油田地面建筑采暖方式对节能降耗的影响分析

孙松（大庆油田工程有限公司）

油田地面建筑作为油田职工生产与生活的场所，室内采暖是一项必要的措施，但同时也应注意到，室内采暖耗费能源与资源较高，在油田总能耗中占据着较大的比例。为确保油田开发实现可持续发展，必须要减少建筑采暖的能源消耗，这对提升油田开发综合经济效益具有重要的意义。

1 不同建筑采暖方式能源消耗对比

从当下我国采暖方式发展现状来看，基于供热能源的不同，共有下述几种建筑采暖方式，它们是电热采暖、地热采暖、太阳能采暖及燃料采暖；其中，燃料采暖方式根据燃料不同，分为燃煤锅炉采暖、燃油锅炉采暖、燃气锅炉采暖；而地热采暖又因热泵方式不同，分为压缩式、吸收式、化学式及蒸汽喷射式热泵[1-2]。

为方便统一进行运行能耗计算，可以假设目标建筑面积为xm2（文中所有x均为相同的建筑面积），燃煤热效率取值按国家最低标准76%计算，燃油与燃气也按国家最低标准84%计算；采暖天数为180天，天然气价格按1.2元/m2计算，煤炭价格按560元/t计算，原油价格按4000元/t计算，电价按0.55元/kWh计算。忽略运行人员成本，不同采暖方式下的运行成本如下所述。

1）燃煤锅炉采暖方式。锅炉耗煤量可下式求得：

式中：G为采暖锅炉实际的耗煤量，t；Q为热负荷，取值为120 W/m2,MW；J为标准煤热值，取值为29 270 MJ/t；η为锅炉热效率；D为采暖天数。根据公式（1）计算，燃煤锅炉采暖方式耗煤量为0.117 5xt，运行成本为65.8x元。

2）燃油锅炉采暖方式。在条件一样的前提下，可以按照1 t原油相当于1.43 t标准煤进行相应计算并得出，采用燃油锅炉采暖耗油量为0.053 1xt，运行成本为212.4x元。

3）燃气锅炉采暖方式。同理，可以按1000 m2天然气相当于1.33 t标准煤进行运行成本计算，最终得出采用燃气锅炉采暖消耗的天然气量为57.07xm3，运行成本为68.48x元。

4）电热锅炉采暖方式。在条件相同的前提下，按照250 W/m2计算得出，采用电热方式采暖耗电量为1080xkWh，运行成本为594x元。

5）地热及太阳能采暖方式。由于该两种方式采用的是绿色可再生能源，因此运行成本基本可以忽略不计。

不同建筑采暖方式运行费用的函数关系如图1所示。由图1可知，采用地暖及太阳能采暖方式运行成本最低，更有利于节能降耗，但受时间及区位空间影响较大，适用范围较小[3]。电采暖方式虽然有节水、节地方便管理等优点，但运行费用在众多采暖方式中最高；并且这种采暖方式属于将高品位的电能转化为低品位的热能，因此也属于一种间接的能源浪费，不适合油田地面建筑应用。燃煤采暖方式运行费用适中，采暖也最优，但不利于环境保护，对于我国节能减排发展会带来一定影响[4-5]。总之，不同的建筑采暖方式对于节能降耗影响也各不相同，需要在实际进行采暖设计时，合理分析采纳。

图1 不同建筑采暖运行费用函数关系

2 案例

某油田区块已建4座注配间、1座锅炉房、1座水质站，1个生活点，总占地面积为1200 m2，除了水质站与生活点采取热水供暖方式外，其他采用的是电采暖。现锅炉房内设有1台1.5 t燃煤蒸汽锅炉，1台2.5 t燃煤蒸汽锅炉。

2.1 存在问题

锅炉负载率低下，尤其是在冬季，锅炉散热量较大，相应消耗的煤炭数量较多；锅炉存在严重的结垢问题，缺少全自动化的软化处理设备，只能依靠酸洗保证生产，耗费成本较高；同时，严重的锅炉结垢对于锅炉热效率也造成了不利影响，导致锅炉耗能整体增加。

2.2 解决方案

方案一：为有效解决锅炉负载率低下问题，通过利用1台常压燃煤热水锅炉替换掉原2台燃煤蒸汽锅炉，并进一步增加供热面积，将原来注配间电采暖方式改为热水采暖方式。经过相应分析与计算，采暖热负荷为146.18 kW，常压燃煤热水锅炉蒸发量设计为0.35 MW，预计投资136 520元。

方案二：基于该油田区域厂房建筑面积相对较小，将原来水质站与生活点的热水供暖方式改为电采暖方式，避免出现过滤采暖问题。经计算，需要安装52台7264-5FJER型电暖器，该电暖器额定电压为220 V，功率2.5 kW，预计投资460 100元。

方案三：充分利用水质站和生活点的热水管网与室内散热器，将原来水质站与生活点的热水供暖方式改为地源热泵采暖方式，将锅炉房内2台锅炉拆除，替换为2台热泵机组。需要安装2台LSBLGRG-150 kW热泵机组，其中1台作为备用，预计投资101 200元。

从上述三种方案来看，若只对锅炉房、水质站、生活点的采暖进行考虑，一次性投资最高的为方案三，方案一一次性投资最低。在运行成本方面，方案二由于采用的是电力采暖，运行成本最高，方案二次之，方案一运行成本最低[6]。

3 结束语

通过比较分析表明，上述三种方案对于油田地面建筑采暖方式在节能降耗方面都有着较为积极的影响，但在关注建筑采暖节能降耗的同时，还应注重建筑采暖方式的经济效益性，从而实现节能降耗的目标。