本的30%以上。

2. 钢铁企业节能思路

国家在《冶金工业“十五”规划》中明确指出, 我国必须坚持走可持续发展道路, 坚决做好节能降耗、环境保护以及各种资源综合利用的措施, 全面推进清洁生产工艺技术的应用, 做好余能、余压和余热的回收利用。对于钢铁工业节能工作来说, 不能够只是针对某一个设备和某一项工艺进行节能降耗, 而是应该从企业的角度出发, 考虑系统节能, 这样才能够最大限度的实现节能效果。同时节能和环保也是密不可分的, 在节能的同时还要考虑环境保护, 这样才符合可持续发展战略的基本要求。

3. 热轧工序技能措施分析

3.1 低温轧制技术

低温轧制技术是降低钢铁企业工序能耗的重要部分, 通过降低加热炉的出钢温度能够降低燃料消耗, 但是会增加轧制功率和变形抗力, 国外低温轧制技术的生产实践证明在节能降耗方面的效果比较明显, 并且随着出钢温度的降低氧化皮量也是明显减少, 低温轧制技术在能源消耗降低方面所获得的效益超过提升轧制功率成本的增加。因此, 如果粗轧机的电机功率、轧机刚度和轧辊强度等方面满足低温轧制的要求, 并且轧制钢材的塑性也满足轧制要求, 那么采用降低加热温度的节能降耗措施能够获得比较显著的经济效益。

根据国内外热轧工序能耗数据分析可以得出如下结论, 通过设置下限轧制温度可以实现轧制工序的节能, 并且能够节约15%-20%左右的能耗, 还能够减少氧化皮形成以及因热应力造成的断裂现象, 但是低温轧制技术需要增加轧制力、轧制功率和扭矩, 降低轧钢的塑性等。瑞典低温轧制生产实践表明, 工具钢、弹簧钢、不锈钢和节能刚可以在800-900度进行轧制, 节能在85-130 (k W h) /t。

3.2 降低电耗

钢铁轧制过程中, 造成电力消耗比较高的主要原因是生产效率比较低, 轧制设备空转率比较高、开工率不足以及电路元器件和设备比较陈旧有关, 同时还和轧机供电设备和用电设备的匹配度有关。因而在热轧工序中, 重点是提升轧机设备负荷率、减少轧制设备的空转率、合理选择电机容量、大量应用变频控制技术, 淘汰一些消耗电能大的陈旧电器元件, 最重要的是要优化轧机负荷, 实现节能轧制。

3.3 轧制工艺优化

节能降耗工艺优化主要是合理选择轧钢材料的形状和尺寸以及采用优化的方法来实现节能降耗的目的。国内某棒材生产企业以单位总能量为目标函数, 对孔型进行优化设计, 通过对优化后的孔型和原孔型系统相比, 在单位时间内能够节省大约为8%的能耗, 由此可以看出, 实施节能优化设计也是能够减少热轧工序的能耗, 并且效果比较显著。武汉科技大学也对棒线材连轧进行了优化设计, 通过建立孔型尺寸模型、能耗模型、前滑模型, 然后确定最小延伸约束条件和最大延伸约束条件, 以最低轧制能耗为优化研究目标, 在节能降耗方面取得了显著的效果。

3.4 热轧润滑工艺

热轧润滑工艺是热轧工序节能降耗的重要措施。通过研究轧制摩擦能耗发现, 摩擦能耗占到轧制总能耗的30%以上, 如果能够采用热轧润滑工艺, 不仅能够减少轧制过程的摩擦力, 还能够提升轧辊的使用寿命以及改善钢材表面的质量。实验数据表明, 国内炉卷轧机如果采用热轧润滑工艺, 能够降低约为21.5%的轧制压力, 轧制电流下降15%-20%左右, 轧辊寿命能够提升一倍以上。因此采用热轧工艺润滑技术既能够减少40%-60%的轧辊摩擦, 降低10%-20%的轧制压力, 在减少轧制能耗的同时延长轧辊使用寿命, 可以满足低温轧制工艺的要求。

4. 总结

国际钢铁行业的发展趋势要求我国钢铁企业必须使用和改造节能降耗新技术, 减少热轧工序的能耗, 降低企业的生产成本。通过本文的分析得出以上节能降耗措施完全可行。

参考文献

[1]张树堂.连铸坯热送热装类型及相关的冶金学问题[J].中国冶金, 1998, 10 (5)

[2]王洁.热轧板厂的能源管理与节能技术[J].梅山科技, 2011, (2)