摘要：采用调研方法，对天津市各区县内472座热源2009-2010年供暖期的各项能耗进行调研。筛选出27座区域燃煤供热锅炉房作为样本，计算单位供热量总能耗、单位供热量耗煤量、锅炉运行效率。天津地区区域燃煤供热锅炉房的单位供热量总能耗为40.9～69
关键词：区域燃煤供热锅炉房； 能效； 锅炉运行效率
Investigation and Analysis on Energy Efficiency of Coal-fired District Heating Boiler Rooms in Tianjin Region
Abstract: The energy consumption of 472 heat sources in different districts and counties in Tianjin Region during the heating period from 2009 to 2010 was investigated. The 27 coal-fired district heating boiler rooms have been selected as samples to calculate the total energy consumption per unit heat-supply quantity，the coal consumption per unit heat-supply quantity and the boiler operation efficiency. The total energy consumption per unit heat-supply quantity of coal-fired district heating boiler rooms in Tianjin Region is 40.9 to
Key words: coal-fired district heating boiler room；energy efficiency；boiler operation efficiency
1 概述
天津市的供热热源以区域燃煤供热锅炉房(以下简称锅炉房)、热电厂为主，锅炉房的供热面积占全市总供热面积的78%[1]。全市供热能耗大，其中年耗煤量(折合成标准煤)约300×104 t/a，年耗电量约5×108 kW·h/a，年耗水量约l 000×104 t/a[2]。
在计算供热耗煤量指标时，锅炉运行效率(以长期监测数据为基础，统计时间内锅炉瞬时热效率的平均值)是关键。JGJ 26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》条文说明的第
2 调研内容及结果
针对2009-2010年供暖期，对天津市各区县的472座热源进行了调研，调研内容见表1。由调研结果可知，能耗数据比较完整的锅炉房数量为90座，占被调研总数的19%。这90座锅炉房燃用的煤种有大同原煤、蒙煤、烟煤等，燃煤的低位发热量为19.27～37.95 MJ/kg，平均低位发热量为22.71 MJ/kg。在其他382座热源中，由于部分采用地热、燃气锅炉，或部分锅炉房没有计量供热量，将这382座热源从样本库中剔除。
3能效计算及结果分析
3.1 计算方法
①能耗设备及能耗形式
锅炉房的主要能耗设备为锅炉、燃料输送设备、除灰渣设备、送引风机、软化水设备、水泵(循环泵、补水泵、加压泵)等[3]，能耗形式为煤炭、电力。
②能效评价指标的确定
在评价锅炉房能效水平时，通常以单位供热面积能耗、单位供热量能耗[4-5]作为评价指标，两项指标越低，锅炉房能效越高。单位供热面积能耗主要用于评价当供热建筑特性相同时，不同热源的能效水平。当供热建筑的围护结构绝热性能、功能、建造年代等不同时，不同锅炉房的单位面积能耗差别较大[5]。若采用单位供热面积能耗作为评价指标，采用先进节能技术的锅炉房可能会因供热建筑围护结构绝热性能差等原因被判定为能效水平较低。
单位供热量能耗主要考虑了锅炉房自身的能效水平，不受供热建筑围护结构绝热性能、功能、建造年代等影响，能准确反映锅炉房的能效水平。因此，本文采用单位供热量能耗作为能效评价指标，并细分为单位供热量总能耗、单位供热量耗煤量，总能耗包括锅炉房耗煤量、耗电量。为便于比较，将耗煤量、耗电量统一折算成标准煤耗量。
③评价指标的计算方法
锅炉房耗煤量折算的标准煤耗量mh的计算式为：
式中 mh——锅炉房耗煤量折算的标准煤耗量，kg
QL，f——锅炉房在用燃煤的低位发热量，kJ/kg
m——锅炉房在用燃煤的耗煤量，kg
QL,a——标准煤的低位发热量，kJ/kg，取29 308 kJ/kg
锅炉房耗电量折算的标准煤耗量me的计算式为：
式中 me——锅炉房耗电量折算的标准煤耗量，kg
a——电量与标准煤的折算系数[6]，kg/(kW·h)，取
E——锅炉房耗电量，kW·h
锅炉房总标准煤耗量ms的计算式为：
式中 ms——锅炉房总标准煤耗量，kg
锅炉房单位供热量总能耗Ms的计算式为：
式中 Ms——锅炉房的单位供热量总能耗，kg/kJ
Qs——锅炉房供热量，kJ
锅炉房单位供热量耗煤量Mf的计算式为：
式中 Mf——锅炉房的单位供热量耗煤量，kg/kJ
锅炉运行效率η的计算式为：
式中η——锅炉运行效率
3.2 计算结果及分析
根据调研数据，由式(1)～(6)计算锅炉房的单位供热量总能耗、单位供热量耗煤量、锅炉运行效率。由计算结果可知：其中有35座锅炉房的锅炉运行效率远小于l%或远大于100%，因此将这35座锅炉房从样本库中剔除。有l2座锅炉房的锅炉运行效率低于50%，有13座锅炉房的锅炉运行效率高于95%，认为这25座锅炉房的数据不可信，从样本库中剔除。有3座锅炉房的单位供热量总能耗与单位供热量耗煤量相差巨大，认为这3座锅炉房的耗电量数据不可信，从样本库中剔除。
将调研数据不合理的锅炉房剔除后，得到单位供热量总能耗、单位供热量耗煤量、锅炉运行效率基本可信的锅炉房27座。相关计算结果见表2。由表2可知，锅炉房平均单位供热量总能耗为
样本库中不同单位供热量总能耗范围内的样本数量分布见图l。
由图l可知，样本基本符合正态分布规律。采用“3σ原则”对这27个样本(锅炉房)中可能存在的异常点进行筛查，即当某个样本的单位供热量总能耗数值分布在区间[xav-3σ，xav+3σ]外时，这个样本将被剔除。
标准差σ的计算式为：
式中σ——标准差
n——样本数量，为27
xi——第i个样本的单位供热量总能耗数值
xav——所有样本单位供热量总能耗数值的算术平均值，为55.0
由式(7)可计算得标准差σ为9.5，区间为[26.5，83.5]。由图1可知，所有样本的单位供热量总能耗数值均落在区间[26.5，83.5]内，因此筛选后的样本数量不变。
4 现场调查结果
在对这27座锅炉房进一步的现场调查中发现，配置不同热功率锅炉的锅炉房能效指标和锅炉运行效率不同。配置不同热功率锅炉的锅炉房比例、平均单位供热量总能耗、平均单位供热量耗煤量、锅炉平均运行效率见表3。对于这27座锅炉房，配置热功率大于l4 MW且小于等于29 MW锅炉的锅炉房数量最多，锅炉平均运行效率也最高；配置热功率大于29 MW锅炉的锅炉房数量最少，锅炉平均运行效率居中；配置热功率小于等于14 MW锅炉的锅炉房数量居中且大多分布在中心城区以外，锅炉平均运行效率最低。
现场调查时发现：当锅炉房与热用户采用直接连接方式时，平均单位供热量耗电量较高，主要原因是动力设备耗电量较大。当采用间接连接方式时，平均单位供热量耗电量较低，主要原因是动力设备耗电量较少。与用户采用不同连接方式的锅炉房比例及其他各项指标见表4。
5结论
①实施热计量的热源数量较少，仅占调研总数的25%，这其中包括区域燃气供热锅炉房。完善热计量措施是天津市锅炉房亟待解决的问题之一。
②基于目前的样本，天津地区区域燃煤供热锅炉房的单位供热量总能耗为40.9～
③严格控制新建区域燃煤供热锅炉房的规模，积极推行热电联供项目建设。对那些配置热功率较小、运行效率较低锅炉的区域燃煤供热锅炉房，应加大拆并力度。
参考文献：
[1] 赵树兴，李岩，常茹，等.天津城市供热现状与问题探讨[J].天津城市建设学院学报，2006，12(2)：149-153.
[2] 王淮.天津市城市供热规划(2003-2015年)[R].天津：中国市政工程华北没计研究院，天津市人民政府供热办公室，天津市城市规划设计研究院，2004.
[3] 陈艳华，刘胜君，吕晓霞.城市集中供热系统热源的能耗分析[J].建筑节能，2007，35(2)：52-55.
[4] 胡俊生，孟红，李真军.几种供热热源的特点与能耗分析[J].应用能源技术，2010(4)：46-49.
[5] 郝斌，刘珊，任和，等.我国供热能耗调查与定额方法的研究[J].建筑科学，2009，25(12)：18-23.
[6] 王旭康.电力监管年度报告(2010)[R].北京：国家电力监管委员会，2010.
本文作者：丛林郑雪晶 赵树兴
作者单位：天津大学环境科学与工程学院天津市建筑设计院 天津城市建设学院能源与机械工程系
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