1、 XX 学 院 基 础 设 施 改 造供 热 系 统 节 能 改 造 工 程目录一、深化设计方案及说明 .31.1 系统供热概况 .31.1.1 供热系统现状 .31.1.2 锅炉房采暖系统流程和主要设备的技术参数 .31.1.3 系统运行工况 .51.1.4 供暖系统运行能耗 .51.2 节能技术改造方案 .51.2.1 供热系统存在问题 .51.2.1.1 系统循环泵 .51.2.1.2 无锅炉集控装置和气候补偿系统 .61.2.1.3 外网水力失调 .61.2.1.4 无分时分区分温控制 .61.2.1.5 无室温测控系统 .61.2.1.6 锅炉排烟损失大 .71.2.1.7 无热计量
2、装置 .71.2.2 改造宗旨 .71.2.3 拟采取的节能改造措施 .71.2.3.1 水泵节电技术 .71.2.3.2 计算机集中控制系统 .81.2.3.3 气候补偿调控技术 .101.2.3.4 水力平衡调节 .141.2.3.5 分时分区分温控制技术 .151.2.3.6 终端用户室温采集系统 .161.2.3.7 烟气余热回收装置 .171.2.3.8 安装热量表 .201.2.4 节能改造效益分析 .21二、项目实施建议书 .212.1 前 言 .212.2 工程概况 .212.3 设备、人员动员工作 .222.4 设备、材料运到现场的方法 .222.5 主要分项工程的施工方案和
3、施工方法： .232.6 各分项工程的施工顺序 .232.7 确保工程质量和工期的各项措施 .242.8 确保施工安全的措施 .332.9 安装后的调试、运行服务、培训甲方人员 .34一、深化设计方案及说明经我公司技术和运行人员对 XX 校进行详细调查以后，针对本项目供热系统的现状，分析整个系统的设备、运行及能耗等基本情况的基础上，提出以下具体的节能改造方案：1.1 系统供热概况1.1.1 供热系统现状 综合信息：XX 学院供暖面积目前约 10.7 万 m2，包括 4.5 万平米的住宅和约 6.2万平米的教学区，住宅、公建共有约 26 栋建筑，最高层数为 18 层，供暖方式为直接供暖，没有生活
4、热水。 热源情况锅炉房内的采暖系统有 3 台型号为 WNS4.2-1.0/115/70-Y(Q)的燃气热水锅炉，生产日期为 2001 年 9 月，为泰安锅炉厂生产，燃烧机均为德国欧科（Elco ） ，输出功率为 684KW5815KW，风机配电功率为 12.6KW，调节方式为分段式。 设备进出口阀门配置现有系统为直供系统，锅炉的进出水管径为 DN125，母管管径为DN350，进口支管阀门配置为流量计、旋启式止回阀和截止阀的组合，出口支管阀门配置为截止阀和涡轮式蝶阀的组合；系统循环泵的进出口管径为 DN200（泵体的口径为 DN150） ，进口阀门配置为缩径、对夹式蝶阀和橡胶软接头的组合，出口阀
5、门配置为扩径、橡胶式软接头、旋启式止回阀和对夹式蝶阀的组合。补水定压方式为补水泵加定压罐的形式，定压值为0.30.34MPa，外网为管沟敷设。1.1.2 锅炉房采暖系统流程和主要设备的技术参数通过细致考察锅炉房内部的设备及管线流程，如下图所示，得到锅炉房内主要设备的技术参数，如下表所列：表 1 采暖系统主要设备明细序号 设备名称 设备型号、参数 数量 生产厂家 备注1. 燃气热水锅炉WNS4.2-1.0/115/70-Y(Q)，功率为 4.2MW，供回水温度为 115/703 台 泰安锅炉 生产日期为 2001.92. 燃烧机 EK8.5-50G，输出功率为684KW5815KW 3 台 德国
6、欧科 生产日期为 2001 年3. 系统循环泵TQ(IR)150-400A， H=44m，G=187m 3/h，N=37KW，n=1450r/min 额定电流 70A4 台 上海天泉， 离心泵 生产日期为 2002.114. 系统补水泵 H=90m，G=12m3/h，N=5.5KW，n=2900r/min 2 台上海东方泵业生产日期为06.10，1 用 1 备5. 分水器 D450X2360 1 台 上海金山 生产日期为 1989.76. 集水器 D450X6180 1 台 上海金山 生产日期为 1989.7在锅炉房内，系统的供水母管至分水器的上侧，管径为 DN350，控制阀门为涡轮式蝶阀，另
7、一侧分出去四支环路：教学、住宅、锅炉房和行政等，管径分别为 DN250、DN200、DN80 和 DN125，集水器上的“四进一出” 管路均在同一侧，控制阀门也均为蝶阀。锅炉房的总回水管上有一蝶阀、过滤器、蝶阀的组合。锅炉房热力系统流程图如下所示（CAD 图纸见附件 1）：1.1.3 系统运行工况最冷时节运行 2 台锅炉，此时锅炉母管的供回水温度分别约为 6264和5052，温差为 10左右；平常工况下锅炉母管的供回水温度分别约为 50和 4244，温差为 78；燃烧机在大小火和待机三个工作点上周期运行（以锅炉设定的最高供水温度和最低回水温度来控制燃烧机的出力大小，当然，两个温度均可以人工设定
8、） ；系统循环泵共有 4 台，均工频运行 2 台，每天的补水量也较少。补水定压方式为补水泵加定压罐的形式，定压值为 0.30.34MPa。 1.1.4 供暖系统运行能耗依据甲方提供的数据和估算的数据，计算出本小区以往供暖季的运行成本如下：表 2 项目气耗统计（采暖季的平均能耗，供暖时间由天气决定）采暖季 气耗（万 m3） 平均气耗（m 3/m2） 电耗（KWH） 平均电耗（ KWH/m2）0607 134.52 12.6 - -0708 151.02 14.1 - -0809 128.09 12.0 - -06-09 413.63 12.9 246500 2.3备注 燃气价格为 1.95 元/
9、Nm 3；电价为 0.48 元/KWH；水价为 3.7 元/t 。1.2 节能技术改造方案1.2.1 供热系统存在问题1.2.1.1 系统循环泵系统比较突出的问题就是在大流量小温差的工况下运行，整个系统的水流不能正常循环，从而导致一些远环路的用热末端供暖状况不达标，同时非合理的运行工况导致每台泵的工作点不在高效区，水泵的实际运行功率接近额定功率甚至引起超流的可能，造成了电能的极大浪费。 ；另外，根据较为详细的水力计算，目前系统所配置循环泵的流量和扬程均极度偏离理论设计值，尤其是原泵的高扬程。1.2.1.2 无锅炉集控装置和气候补偿系统锅炉本身没有节能控制设备，也不能实现 3 台锅炉之间的联动运
10、行，系统各个设备和管段的热力参数（压力、温度和流量等）不能实时的被运行人员所查知，也就不能及时发现运行中的异常问题，在切换各台锅炉的启停时，也是人为操作，如此处理除了达不到控制精度外，还不能对锅炉进行实时控制，无形之中增加了锅炉的耗气量；另外，锅炉和系统本身不能根据末端达到“按需所供” 的节能目的，也间接的增加了系统能源的消耗。1.2.1.3 外网水力失调锅炉房到热用户的管网只有普通的启闭阀门（蝶阀和闸阀等） ，无调节性能好的流量控制阀，不能根据各个建筑的具体情况进行“按需所供” ，更没有从整个系统出发进行协同调节，致使某些用户的室内温度不达标，为满足管网末端用户的室温达标，只能采取加大供热量
11、的方法缓和水力失调的现状，无疑造成了能量的大量浪费。1.2.1.4 无分时分区分温控制针对本校各校区建筑物的实际情况，用热末端在不同时期所需的热负荷有着较大的变化，尤其在寒假时期，除了一些需要值班或轮班的特殊岗位以外，其他人员（老师和学生）都离校了。此时供暖系统如果没有较为完善的节能自控设备，例如外网管井内、建筑采暖立管的管井内以及对应的远传网络等，就会造成热量的“ 无功” 浪费。而且，这段时期的室外温度均普遍较低，属于供暖的最不利工况，如果能做好此阶段的节能工作，毋庸置疑会给锅炉房运营管理方带来较大的节能效益。总之，根据教学区和行政区等各种功能建筑（如教学楼、新建综合楼和图书馆等）的不同用热
12、时间，对系统进行分时分区分温控制，实现按需供热。1.2.1.5 无室温测控系统所有热用户均没有安装室内温度监测设备，运行管理人员无法方便知晓用户室内温度，只能入户进行实际测量，信息滞后，造成用户室内温度不符合供暖要求，造成了能源的浪费，有的根本达不到供暖温度，影响到相关供暖用户的采暖质量。1.2.1.6 锅炉排烟损失大由于本项目的锅炉为泰安锅炉，按照实际情况本燃气热水锅炉的排烟温度一般在 150以上，最大出力时的排烟温度甚至高达 200以上，从而造成了大量的排烟显热和水蒸气的潜热损失，高于锅炉的设计排烟温度，热损失过大，浪费了天然气。1.2.1.7 无热计量装置热计量装置的缺失，会导致用热单位
13、的能源综合管理项目模糊、盲目，不能让供热单位明确知晓本身的用能问题，更不能对热量、燃料的利用和传输效率有个直观的参考并做出有力的节能对策。1.2.2 改造宗旨 改造要求：改造方案要切实符合本校供热系统的实际情况，所采取的各种节能措施中所使用的产品应最低为国内同类技术中的先进产品或国外品牌，质量可靠，具有完善的售后服务系统，而且保证改造工程的施工质量，施工周期不影响供热系统的维护保养和正常运行； 节能改造后，保证系统原有设备的正常运行，保证用户的供热质量； 节能效果明显。1.2.3 拟采取的节能改造措施根据 XX 学院和相关项目的经验，考虑一个较为完善的节能控制系统起见，我公司拟从以下 8 个方
14、面进行改造（以标书中明确提出的 5 项改造为主，其余3 项的则为建议安装）1.2.3.1 水泵节电技术经过对此供暖系统的热源、外网以及室内末端的详细水力计算，得出以下结论：详细参数略为保证改造后系统正常运行，所要更换的循环泵先安装 1 台，一个采暖季后如供暖正常再安装另外一台泵作为备用。泵的改造示意图如下(详细图纸见附件 2)：图略1.2.3.2 计算机集中控制系统根据 XX 学院的具体情况（包括 3 台热水锅炉，泵房和分、集水器） ，在整个系统内采用计算机分布式控制系统（DCS） ，主要由工控机（集控中央计算机）、前端控制器（RTU） 、电动执行机构、无线与局域网传输单元组成，是将锅炉和循环
15、泵的运行压力、进出口压力、供回水温度和流量等数据采集、控制、通讯、系统管理和数据存储等，整合在一个操作平台上，系统可靠性高，鲁棒性好、实时控制性好和运行效率高。以下为本热力系统的原理框图：该系统设计考虑：a) 实时测控的要求测控点（包括温度、压力和流量传感器等）散布在热力系统各个设备的进出口的符合要求的直管段上，前端控制器（RTU）就近安装，实时控制管理，并将实时采集的数据和运行工况及时上传中央计算机，迅速而有效，当然，此系统也可通过设置在室内的无线温度传感器（可以设置若干点）来实现对系统电动阀门的控制。b) 系统安全性测控系统点越多，系统的安全运行尤显重要。中央计算机通过采集并发出对应的控制
16、动作信息，督促值班人员迅速采取措施，排除故障。另外，还可实现在上位机（工控机）出现失控的情况下，现有前端控制器（RTU）本身作为一个完整的子系统，可继续自主运行，实现前端控制器（RTU）和中央计算机互为备份，提高系统的稳定性、可靠性。c) 无线传输系统：对所有供热系统的各种参数，如室内外温度、锅炉、循环泵及系统的出回水温度、压力、流量、阀门的开度等，都可以通过校网络系统传输到上位机，实现远程监控。在没有或不适宜采用校园网的地点，采用 GPRS 无线传输系统。GPRS 是通用无限分组业务，提供端到端的，广域的 IP 连接，是一项高速数据的技术，以分组的形式传送资料。由于是分组传送，能够永远保持在线的状态，费用只按实际流量计算。是一种物美价廉、安全可靠的无线传输方法。此传输系统的框图如下：1.2.3.3 气候补偿调控技术气候补偿装置由气候补偿器和电动三通阀组成，下面针对此项目进行详细的综合介绍：电动三通阀的安装示意图如下（气候补偿器没绘出,详细安装示意图见附件3）：
