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医院能碳一体化系列(第二期):燃气与热力能耗监测的全链路技术实践

来源: | 作者:桐盛科技 | 发布时间: 2026-07-30 | 10 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
2026年4月1日实施的国管局《公共机构碳排放核算指南》(JS/T 303-2026)要求碳排放核算须使用物理计量数据,热力与燃气排放因子均有明确取值规定。本文从医院燃气与热力能耗的四大场景出发,系统拆解计量方案、设备选型、数据采集与碳排放核算方法,提供一套可落地的全链路技术实践指南。

一、引言:为什么燃气与热力是医院碳核算的第二大战场?

电力占医院总能耗的55%-70%,是第一大排放源。但医院还有另一个不容忽视的能耗大户——燃气与热力。数据显示,医院电力消耗占总能耗的58.21%,天然气消耗占21.7%,水资源占20.07%。

与电力不同,燃气与热力的监测更加复杂:

根据《公共机构碳排放核算指南》(JS/T 303-2026),天然气和热力的碳排放核算须使用物理计量数据,排放因子均有明确取值规定。这意味着医院必须建立一套完整的燃气与热力能耗监测体系。


二、医院燃气与热力能耗的四大场景

医院燃气与热力的主要消耗集中在四个场景:

用能场景

能源形式

用途

典型占比

锅炉供热系统

天然气→蒸汽/热水

冬季供暖、生活热水、消毒供应蒸汽

72.65%(供暖)

食堂餐饮

天然气

灶具烹饪

视医院规模而定

消毒供应中心

蒸汽

医疗器械高温灭菌

视手术量而定

洗衣房

蒸汽/热水

被服洗涤消毒

视床位数量而定

实测数据显示,锅炉产蒸汽的用途分布为:冬季供暖占72.65%,生活热水加热占22.70%,手术室空调加湿占3.47%,管道散热等损失占1.17%。这一数据揭示了医院热力消耗的核心特征:供暖是最大头,其次是生活热水。


三、计量方案设计:知道“在哪里装表”

3.1 天然气计量方案

计量点位

安装位置

设备选型

关键要求

总入口

市政燃气管道进入医院处

工业级气体流量计(带RS485通讯)

精度不低于1.5级,具备累积流量记录

锅炉房

每台锅炉燃气支管

气体流量计(带RS485通讯)

分锅炉独立计量,核算单台效率

食堂

食堂燃气总入口

气体流量计

与锅炉用气分开计量

其他用气点

蒸汽发生器、直燃机等

气体流量计

按设备独立计量

3.2 蒸汽/热力计量方案

蒸汽是医院热力输送的核心介质。热平衡数据显示,锅炉产蒸汽量达3,964吨/月,蒸汽通过管网输送至各用能末端。

计量点位

安装位置

设备选型

关键要求

锅炉出口总蒸汽

锅炉房蒸汽总管

蒸汽流量计(涡街或孔板式)

温度/压力补偿,精度不低于1.0级

各楼栋蒸汽入口

各建筑蒸汽进户管

蒸汽流量计

区分供暖、热水、消毒等不同用途

换热站

汽-水换热器蒸汽侧

蒸汽流量计

核算热交换效率

消毒供应中心

灭菌设备蒸汽支管

蒸汽流量计

独立计量特殊用能

洗衣房

洗衣设备蒸汽支管

蒸汽流量计

独立计量特殊用能

冷凝水回水

冷凝水回收总管

热量表/流量计

核算冷凝水热损失

3.3 不同规模医院的计量点位建议

医院类型

建筑面积

重点计量区域

建议燃气+蒸汽计量点位

社区卫生服务中心

5,000-15,000㎡

食堂、供暖锅炉

总入口+食堂(2-3个点位)

二级医院

15,000-40,000㎡

食堂、供暖锅炉、消毒供应

总入口+锅炉+食堂+消毒(4-6个点位)

三级医院

50,000-200,000㎡

多栋建筑供暖、消毒供应、洗衣房、食堂

总入口+各锅炉+各楼栋蒸汽入口+消毒+洗衣+食堂(8-15个点位)


四、设备选型与安装要点

4.1 气体流量计选型要求

参数

要求

说明

测量原理

涡街、热式或超声波

涡街适用于蒸汽和气体,热式适用于干燥气体

精度等级

不低于1.5级

确保碳核算数据准确性

通讯接口

RS-485,支持Modbus-RTU

接入数据采集系统

温压补偿

具备自动温度/压力补偿功能

蒸汽计量必须

数据存储

具备历史数据存储功能

支持断点续传

实践表明,锅炉系统天然气年消耗量达60.46万立方米,这对流量计的精度和稳定性提出了较高要求。


4.2 蒸汽流量计选型要点

参数

要求

说明

测量原理

涡街流量计(优先)或孔板流量计

涡街适用于蒸汽测量,可靠性高

精度等级

不低于1.0级

碳核算数据要求

温压补偿

必须具备温度/压力补偿功能

蒸汽密度随温压变化大

通讯接口

RS-485,支持Modbus-RTU

数据自动采集

防护等级

IP65以上

适应现场环境

4.3 安装注意事项

关键警告:研究表明,锅炉系统的蒸汽管道长达1,300米,管网复杂、用能分布区域广、输送距离远,各蒸汽支路缺少控制手段,导致各支路即使无使用需求蒸汽仍然输送到末端,且蒸汽管路、减压阀、炉门等管路无保温措施,存在散热,管道输送热损失约20%-30%。

安装原则:

  • 蒸汽支路加装控制阀门:可根据实际需求关停无使用需求的支路

  • 管道保温处理:减少输送过程中的热损失

  • 合理位置安装流量计:在直管段足够长的位置安装

  • 冷凝水回收利用:YY医院的冷凝水基本不回收,浪费严重


五、数据采集与碳排放核算

5.1 数据采集架构

气体流量计/蒸汽流量计 → RS485总线 → 数据采集网关 → 以太网/GPRS → 能碳管理平台

采集频率建议:

  • 累积流量:小时级采集(用于碳核算)

  • 瞬时流量:分钟级采集(用于实时监测与异常告警)

  • 温度/压力:实时采集(用于蒸汽密度补偿计算)


5.2 天然气碳排放核算

根据《公共机构碳排放核算指南》(JS/T 303-2026)

天然气碳排放量(tCO₂)= 天然气消耗量(m³)× 天然气排放因子

核算要点:

  • 排放因子应选用《公共机构碳排放核算指南》附录缺省值,或采用实测值

  • 必须使用流量计物理计量数据,不得使用发票估算

  • 如涉及锅炉燃烧排放,需注意锅炉效率对排放的影响


5.3 热力/蒸汽碳排放核算

热力碳排放量(tCO₂)= 热力消耗量(GJ)× 热力排放因子


核算要点:

  • 热力消耗量优先采用热量表数据(直接计量GJ)

  • 无热量表时,可采用蒸汽流量计数据结合温压补偿换算

  • 热力排放因子优先采用热力公司实测值,或行业推荐值


5.4 冷凝水热损失核算

热平衡数据表明,蒸汽换热后的约70℃冷凝水储存在冷凝水箱中,基本不回收热量,排放在机房中,浪费严重。冷凝水热损失可通过以下方式量化:

冷凝水热损失(GJ)= 冷凝水量(t)× 水的比热(4.186kJ/kg·℃)× 温差(℃)


六、燃气与热力监测的常见问题

问题

后果

解决方案

锅炉低负载运行

效率低至80%以下

全年负载率较低,单台锅炉本体年平均运行效率约为80%;建议优化锅炉运行策略,提高负载率

蒸汽管道热损失大

20%-30%热量损失

加强管道保温,加装支路控制阀门

冷凝水不回收

热量浪费

建设冷凝水回收系统,用于预热锅炉进水

计量点不独立

无法区分用途(供暖vs消毒)

在各用能支路加装独立蒸汽流量计

食堂与锅炉用气混合

碳核算失真

食堂用气单独计量,Scope 1排放源独立核算

七、结语

医院燃气与热力能耗监测是能碳管理的重要组成部分。与电力监测相比,燃气与热力的计量更加复杂——涉及锅炉效率、蒸汽输送热损、冷凝水回收等多个环节。

下期预告:系列第三期将聚焦医院水与特殊用能监测,详细拆解医疗设备、数据中心、净化系统等特殊用能的计量与碳核算方法。

上期回顾:医院能碳一体化系列(第一期):电力能耗监测的全链路技术实践

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