用能设备（精选7篇）
用能设备 篇1
2010年1月26日, 北京市推广使用高效电机和节能变压器示范项目首批对接单位签约仪式在北京节能环保中心举行。北京节能环保中心、市节能监察大队领导出席。18家重点单位与7家中标设备生产商签订购买高效节能设备合同, 合同总金额为863.6万元。
根据国家发改委发布的《节能中长期规划》要求, 北京市率先启动推广使用高效电机和节能变压器示范项目工程。按照北京市发展和改革委员会的要求, 根据我市实际情况, 自2009年10月至2010年12月对应用面广、潜力大、见效快的关键设备和产品 (电机、配电变压器) 进行更新改造, 鼓励使用高效、超高效电机和节能变压器 (如非晶合金配电变压器等) , 并给予资金补贴。
2009年10月, 示范项目正式启动, 北京市拟更换淘汰电机、变压器设备单位网上申报系统开通;北京市还专门召开推进工作会, 为166家重点用能单位代表解读项目补贴政策、项目流程及网上申报系统程序;经过对节能变压器、高效电机企业进行招标和评审, 确定中兆培基 (北京) 电气有限公司、北京毕捷电机股份有限公司等7家企业中标一期示范项目, 将为1 8家重点用能单位提供节能变压器和高效电机。
示范项目首批对接单位签约仪式的举行, 标志着北京市推广使用高效电机、节能变压器项目一期工程进入实施改造阶段。
用能设备 篇2
关键词：ERP,用能管理,设备管理
随着中国经济和社会的高速发展,中国能源供求的矛盾越来越突出。能源安全已经成为制约中国经济社会可持续发展的重大问题。节能工作被推到了历史前沿,在《信息技术改造提升传统产业“十一五”专项规划》中提出了“围绕节能降耗提高产业层次的中心任务”。并且经济发达国家和地区在节能实践中,也普遍应用信息技术帮助节能降耗和提升控污减排能力,如何在节能工作中应用信息技术,这方面的研究对于节能工作具有重大的意义。
一、ERP设备用能管理的技术实现
作为能源消耗主体的企业,全面推进节能管理就显得越发重要。其中在节能管理中设备用能管理是重要的一个环节,设备用能管理的好坏将直接影响节能工作能否顺利开展。当前,现代企业采用先进的计算机和信息技术,运用现代设备管理的原理和方法,对设备用能采用信息化管理,达到能源消耗实时监控,保证企业设备优化用能、合理用能已成为迫切的要求。ERP(Enterprise Resource Planning)思想恰恰符合这种需求,ERP强调其事先计划和事中控制,以其思想的优越性,已经成为目前企业所喜欢的信息化工具,笔者认为,ERP的思想在设备用能管理中可以贯彻应用,有效完成设备用能管理的任务。
1. ERP技术实施的设想。
在现有设备管理基础上,我们通过对设备管理的延伸和细化,使用ERP思想将用能管理的地位进行提升,由附属地位变为独立地位,在构建ERP技术结构时除了设立设备管理的基本结构外,还加入针对能源管理的结构内容。(1)技术结构表。技术结构表描述用能设备在生产流程中的位置和生产工艺位置的有关参数,一是包括设备在工艺流程的地理位置和生产工艺位置的有关参数,二是包括设备的部件、次部件、零部件具体参数及应用情况。每个部件、零件都有一个物料编号,作为用能管理系统实施过程中至关重要的基础数据,是设备主数据和物料主数据关联节点。(2)设备用能主数据。设备用能主数据达到两种用途:一是用来描述设备的技术性能、参数、图纸资料、技术协议、建造安装及成本中心、工作中心等基本资料;二是描述设备单位(时间或工作量)用能量、最高用能、最低用能等动力技术数据、具体参数及应用情况。(3)设备用能计量。按照《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求,企业能源计量器具的计量确认和测量过程的控制要达到ISO10012:2003规定的计量要求。设备用能计量用来描述用能设备计量设备的位置、测量时间、测量方法,并自动安排相关人员对相关设备进行定期、定点、定内容的进行用能计量,记录终端利用情况。还要描述计量工具的日常管理和维护。并能在此基础上实现能源计量文件、管理评审、计量单位、计量标准、能源计量器具、能源计量检测、量值溯源、计量记录、环境条件、计量人员以及能源计量数据的管理等功能菜单的设立。
2. 参照ERP流程的能源管理思想。
ERP的管理思想,是以需求拉动的生产控制与管理过程。这样利用动因理论和能源使用倒推机制可以明确使用能源的原因和出处,整个用能管理是严格按照需求驱动,实现以主生产计划为核心和起点的协调一体化过程。
ERP流程思想强调主生产计划的可执行性,从而进行能力平衡,是企业所有资源针对需求对资源进行优化配置的过程。以主生产计划为驱动的计划管理模式,横向体现从采购、生产到营销的整个供应链的生产经营管理过程,以达到对企业所有资源进行有效整合,提高企业的核心竞争力。这样通过需求拉动管理生产经营的同时,又可以实现企业生产产品所消耗能源的实时监控,进行动态管理,具体见原理图(图1)[1],实现能源运输、贮存、燃烧(发电、供热)与制冷、输送分配、工艺加热、生产专用及通用设备用能及余能回收利用等环节的用能计量和用能统计。有了规范用能基础信息统计来源,这为深层次的用能管理提供了基础保证。
二、用ERP优化用能方案综合用能管理
有了规范系统的用能基础信息和统计信息,进一步通过ERP的优化思想,对生产、用能、设备统一协调和按照计划节能技术标准和技术规范要求调整生产系统来管理用能,达到强化用能管理的目的,选择优化方案来配置设备和组织生产(见图2)[2]。改变用能管理职能的附属地位,使用综合用能管理的思想进行管理。
1. 密切生产管理、用能管理和设备管理的关系。
在生产、用能与设备运行间进行协调统一,可以大大提高用能设备管理工作的整体效率。在ERP的环境下,系统分析设备用能的每一个环节,并建立与其他业务流程之间的实时信息交换和资源共享的关系,从而使设备用能管理活动和信息在企业的决策层、管理层和作业层之间自上而下和自下而上的汇总集成,并最终实现设备由静态管理到动态管理的发展。从而改变了重供能、轻用能的局面,由单纯强调供能保证,只注重用能的要求,变为重视用能的管理和优化。在发生用能紧张不满足需求时,可以既从供给方面找原因,也从使用方面查原委。由重视主要耗能设备,轻系统配套变为重视设备的统筹配套优化。根据配套优化原理既注重主要设备的更新改造,也重视附属设备和输送系统及用户的管理。比如,企业投入巨额资金采用较高功能的主设备,也同时重视配套供给或输送设备的配套系统,充分注重系统配套的合理性,减少不必要的浪费[3]。
2. 考虑用能计划节能标准和技术规范要求。
结合生产管理、用能管理和设备管理查询和优化的信息,在对设备用能、运行数据进行统计分析的基础上运用相关的数学模型计算用能规律,找到耗能而无产出的环节和效率低的环节,分析当前运行状况与既有系统可达到的最佳工况之间的差距,建立设备用能模型。利用计算机实现设备用能计划排程,最终形成用能方案后进行优选,达到科学、合理地安排用能要求,将粗放型用能改为精细化管理用能。
三、结论
通过ERP思想进行设备用能管理的研究,可以利用ERP信息平台,进行企业用能管理的深度挖掘,提高企业用能的下达、执行、反馈、分析和优化能力,在企业内部形成闭合循环提高机制,既有利于企业的节能管理,又有利于促进企业经营的整体优化和全面控制。设备用能管理是一项常抓不懈的基础工作,通过信息化建设,特别是利用ERP思想来加强这项工作是一条值得深入研究的思路。
参考文献
[1]闪泗清.ERP系统原理和实施[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]黄明,朱群雄.基于流程图的设备管理系统的设计与实现[J].计算机与应用化学,2009,(8).
用能设备 篇3
为贯彻落实《节约能源法》及国务院有关文件精神, 国家工信部决定开展2011年度重点用能行业单位产品能耗限额标准执行情况和高耗能落后机电设备 (产品) 淘汰情况监督检查工作。监督检查工作分为企业自查、地方监察、国家抽查三个阶段进行。现就我市做好工信部监督检查迎检工作通知如下:
(一) 企业自查。各区县、集团节能主管部门要组织所辖、所属重点用能企业按照22项单位产品能耗限额强制性国家标准、《高耗能落后机电设备 (产品) 淘汰目录 (第一批) 》及《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》等有关要求 (可登陆天津节能网www.tjjnw.gov.cn下载) 进行自查, 并于8月15日前将企业自查情况报市经信委节能与综合利用处。
(二) 现场核查。8月15日至9月20日间, 我市将组织节能监测机构对重点用能企业进行现场核查, 主要程序有听取汇报、查阅基础资料和现场查看等。具体联络工作由各节能监测机构按照分组情况和企业分别落实。
(三) 国家抽查。10月份, 工信部将组织督查组对我市进行现场督查, 并选取3-4家重点用能企业和1-2家高耗能落后机电设备 (产品) 使用企业进行实地抽查。
请各区县、集团节能主管部门督促本区域、本系统重点用能企业认真开展自查, 同时协助做好现场核查安排。请各有关企业严格进行自查, 积极配合节能监测机构进行现场核查, 对存在问题认真整改落实, 同时做好迎检的各项准备工作。
注汽锅炉用能对比分析 篇4
在注汽锅炉的生产过程中, 各环节均存在不同程度的能量损失。根据注汽锅炉系统及各个环节的特点建立能量转换分析模型, 并利用锅炉运行数据进行分析计算, 在此基础上对注汽锅炉及各环节不同时间点的用能状况作出分析, 对比不同时间点各环节能量损失增加情况, 找出随锅炉使用情况能量损失增加的主要环节。
1 计算对比分析
通过能量转换分析, 建立数学模型, 对2009 年和2013 年胜科管理区注汽1 队3#注汽锅炉进行热力学分析计算。该锅炉为上海四方锅炉, 型号为SF - 11. 5 /21 - Y 。主要设计参数为: 额定蒸发量11. 5t / h, 设计压力21M Pa, 蒸汽干度70% , 设计热效率88% 。实测主要参数: 出力为5572k W, 压力为14MPa, 蒸汽量为9040kg /h, 耗油量为556kg /h。分析计算中需要的间接参数 ( 如焓值、火用值等) 均根据测试数据计算而得。
1. 1 中心3#注汽锅炉能量分析计算
系统能量平衡计算结果如表1 所示。注汽锅炉能量平衡如表2 所示。注汽锅炉火用计算结果如表3 所示。
1. 2 中心3#注汽锅炉火用损失对比分析
2009 年与2013 年中心3#注汽锅炉各过程的火用损失如图1 所示。运行过程能量损失情况如图2 所示。能量损失的主要影响因素如表4 所示。
根据上述数据对比分析如下:
1) 中心3#注汽锅炉机组2009 与2013 年系统运行热效率分别为90. 01% 和85. 82% ; 火用效率分别为35. 26% 和33. 12% 。2009年比2013年分别高出4. 19% 和2. 14% 。热效率低的主要原因是注汽锅炉排烟温度较高, 排烟损失增加与保温性能降低, 散热损失增加所致。火用效率降低除上述原因外, 还与燃烧火用损上升较多, 燃烧状况下降有关。
2) 中心3#注汽锅炉机组燃烧过程中火用损失由2009 年的3795. 8MJ / h上升到2013 年的4432. 6MJ / h。
3) 中心3#注汽锅炉机组空气系数2009 年与2013 年实测分别为1. 17 与1. 62, 正常值为1. 05 ~1. 15。
4) 中心3#注汽锅炉机组运行过程中的散热火用损由2009 年的315. 8MJ/h上升到2013 年的380. 2M J / h。
5) 中心3#注汽锅炉机组排烟温度由2009 年的197. 2℃上升到2013 年的228. 4℃。
6) 中心3#注汽锅炉运行生产相同数量和干度的蒸汽, 换热过程所消耗的火用数量由7269. 0MJ/h上升到7312. 2MJ/h。
1. 3 提高机组运行效率的方法
提高锅炉机组运行效率, 建议从以下几个方面入手:
1) 开展注汽锅炉烟气余热技术研究, 以使排烟温度控制在180℃以内。
2) 加强燃料雾化效果, 提高燃料与空气混合水平, 提高燃料燃烧效率。
3) 对锅炉保温层进行维护修补, 提高锅炉保温性能, 减少散热损失。
2 提高中心3#注汽锅炉运行效率研究
2.1降低排烟温度方法的研究
从中心3#注汽锅炉运行情况来看, 热效率下降严重, 由排烟温度上升所造成的损失最大。注汽锅炉的设计排烟温度为180℃, 而实际运行中锅炉排烟温度为228. 4℃, 远大于设计要求。减少排烟损失是提高锅炉热效率的主要途径。
中心3#注汽锅炉清理对流段前后烟温情况统计如表5 所示。中心3#注汽锅炉清理对流段前后的排烟温度对比如图3 所示。清理工作前平均排烟温度比清理后高出44℃。当然, 对锅炉对流段的清灰工作只是日常保养中的一部分工作量, 在这里要说明的是对流段及时、有效的定期清理可以提高锅炉效率。但随着锅炉使用, 对流段翅片管翅片损坏, 换热效果下降, 清灰后也不能达到理想的排烟温度, 所以需要更好的方法来降低排烟温度, 减少排烟损失。
2. 1. 1 烟气余热回收技术研究
2.1.1.1余热资源计算
从测算结果看, 中心3#注汽锅炉排烟温度从2009 年的197. 2℃ 到2013 年的228. 4℃ , 升高了31. 2℃ , 排烟损失增加了1341M J / h, 锅炉效率降低了1. 39% 。
2. 1. 1. 2 改造可行性研究
锅炉排烟温度控制是指通过利用烟气余热来降低排烟温度。烟气余热利用方式根据加热介质的不同可分为3 种, 即: 预热助燃空气; 预热燃料;预热锅炉给水。
中心3#注汽锅炉结构简图如图4 所示。综合来看, 燃料采用电加热方式, 并从锅炉下部供入, 燃油粘度较大, 当预热燃料时, 加长管路, 管路热损大, 燃油阻力增加, 系统改造工作量较大。给水流程有柱塞泵加压, 由于高压管线对管线链接工艺与材料要求高, 在加压前预热改造工作量很大。采用预热助燃空气不仅系统改造工作量小, 并且可以解决冬天突然停火后启炉困难的问题。因而, 选择预热助燃空气方案较为合适。
2. 1. 1. 3 预热回收装置热力计算
烟气进装置温度: 228. 4℃;
烟气出口装置温度:160℃;
烟气量:17389.2m3/h;
回收热量:398.6MJ/h;
供风温度:25.8℃;
供风量:15477.7m3/h;
加热后:74.0℃。
2. 2 改善换热性能研究
远红外辐射涂料ZS是一种耐高温 ( 温度可以达到2000℃) 、强辐射率 ( 0. 95) 、耐蚀性和高耐磨性的特种功能节能涂料。涂料涂刷在窑炉内壁上, 通过涂料涂层红外辐射, 改善炉内热交换, 提高炉膛内温度场强及均匀性, 使燃料燃烧更充分, 增加热效率, 大大提高耐火材料热效率, 减少能耗, 节约能源并延长炉体内衬使用年限, 节能率高。2006年使用该技术, 其应用效果对比如表6 所示。
由表6 可见, 锅炉辐射段后部和过渡段保温层隔热效果下降严重, 上升了约20℃, 其次是辐射段前部, 而前墙保温层隔热效果保持最好。建议在注汽工作量少、资金充裕的情况下, 进行辐射段整体的保温层修复工作, 重新涂抹远红外辐射涂料。在工作量大、资金紧张的情况下, 进行辐射段后部和过渡段局部的保温层修复和远红外辐射涂料涂抹工作, 但在进行局部修复的过程中一定要注意不要把远红外辐射涂料涂抹到辐射段管线上, 由于涂料导热性能差, 将会严重影响锅炉辐射段管线的换热能力。
2. 3 改善燃烧性能研究
锅炉燃烧性能的影响因素有过量空气系数和燃油雾化效果, 锅炉的满排火焰长度为辐射段长度的2 /3, 直径1. 5 ~ 1. 8m, 火焰为橙红色, 通过调整配风、油压、雾化压力, 使燃烧达到最佳效果。
2. 3. 1 可行性分析
调整锅炉燃烧参数 ( 燃油压力和雾化压力) , 可根据火焰燃烧情况及注汽井压力变化进行调整。
2.3.2锅炉的运行调整
目前, 开发中心3#锅炉使用的是北美燃烧器携带的30mm油嘴, 各个参数在油喷嘴雾化角一定的情况下, 直接取决于外部力量大小的影响, 即燃油压力和燃油雾化压力的共同影响。如何有效获得合理的油压- 雾化压力配比是解决锅炉燃烧效果的最佳途径。为此, 对中心3#锅炉进行了雾化参数选择实验, 以求得最佳油压- 雾化压力配合点 ( 见表7) 。
由表7 可以看出, 0. 42 ~ 0. 38MPa的油压- 雾化压力配合是中心3#锅炉的最佳配合点, 在此点锅炉燃烧效果最好。同样对于不同的锅炉总有一个最佳的油压、雾化压力配合点。在这个点上, 锅炉燃烧最稳定、燃烧效果最好, 这一配比随着燃油品质和运行工况的变化而改变, 所以在状态参数发生变化时应重新测量调整。
3 结论
1) 中心3#注汽锅炉效率下降的主要影响因素是较大的过量空气系数和排烟温度, 造成了较大的能量损失。
2) 对流段及时、有效地定期清理可以提高锅炉效率, 但随着锅炉使用, 对流段翅片管翅片损坏, 换热效果下降, 清灰后也不能达到理想的排烟温度, 所以需要更换对流段管线或加装余热回收装置。由于对流段是高压管线, 更换成本远高于加装余热回收装置, 且加装余热回收装置可有效防止冬天突然熄火所造成的启炉困难问题, 因此建议加装余热回收装置。
3) 锅炉的保养状况对锅炉的运行效率影响很大, 持之以恒地维持设备保养力度, 是保证锅炉热效率、延长锅炉使用寿命的重要途径。
港区生产与生活用能分析 篇5
1 建筑模型的建立
工程坐落于天津东疆港GKa11单元核心区, 东至鄂尔多斯路, 南至乐山道, 西至亚洲路, 北至重庆道。地块约呈矩形, 东西长约200 m, 南北长约212.5 m, 规划总用地面积42 500 m2。为东疆管委会、海关及缉私局、检验检疫、边检、海事等提供一站式服务。
建筑主体东西两侧分别为8层、6层, 南北两侧为5层。各功能单元围绕两个相对独立的内院展开。建筑平面各部分围绕着中间办证大厅布置, 该工程可以分为A、B、C、D这4个楼座。A座为海关和缉私局提供服务, B座为边检、办证大厅及公共会议区、预留办公区等、C座为检验检疫办公楼, 东疆管委会办公楼, D座为餐厅及海事局办公楼。总建筑面积62 190 m2, 其中地上建筑面积为58 190 m2。
2 建筑主体及照明设备参数的确定
建筑主体及照明设备参数的确定如表1, 表2所示。
3 冷热负荷模拟计算分析
利用Design Builder软件建立联检服务中心建筑模型[1], 并准确建立窗户模型和遮阳模型, 生成为IDF格式在导入到Energy Plus, 进行详细的围护结构、照明、设备、新风、人员及空调设计温度等参数的设定。利用E+软件计算得到天津地区的设计日地表温度变化, 输入到联检服务中心建筑模型, 运行得到联检服务中心准确的冬季设计日逐时负荷、夏季设计日逐时负荷以及全年8 760 h的动态负荷变化曲线。
3.1 冬、夏季设计日冷负荷
Energy Plus计算的联检服务中心冬、夏季设计日负荷曲线如图1, 图2所示。
注:港区园环内区域建筑参照《公共建筑节能设计标准》中建筑室内照明、设备、人员时间表设定值。
3.2 全年动态冷热负荷
根据ASHRAE对不同朝向负荷计算的方法, 依次对联检中心东西南北4个朝向的冷热负荷进行计算。如图3、图4所示, 南向热负荷最小, 但其冷负荷最大。按照经验理论0°和180°、90°和270°应该分别得到很小的负荷变化, 但模拟结果表明冷负荷变化符合此经验理论, 而热负荷并未遵循这一趋势, 由于北方地区 (寒冷地区) 以热负荷为主, 所以, 该建筑朝向按照热负荷最小的南向为最佳。
但总的来说4个朝向的冷热负荷变化范围都较小, 取最佳朝向 (南) 全年最大冷负荷6 692 k W, 最大热负荷4 669 k W, 图5给出了全年动态逐时冷热负荷变化情况。单位面积冷负荷最大115 W/m2, 单位面积热负荷最大80 W/m2。
4 电负荷模拟计算分析
建筑冷热源系统方案选型时, 冷热负荷的准确预测固然重要, 研究也相对较多, 但电力负荷的准确预测对于系统的方案配置也尤为重要, 尤其是在应用冷热电联产系统时, 优化配置和优化运行的实现都需要相对准确的电力负荷预测的支撑。电力规划设计部门在进行电力负荷预测时, 常常是基于当地或城市电网历史运行数据, 对未来的电力负荷进行预测, 这种方法往往会造成很大的偏差, 对于一些高起点的建筑规划项目更是不可取。而目前对于热电冷联产系统中电力负荷的单点预测方法也只是能初步确定机组容量, 不能给出不同时段机组运行策略。以往的电负荷计算只关心建筑最大电负荷以用于变压器选型, 可利用的研究成果并不多, 因此, 对于联检中心建筑的逐时电负荷进行深入研究, 为后续的热电冷联产系统优化配置和设计是十分重要的。
4.1 电力负荷模拟计算原理
建筑的电力负荷由建筑各个功能区域各种用电设备组成。用电设备包括功能区域照明及设备用电、空调冷热源设备用电 (包括锅炉、冷机、冷却塔及水泵) 、风机用电、动力及其他。目前清华大学李辉等人根据实地调研数据及相关理论分析, 提出利用耗电因子法对各种建筑类型的电负荷进行预测, 经初步检验建立的电力负荷预测模型较为准确[2]。电力负荷主要由建筑物类型和建筑各个功能区域内用电设备不同所造成。一般情况下, 电力负荷的大小与建筑物内各种用电设备的安装功率、设备的耗电使用性能及作息时间直接相关。因此, 常用的方法是根据常见的用电设备, 对电力负荷构成及其耗电影响因素做基本分析, 主要是照明、空调 (包括冷冻泵、冷却泵、冷却塔、采暖泵、风机盘管、空调箱、新风机组等, 由于联产供冷, 计算中不包括冷机耗电量) 、动力运输 (主要指电梯) 、电器设备等。建筑类型或区域功能影响着用电设备的种类、相应设备的安装功率及作息时间, 然后再由各用电设备各个类型的典型耗电性能曲线及运行模式, 就可确定该建筑的电力负荷。
通过在E+中建立建筑物空调系统模型, 确定冷热水环路和空气环路, 运行Energy Plus系统模拟即可得到联检中心各个区域全年8 760的逐时电耗。
4.2 电力负荷计算结果分析
利用上述模拟方法, 对于运行结果进行整理, 即可得到联检中心内全年8760的逐时电耗。冬季设计日电负荷和夏季设计日电负荷如图5、图6所示。区域单位面积逐时电耗进行模拟分析, 全年最大建筑电负荷为5 882 k W。
5 结语
利用Design Builder软件建立办公建筑模型, 并准确建立窗户模型和遮阳模型, 生成为IDF格式在导入到Energy Plus, 进行详细的围护结构、照明、设备、新风、人员及空调设计温度等参数的设定。利用Energy Plus软件计算得到港区的设计日地表温度变化, 输入到模型, 运行得到联检中心准确的冬季设计日逐时负荷、夏季设计日逐时负荷以及全年8 760 h的动态负荷变化曲线。根据Energy Plus系统模拟得到全年8 760的逐时电耗。全年最大冷负荷6 692 k W, 最大热负荷4 665 k W, 最大电负荷为5 882 k W。
参考文献
[1]潘毅群, 吴刚, Volker Hartkopf.建筑全能耗分析软件Energy Plus及其应用[J].暖通空调, 2004, 34 (9) :2-7.
北京农村合理的生活用能结构初探 篇6
我国农村经济生活正在由20世纪末的温饱型逐步转向21世纪的小康型, 农村住宅建设在向功能齐全、设施完善、环境优美的小康住宅发展, 农村能源利用主要以生活用能为主。就北京而言, 2009年农村住宅面积1.5亿平方米, 生活用能262.22万吨标煤。目前, 能源利用率低下、环境影响严重等现象限制了生活能源使用的可持续发展, 而用能结构失当是造成上述现象的原因之一。因此, 采用合理的生活用能结构对引领农村可持续发展有着重大意义。
一、生活用能结构现状及主要问题
(一) 生活用能结构现状
北京农村生活用能形式主要包括采暖、炊事和家电用能。其中采暖用能占全部生活用能的59%, 炊事用能占全部生活用能30%, 家电用能占11%, 前两者所占用能比重已高达89%。因此, 本文以采暖和炊事用能结构作为研究对象。调研统计数据表明, 北京地区每年户均采暖、炊事两者所用燃料的情况为:散装煤1690kg, 蜂窝煤475块, 木柴423kg, 秸秆458kg, 液化气130kg。可见, 在北京农村, 煤为最主要的燃料。而采暖用能方面, 31%的居民采用烧柴、秸秆的火炕和火墙, 46%居民采用以土暖气进行采暖, 20%采用煤炉, 3%的居民采用包括取暖电器和新能源在内的其他形式采暖 (见图1) 。
炊事用能方面, 农民厨房中有烧柴草和秸秆的大灶, 煤炉、电灶以及液化气罐, 其中78.7%的家庭使用的是罐装液化气, 9.7%的家庭使用的是煤, 6.5%的家庭使用的是柴草和秸秆, 4.8%的家庭使用的是电。不到1%的家庭采用的是其他燃料, 如沼气 (见图2) 。
(二) 主要问题
现有用能结构主要存在以下几个问题:
1. 能源利用率低, 人居生活质量差
由于灶具和采暖系统的不合理, 秸秆木柴和燃煤长期低效率使用, 使得能源利用率很低, 平均耗能34kg标煤/m2, 而《民用建筑节能设计标准GJG26—95》中规定北京的采暖耗煤量指标为12.4 kg标煤/m2, 超标近3倍。虽然耗能高, 但热效率很低, 房间温度也只维持在10℃左右。
2. 环境污染严重
由于很多家庭采用煤炭进行采暖, 燃烧过程中排放出大量的温室气体, 同时, 很多家庭除烧煤外, 还要消耗大量的燃料秸秆和木柴, 燃烧所产生的浓烟直接影响环境, 从而造成了严重大气污染, 甚至已危害到农民健康。
3. 能源消费负担重
对能源消费的统计表明, 目前农村家庭平均年能源消费在2900元左右, 占家庭总收入的10%—15%, 取暖费用已经和城市居民持平。北京农村家庭采暖费用在1500元—3000元之前的比例占到53%, 采暖是主要的能源消费去向, 78%的家庭认为采暖负担沉重。
二、生活用能结构合理化总体思路和具体方法
(一) 总体思路
针对目前北京农村生活用能结构所出现的主要问题, 有必要对其进行合理化改进, 可以从两方面着手:一方面是采用高效用能设备, 另一方面提高新能源利用。
1. 采用高效用能设备
采用高效用能设备即对现有用能设备进行节能改造, 以此提高灶炕的热效率, 在提高人居生活质量的同时, 节约能源, 减少环境污染。
2. 提高新能源所占比例
提高新能源所占比例, 逐步取代传统能源的使用, 减轻环境污染和农民的能源消费负担。这一措施主要基于国家战略发展需求提出。
首先, 按照《北京市“十一五”时期能源发展及节能规划》中的目标, 到2010年, 新能源在用能结构中所占比例达到4%。结合上文对北京农村生活用能结构现状的说明, 不难看出, 新能源的使用与规定目标仍有很大差距, 因此需要逐步提高新能源所占比例, 以取代的传统能源。
新能源种类的选择将会直接影响到人居舒适水平和室内外环境的质量。下面将基于上文提出的总体思路, 结合对各传统能源优劣性的调查以及北京农村新能源概况的分析, 提出新能源取代传统能源的具体方案。
据调查显示, 首先, 液化气是“最受欢迎”的能源, 其次是电, 煤炭排名最后。第二, 煤炭是一种非清洁能源。因此, 通过对新能源的充分利用, 现阶段主要削减煤炭在用能结构中所占比例, 减少环境污染现象, 提高人居环境健康舒适性, 缓解农民购买煤炭的经济负担。
新能源种类选择方面, 太阳能和沼气是较有使用优势的新能源。首先, 由于全市年平均日照时数2600小时, 每年接收太阳能辐射量约26亿吨标煤, 而农村地域广阔, 占全市太阳能资源总量的90%以上。北京农村地区积聚了绝大部分的秸秆木柴资源以及畜禽粪便资源, 经处理后可转换成沼气;其次, 北京农村对太阳能和沼气利用已初具规模 (见图3) 。
总体而言, 沼气的增长速率高于总能耗增长速率, 而如果某一种能源的年增长率大于能源总量的年总增长率, 那么这种能源在结构中的比例是呈增长趋势的。因此可认为沼气在用能结构中所占比例呈逐渐扩大趋势。截至到2009年, 沼气池产气总量2245.4万立方米。对于太阳能采暖的利用, 虽然没有直观的数据说明其在用能结构中所占比例, 但通过太阳房覆盖面积及增长状态, 可以推断出太阳能采暖利用处于增长状态, 其增幅呈逐年扩大趋势。截至到2009年, 太阳房25.1万平方米, 建立太阳能采暖示范村5个 (见图4) 。
新能源在家庭采暖炊事方面使用可表现出一定综合效益。就太阳能而言, 与普通房屋相比, 在保证室内环境热舒适度的条件下, 太阳房在寿命期内资金消费的特点是在寿命期内节能的采暖运行费用大于初期增大的投资额。如某太阳房初期投资较对比房每平方米增加20元, 年节约热501600KJ/m2, 当地燃料价格折合成标煤每吨94元, 年利率为0.024 (国家优惠贷款) , 则只用五年左右时间就可将太阳房建设费用回收。就沼气而言, 经济效益方面, 按一个户用沼气池年产气量385m3计算, 可代替煤炭847kg, 可节能购买费用381元;生态环境效益方面, 847kg煤炭可折合605kg标煤, 按每千克标煤减排二氧化碳2.664kg计算, 每年可减排二氧化碳1612kg, 按每千克标煤减排二氧化硫0.0224kg计算, 每年可减排二氧化硫13.6kg。
合理的生活用能结构可表现出高效性、清洁性和经济性三位一体的可持续特性, 从而可以引导北京农村生活能源利用实现可持续发展。
(二) 具体方案
基于上述总体思路, 可提出具体的方案, 即维持液化气、电、秸秆和木柴在用能结构中所占比重, 通过加大太阳能和沼气的使用削减煤炭在用能结构中所占比重。采暖方面, 优选的供暖燃料为“柴草/秸秆、电、太阳能”, 配套设备为“节能火炕/火墙、供热电器、太阳房”;炊事方面, 优选炊事燃料为“液化气、电、柴草/秸秆、沼气”, 配套设备为“煤气罐、电灶、节能柴灶、沼气灶”。
三、合理的生活用能结构前景
(一) 限制因素
1. 经济成本
目前较为成熟且适宜于在农村地区推广的各类新能源利用设备的一次性建设成本太阳房约为原住宅建设费用的10%─20%, 户用沼气约为5000元。由此可见, 在农村地区推广新能源最大的障碍在于建设资金投入, 如果由农村独立承担这些费用, 对多数人还是难以支付。
2. 技术水平
由于农村地区地域广阔, 且新能源资源数量大, 分布广, 因此, 如何有效地将其进行收集、集中处理, 有待相关部门进一步的研究和决策。此外, 以新能源设备的实际运营情况来看, 已建成的被动式太阳房或沼气池普遍缺乏保养和维修技术, 农户使用操作不规范, 造成硬件损坏, 加上零部件购买供应脱节, 导致不少新能源设备处于长期瘫痪或闲置状态, 农民迫切需要规范化、系统化、有保障的跟踪配套服务体系。因此, 只有做好了平日的维护与保养工作才能使得这些设备发挥出最大效用, 从而使得新能源设备得以发挥长效利用效果, 这样才能使得合理的能源结构体现出真正意义。
3. 农民主观行为
农民在选择能源品种时可表现出强烈的主观行为。在有直接可获取的、无成本的能源时, 如秸秆和木柴, 农户愿意花更多的时间和精力收集燃料, 而不愿意为提高炉灶的热效率做出努力。除了个体行为之外, 家庭特征也是制约合理的能源结构推广的又一因素。家庭特征对合理用能结构的采纳首先体现在家庭人口规模上。一般而言, 对农村家庭来说, 家庭人口规模越大越说明家庭负担越大, 因此对于此类农户更加倾向于成本低廉的能源。第二, 农户对能源的选择可表现出强烈的惯性, 年龄偏大的农户家庭受传统能源结构的影响, 仍然倾向于使用传统能源。第三, 教育程度也是制约合理的能源结构使用的重要因素。
(二) 应对措施
用能设备 篇7
一、“动、静”结合,切实掌握用能单位基本信息
萧山区能源监察中心对全区年耗能5000吨标准煤以上的254家重点用能单位逐家建立了节能档案,档案内容既包括用能单位能源管理机构、生产装置与生产工艺、每年能耗量等基本情况,还汇总了最近两年区能源监察中心对各用能单位开展节能监察审计和电平衡测试过程中提出的整改意见和建议。在静态档案的基础上,为强化对用能单位的动态管理,萧山区节能监察中心建立了覆盖全区年耗能2000吨标准煤以上469家重点用能单位的能源管理信息网络,用能单位能源利用状况填报率达到100%。通过静态的节能档案和动态的能源管理信息网络,萧山区能源监察中心摸清了用能单位的基本信息,也发现了开展节能监察审计的线索。
二、深入现场开展节能监察审计
在跟踪掌握用能单位基本信息的基础上,萧山区节能监察中心开展了现场监察审计工作。自2011年以来累计对185家用能单位开展了节能监察审计,现场检查重点用能设备10800台(套),检测测试重点用能设备1220台(套),提出强制性整改意见406条,一般性整改建议810条。整改后,预计可节约标煤约4万吨。其中,经监察发现各类淘汰落后设备980台(套),通过限期整改淘汰更新892台(套),整改率达91%左右。2014年以来已经对72家能耗超标用能单位进行了现场督查。
萧山区节能监察中心还借助媒体,对现场监察审计发现的违法使 用淘汰设备、能耗超标的单位予以曝光,提高节能监察的影响力。2014年节能宣传周期间,中心对本地4个高耗能行业的主要产品单耗进行了排序,并在《萧山日报》上通报了高耗能行业能耗“红黑榜”,督促企业加快整改,并为节能监察执法营造了有利的社会氛围。
三、加大力度强化技术推广与企业能管员培训