工程节能改造的确定及成效分析

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方案论述

2011年～2012年度，一电热网供热面积1046万m2，热力站152座，热耗指标420MJ/m2，电耗指标1．8kWh/m2，借鉴其他热网运营效果，公司一致认为对全网节能改造是必要的，预计7年内可收回投资。2．1项目投资及财务分析2．1．1设备清单总表目前一电热网有集中供热热力站152座，结合2012年22座热力站扩网建设的计划，按174座热力站、1个带大屏的控制中心进行投资核算。项目投资包括设备费用、安装费用及运行维护费。项目拟选用的设备皆为行业先进产品，项目投资额为3238万元。2．1．2财务分析项目的建设投资金额为3238万元，资金年利率为7．65%。考虑资金成本，7年回款的年最低回款额为:（式略）节能效益ΔC指项目实施后各类能耗节能量乘以能源单价之后的和，包括热耗、电耗、人工数量的节省等。公式如下:ΔC=ΔQR×CR+ΔQD×CD+ΔQrg×Crg。其中，ΔQR为结算采暖期的节热量，GJ;CR为结算采暖期热费单价，元/GJ;ΔQD为结算采暖期的节电量，kWh;CD为结算采暖期电费单价，元/kWh;ΔQrg为结算采暖期节省人工总数量，人;Crg为结算采暖期每人的工资，元/(人•采暖期)。1)耗热节能量计算办法。耗热节能量:项目实施后与实施前供应同样面积相比所节约的热量。公式如下:ΔQR=(AR0×SR)∕1000－QR。其中，ΔQR为结算采暖期的节热量，GJ;AR0为基准单位面积耗热量，MJ/(m2•采暖期);SR为结算采暖期热网面积，m2;QR为结算采暖期的实际耗热量，GJ。AR0=－19．11×ts+420。其中，ts为某采暖期室外平均温度(该数据来源于气象局)，℃。注:利用前两个采暖期的单位面积热耗值及采暖期室外平均温度值进行计算，经修正后得出上述公式。2)耗电节能量计算办法。耗电节能量:项目实施后与实施前供应同样面积相比所节约的电量。公式如下:ΔQD=(AD0－AD)×SD。其中，ΔQD为结算采暖期的节电量，kWh;AD0为基准单位面积电耗，kWh/(m2•采暖期)，取近三个采暖期均值1．97kWh/m2;AD为结算采暖期的实际单位面积耗电量，kWh/m2;SD为结算采暖期热网面积，m2。3)人工节省量计算办法。人工节省量:项目实施后无人值守站节省人员数。各热力站，有人值守时每站定员最少4人，无人值守时按每站留1人巡检，则每个无人值守站最少节省3人。每个采暖期节省人工数量为:ΔQrg=3×B。其中，ΔQrg为结算采暖期节省人工总数量，人;B为结算采暖期累计实现无人值守站的总数，个。

节能举措

热耗控制策略实际运行过程中，利用全网平衡控制软件，对各热力站运行数据进行运算处理，自动对热力站一次网电动阀进行动态调节，消除各站之间的水平热力失调，实现各站均匀供热，最大限度地实现水力平衡，达到节约热量的目的。考虑到建筑物建设年限、能耗类别及采暖方式不同，各站二次网供热温度应区别对待，通过对各站二网目标温度进行加权值设定，达到按需供热的目的。电耗控制策略根据各站供热管网的历史供热数据，确定能基本保证二次网运行且不发生大面积水平失调和垂直失调的平米流量指标及热负荷平米指标，从而可确定二次网在设计最冷天的供回水温差。二次网在整个采暖期的运行过程中，可采用分阶段改变流量的运行方式，即改变水泵运行台数或分阶段调节水泵电机运行频率。将整个采暖期分为几个阶段，如初寒期、前严寒期、严寒期、后严寒期、末寒期。根据实际情况，在保证水力工况不失调的前提下，确定水泵的运行频率。同时在每个阶段内将每日划分为几个区间(如0:00～4:00，4:00～8:00，8:00～17:00，17:00～24:00四个区间或其他更适合的区间)，根据室外温度变化对水泵的变频进行2Hz～5Hz微调，从而达到节能效果。无人值守方案的实施通过节能改造，加装全网自控设施，不仅可实现按需供热、节约能耗的目的，同时也可提升企业的运营管理水平。中央控制系统24h自动优化运行，大大解放了生产力，使热力站“无人值守”成为可能。通过对41座热力站安装视频监控，并在中央控制室配以视频监控软件，自控值班人员可对各站进行切换监控;更为关键的是，通过组态网与全网平衡软件的数据链接，电脑可随时监测到各项运行数据的正常与否，一旦监测到一(二)次网压力、温度或水箱水位等数据异常，中央控制室会响起报警声并进行相应文字提示。

实际节能效果

1)热源费。尽管因本采暖期尚未结束，各种数据尚不能汇总并进行准确计算，但通过前3个月的粗略估算，并与上一采暖期进行对比，预计实现自动化控制后，可节省热量5%以上。按以往历史数据计算，本采暖期实供面积1316万m2情况下，热源费应在1．1亿元左右甚至更多;根据供热前3个月热源费进行折算，本采暖期热源费将不会超过1．05亿元，预计热源费节约会在500万左元右。2)电费。动力电为热力站主要电耗，通过实施变流量运行控制，正常情况下，采用集中控制后可节省电能10%左右。上一采暖期分公司实际电耗1．8kWh/m2。本采暖期为一电工程首年实施全网自控调节，公司以保证供热效果及调试自控设备为第一要务，节电措施未大面积推广试验，只在1月份选取了58个站(100个系统)372万m2面积进行尝试。根据每周电耗统计结果，一电工程节电5%～10%的目标成为可能。3)人工。按以往运行模式，在不违反国家政策的情况下，每个热力站最少需要4人值班。通过对41座热力站实施无人值守，每站减少运行工3人，留1人进行巡视，按太原市最低工资1125元/月计算，每个采暖期可节约人工费69．2万元。

结语

节能改造项目的实施，产生了以下效益:1)保证了热网的快速有效调节，实现了均衡供热，大大提高了热网的运行水平;2)降低供热能耗指标，减少运行成本;3)解决一次网水力失调，可实现一定程度的扩供。大型集中供热工程实施全网自控调节，是时代的要求，是响应国家“节能减排”号召、为城市减少环境污染做出应有贡献的必走之路;因节能导致系统供热能力增加，使得更多的用户能够享受到集中供热的服务，降低系统增容的初投资，对于提高供热企业的运行管理水平和经济效益具有深远指导意义。

作者：成根红 单位：太原市热力公司