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供熱二次熱網平衡及節能改造項目方案的效益分析

放大字體  縮小字體 發布日期:2012-12-17  瀏覽次數:964
  本文通過對北京牛街二次熱網平衡及節能改造項目進行詳細分析,闡述了熱網平衡及樓棟節能系統改造方案的成功性,并通過節熱節電分析論述了項目的經濟效益和各項社會效益。
  1 改造前狀況
  北京牛街地區為穆斯林聚居區,該地區共有6個換熱站進行供熱,分別為牛西一區、牛西二區、牛東一區1#站、牛東一區2#站、牛東二區(春風胡同)站、法源寺西里站,供熱總面積超過80萬平米。08~09采暖季之前大多數用戶的冬季平均室內供暖溫度只有18℃左右,而且有相當一部分用戶因為二次熱網水力失衡出現過冷或過熱現象,熱舒適性不好,造成用戶拒交熱費,投訴不斷。
  為了改善供熱效果,換熱站的工作人員采取了各式各樣的方式進行調節。牛西二區以樓為單位在熱力入口處加設各類控制閥門對二次網進行水力調節,但是由于這些解決方式都未能觸及水力不平衡的關鍵,不僅未能解決問題,反而增大了二次網阻力,加大了供熱能耗。各換熱站的工作人員同時還通過人工調節樓前的閥門開度試圖改善供熱效果,但是手動調節固有的設備和調節方式的局限,只能進行非常不精確的粗調節,也無法解決問題。
  這樣就導致換熱站不得不加大循環水泵的運轉頻率,增大二次網流量以大流量小溫差的方式來緩解水力不平衡帶來的供熱效果差的問題,這樣做不僅供熱效果改善有限,而且電能與熱能也浪費嚴重。
  2 改造方案
  2.1 熱網平衡及樓棟節能系統
  針對上述的問題,改造采用了丹佛斯熱網平衡及樓棟節能系統的方式,其主要作用在于其一:解決建筑物間的水力不平衡,建筑物按需取熱,降低二次網的流量,節約循環電能和熱能消耗,高溫差低流量;其二:保證室內系統的高流量低溫差的定流量系統不變,只采用質調節,防止室內系統的失調,保證舒適。這樣形成了二次網高溫差低流量,質調與量調共舉與室內系統定流量質調的有機結合。
  熱網平衡及樓棟節能系統是以ECL的氣候補償功能進行調節,通過室外溫度傳感器感知室外溫度的升高或降低,自動計算所需的室內供水溫度,使得建筑的二次網供水流量由定流量改為變流量。換熱站內的循環水泵通過定壓差的形式進行變頻控制,循環泵的頻率可以根據需要不斷降低,在滿足末端用戶資用壓頭的同時以較低的頻率運行,可以使循環泵的電耗大大降低。ECL氣候補償器通過對換熱站一次側的電動調節閥的調節,來控制二次側的供水溫度和一次側的回水溫度,改變一次熱網的流量,降低換熱站的熱耗。
  熱網平衡及樓棟節能系統還可以起到用戶與熱網之間的水力隔離作用,無論用戶內部和二次網如何調節,都不會相互影響,這使得供熱的穩定性大大增強。
  2.2 牛街小區熱網平衡及樓棟節能系統的設置情況
  北京牛街小區共有5個換熱站進行了熱網平衡及樓棟節能系統改造,總計48套機組。具體情況見表一。
  樓前安裝熱網平衡及樓棟節能系統的用戶采暖面積約54萬平米,占到5個換熱站總供熱面積的70.1%,詳見表二。
  牛街安裝的熱網平衡及樓棟節能系統單臺機組的供熱面積從6258平米(牛西二區2#樓低區)至23147平米(牛東二區10#樓)不等,適用范圍非常廣泛。
  3 節能分析
  3.1 供熱舒適度的改善
  牛街小區的熱網平衡及樓棟節能系統直到08年12月初才完成全部機組的安裝,因此11月份先期安裝的熱網平衡及樓棟節能系統并沒有正式投入使用。鑒于之前的供熱狀況,機組的調試分三步進行,第一步主要是保證所有安裝機組和未安裝機組的用戶正常供暖,這一步并沒有考慮電能和熱能的節約;第二步是機組投入自動運行階段,主要配合換熱站進行調試,更多考慮節熱節電,使換熱站和熱網平衡及樓棟節能系統的運行合拍;第三步是根據實際運行情況調整相關設置,在保證供熱舒適的條件下盡可能的節熱節電。調試工作一直持續到09年1月。
  北京市08~09采暖季的室外平均溫度只有0.33度,相對07~08季的0.55度,下降了0.22度,這對項目節能目標構成了嚴峻的挑戰。
  以下一組數據(表三)是07~08與08~09采暖季的平均室溫對比。
  數據表明,08~09采暖季用戶的平均室溫相比上一個采暖季提升了1~2度。即使在室外平均溫度低于往年的不利情況下,用戶的熱舒適性仍然得到了明顯的改善。
  3.2 電能耗的節約
  用戶供暖舒適度的提高并不意味著付出更多的代價。牛街小區的48套熱網平衡及樓棟節能系統在08~09采暖季的總耗電量為145828度,但換熱站的總節電量卻達到538172度,這使得牛街小區的總體節電率達到31.18%,下表四是用電量對比表。
  用戶熱舒適性提高的同時,牛街小區的總節電量達到了39萬多度,數量是非?捎^的。由于大多數機組投入正式運行時已到12月份,因此總節電量仍有較大的提升空間。 
  部分表格省略
  4.2 經濟效益
  牛街小區節熱量折合成節煤量為2250.4噸,如一次熱源采用的是山西陽泉煙煤,按照11月14日的價格每噸大約500元估算,可以節約經濟成本(煤價參考2008年11月14日資源網山西陽泉煙煤價格,調整為含稅)
  2250.4×500=112.52萬元。
  同時,由于節約了392344度電,按照當前北京的電價估算,至少可以節約成本(電價參考北京市發改委《北京市電網銷售電價表》中的非居民照明電價)
  392344×0.75=29.4萬元。
  總共可以節約經濟成本112.52+29.4=141.92萬元。
  混水改造投入預計可在2~3年內全部收回。
  4.3  社會效益
  4.3.1 CO2等主要污染物的減排
  據專家統計,每節約一度電,就相當于節約0.4千克的標準煤和4升凈水,同時可以減少0.272千克粉塵、0.997千克CO2和0.03千克SO2的排放。因此,牛街小區在08~09采暖季節約392344度電,可以折算成(見表六):
  我國CO2的碳排放系數約為0.68t/tce(噸/噸標煤),折合成CO2的排放系數為2.493 
  t/tce(噸/噸標煤),即燃燒每噸標準煤的CO2排放量為2.493噸。牛街小區節約2250.4噸陽泉煙煤可以折算成節約標準煤1768.17噸,因此,該節煤量可以折算成(見表七):
  綜合表六和表七的數據,牛街小區的節能量可以減少主要污染物CO2排放量6001.41噸,減少SO2排放量144.37噸,各項社會效益非?捎^。
  4.3.2  用戶滿意度提高
  截至目前,牛街小區的熱費上交率為65.48%,而07~08采暖季的上交率僅為55.73%,相比提高了9.75%,這說明通過熱網平衡及樓棟節能系統改造不僅改善了用戶的熱舒適性,而且也提高了用戶的滿意度,達到了預期的效果。
  5 總結
  總結上述數據分析可以看出,牛街熱網平衡及樓棟節能系統在熱舒適性提高,循環電能節省及熱能節省三方面都達到了很好的效果:
  1. 循環電能總體下降31.2%,節電39.2萬度;
  2. 熱能消耗相對同等室內外溫度節約13.1%,相當于節約1768.2噸標準煤,CO2減排5610.24噸, SO2減排132.6噸;
  3. 用戶熱舒適度和滿意度大幅提高,在室外溫度低于往年的情況下,室內溫度仍普遍提高1-2度以上,熱費收費率提高了近10%。
  需要說明的有兩點,第一點是牛街總共76.4萬平米的供熱面積中還有約30%的面積由于安裝位置等因素沒有安裝熱網平衡及樓棟節能系統,第二點是熱網平衡及樓棟節能系統真正調試完畢并投入正常運行時,已在十二月,熱網平衡及樓棟節能系統自控節能效果較明顯的采暖初期已過,但是仍取得了這樣的效果,證明熱網平衡及樓棟節能系統的節能潛力應不止如此。---丹佛斯(上海)自動控制有限公司 李濱濤 劉曉斌
 
關鍵詞: 供熱
 
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