北京地鐵土橋車輛段供暖系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目

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一、案例名稱

北京地鐵土橋車輛段供暖系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目

二、案例業(yè)主

北京地鐵土橋車輛段位于通州區(qū)九棵樹(shù)東路，主要負(fù)責(zé)北京地鐵八通線列車檢修和維護(hù)。廠區(qū)主要分為列檢庫(kù)、辦公樓、信號(hào)樓以及鍋爐房等輔助設(shè)施區(qū)域。

節(jié)能服務(wù)公司通過(guò)前期調(diào)研和分析，認(rèn)為車輛段的供暖系統(tǒng)存在一定的節(jié)能空間。因此該項(xiàng)目主要針對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能分析，主要范圍包括鍋爐系統(tǒng)的3臺(tái)8t熱水鍋爐，4臺(tái)供暖循環(huán)泵以及部分區(qū)域分時(shí)分區(qū)流量調(diào)節(jié)。

三、案例內(nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

（1）技術(shù)原理。

①建立設(shè)備計(jì)算機(jī)管理中心，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的計(jì)算機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)字化運(yùn)行。

②連接現(xiàn)有控制系統(tǒng)，并建立系統(tǒng)的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。

③添加負(fù)荷自動(dòng)控制，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)負(fù)荷變化，并對(duì)熱源進(jìn)行綜合分析控制，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鍋爐的供能量，保證按需供熱。

④添加機(jī)組群控策略，保證在滿足制熱量需求的情況下，一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

⑤分時(shí)分區(qū)控制，可對(duì)負(fù)荷變化較大的區(qū)域（如辦公樓、信號(hào)樓等部分區(qū)域）增加分時(shí)分區(qū)控制，根據(jù)負(fù)荷變化情況獨(dú)立調(diào)節(jié)各區(qū)域熱水流量，滿足末端負(fù)荷需求的前提下實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷的平衡分配，減少主機(jī)的能耗。

（2）適用領(lǐng)域。

①單體建筑節(jié)能。小區(qū)、酒店、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、寫(xiě)字樓、商場(chǎng)、電子工廠、機(jī)場(chǎng)及其他大型公共場(chǎng)所。

②集團(tuán)用戶。在全國(guó)各地都有辦公或經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所的集團(tuán)企業(yè)進(jìn)行建筑能耗的集中監(jiān)測(cè)管理，如保險(xiǎn)公司、銀行、家居賣場(chǎng)等。

③監(jiān)管部門。為地方政府以及建筑能耗監(jiān)管或服務(wù)的相關(guān)部門提供有力的監(jiān)管工具。

④工業(yè)領(lǐng)域。生產(chǎn)制造用的油、氣、電鍋爐。

技術(shù)原理圖

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

（1）鍋爐控制系統(tǒng)改造。

改造前供暖系統(tǒng)均由3臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t機(jī)組組成，機(jī)組啟停控制和溫度設(shè)定采用人工操作的方式。循環(huán)泵系統(tǒng)采用4臺(tái)45kW熱水泵（2用2備），均為軟啟動(dòng)。啟動(dòng)機(jī)組前首先人工開(kāi)啟循環(huán)泵，循環(huán)泵啟動(dòng)后有干接點(diǎn)信號(hào)給主機(jī)，然后再人工啟動(dòng)主機(jī)，如啟動(dòng)信號(hào)沒(méi)送給主機(jī)則主機(jī)不能啟動(dòng)。

改造方式為通過(guò)通訊的方式將WESTAR節(jié)能系統(tǒng)與鍋爐原控制系統(tǒng)對(duì)接，采集每個(gè)鍋爐的數(shù)據(jù)，如進(jìn)出水溫度等。將3臺(tái)鍋爐的數(shù)據(jù)集中到一個(gè)操作界面，既方便用戶查看又可記錄數(shù)據(jù)到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，以便以后查詢。控制方式可以在直通和節(jié)能方式之間切換，一方面可以用作兩種方式的耗能量對(duì)比，另一方面是在特殊情況下切換回直通控制，確保系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全性。此次節(jié)能系統(tǒng)將可以通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)讀取供暖系統(tǒng)熱水鍋爐和管路的參數(shù)，這樣可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，同時(shí)減少現(xiàn)場(chǎng)管路開(kāi)孔和穿管走線?，F(xiàn)場(chǎng)控制器通過(guò)485網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)直接連接鍋爐通訊控制器（PLC），讀取鍋爐系統(tǒng)管路的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。同時(shí)，節(jié)能控制器可以通過(guò)通訊協(xié)議設(shè)定燃?xì)鉄崴仩t的設(shè)定溫度和負(fù)載限定。

由于節(jié)能系統(tǒng)需要分析室外的天氣參數(shù)，進(jìn)行外界熱負(fù)荷的分析和計(jì)算，所以需要在室外安裝室外溫度、濕度、和照度的傳感器。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，計(jì)劃將傳感器安裝在樓頂開(kāi)闊空間，通過(guò)數(shù)據(jù)線將外界實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到節(jié)能系統(tǒng)。

在現(xiàn)場(chǎng)放置一臺(tái)節(jié)能主控制柜，柜體規(guī)格為1600×600×600。節(jié)能控制柜內(nèi)安裝有現(xiàn)場(chǎng)控制器，主要負(fù)責(zé)采集管路溫度、外界環(huán)境溫度、冷機(jī)系統(tǒng)參數(shù)、樓控系統(tǒng)參數(shù)?？刂乒窭锱渲糜泄た貦C(jī)和顯示屏，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)查看，并且進(jìn)行系統(tǒng)的權(quán)限管理，容許具有權(quán)限的人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)修正操作。監(jiān)控系統(tǒng)將連接因特網(wǎng)，將數(shù)據(jù)傳送到能源運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，容許具有權(quán)限的人員查看系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況和歷史數(shù)據(jù)。因特網(wǎng)連接將通過(guò)企業(yè)已有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

（2）供暖水泵節(jié)能改造。

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的了解方式，循環(huán)泵系統(tǒng)配置數(shù)量為4臺(tái)熱水循環(huán)泵，2用2備。系統(tǒng)的循環(huán)泵為并聯(lián)運(yùn)行方式，任意一臺(tái)循環(huán)泵可以和任意一臺(tái)主機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。按照1臺(tái)變頻配置2臺(tái)循環(huán)泵進(jìn)行設(shè)計(jì)。每個(gè)變頻柜里安裝1臺(tái)變頻器，同時(shí)連接2臺(tái)循環(huán)泵，同時(shí)變頻柜內(nèi)配置旁路互鎖電路。整個(gè)系統(tǒng)保留原有循環(huán)泵控制系統(tǒng)，當(dāng)變頻柜出現(xiàn)故障時(shí)，可以隨時(shí)切換原有控制系統(tǒng)開(kāi)啟循環(huán)泵。

變頻柜采用GGD規(guī)范設(shè)計(jì)，柜體規(guī)格為2200×800×600。變頻柜的啟動(dòng)方式設(shè)置為手動(dòng)啟動(dòng)方式，開(kāi)啟前由人工進(jìn)行檢查確認(rèn)水泵閥門正確，開(kāi)啟后方可啟動(dòng)變頻運(yùn)行。變頻器的運(yùn)行調(diào)節(jié)方式由節(jié)能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，變頻器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)最低頻率限制，保證系統(tǒng)的流量滿足供暖運(yùn)行要求，同時(shí)設(shè)置壓差保護(hù)，確保建筑物末端的壓力滿足供熱需求。

（3）分時(shí)分區(qū)節(jié)能改造。初步確定在五個(gè)建筑區(qū)域采取分時(shí)分區(qū)的控制方式，分別是機(jī)電維修綜合樓的右側(cè)管道、機(jī)電備品配件庫(kù)（安監(jiān)培訓(xùn)中心）、水泵房、通號(hào)維修樓、洗車庫(kù)。在每個(gè)區(qū)域的進(jìn)水端或出水端加裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并在調(diào)節(jié)閥附近配置控制器，通過(guò)信號(hào)線接入到控制室的WESTAR系統(tǒng)，根據(jù)時(shí)間和溫度等條件來(lái)控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟狀態(tài)和開(kāi)啟度。每個(gè)調(diào)節(jié)閥的真實(shí)反饋狀態(tài)也會(huì)接入到WESTAR控制系統(tǒng)的界面，可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控閥門開(kāi)啟狀態(tài)。另外，為保證供暖初期閥門的正常使用，在非供暖時(shí)期可以設(shè)定定時(shí)程序，按設(shè)定時(shí)間每周自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉閥門一次。

四、項(xiàng)目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.年節(jié)能量

（1）改造前后系統(tǒng)（設(shè)備）用能情況及主要參數(shù)。

改造范圍包括鍋爐系統(tǒng)的3臺(tái)8t熱水鍋爐、4臺(tái)供暖循環(huán)泵以及部分區(qū)域分時(shí)分區(qū)流量調(diào)節(jié)。以2012年的供暖季天然氣和電力的實(shí)際發(fā)生量106.1萬(wàn)立方米和28.3萬(wàn)千瓦時(shí)作為能耗基準(zhǔn)。

（2)節(jié)能量計(jì)算方法。

采用“直通”和“節(jié)能”兩種工況交叉對(duì)比測(cè)試的方式來(lái)計(jì)算節(jié)能量，“直通工況能耗量”為直通工況運(yùn)行2天的能耗量；“節(jié)能工況能耗量”為節(jié)能工況運(yùn)行2天的能耗量。

節(jié)能量=直通工況能耗量-節(jié)能工況能耗量；

節(jié)能率=節(jié)能量÷直通工況能耗量。

（3）項(xiàng)目年節(jié)能量。

項(xiàng)目年節(jié)能量

年節(jié)能量為：13.8萬(wàn)立方米天然氣/年和8.5萬(wàn)千瓦時(shí)電/年，折合標(biāo)準(zhǔn)煤共計(jì)212噸。

2.年節(jié)能效益

總節(jié)能收益為43.64萬(wàn)元/年。

五、商業(yè)模式

該項(xiàng)目采用的是合同能源管理節(jié)能效益分享型的合作模式，合同期為4年。節(jié)能效果的測(cè)定是甲乙雙方共同抄表，雙方責(zé)任人簽字蓋章，并請(qǐng)第三方中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心（CQC)監(jiān)督驗(yàn)證。分享期內(nèi)，用戶方享受節(jié)能收益的10%，節(jié)能服務(wù)公司（投資方）享受節(jié)能收益的90%。

六、融資渠道

該項(xiàng)目總投資額為131.7萬(wàn)元，均為節(jié)能服務(wù)公司自有資金。