北京地铁土桥车辆段供暖系统节能改造项目

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一、案例名称

北京地铁土桥车辆段供暖系统节能改造项目

二、案例业主

北京地铁土桥车辆段位于通州区九棵树东路，主要负责北京地铁八通线列车检修和维护。厂区主要分为列检库、办公楼、信号楼以及锅炉房等辅助设施区域。

节能服务公司通过前期调研和分析，认为车辆段的供暖系统存在一定的节能空间。因此该项目主要针对锅炉系统进行节能分析，主要范围包括锅炉系统的3台8t热水锅炉，4台供暖循环泵以及部分区域分时分区流量调节。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

（1）技术原理。

①建立设备计算机管理中心，对系统进行有效的计算机管理，实现系统的数字化运行。

②连接现有控制系统，并建立系统的历史和实时数据库，读取系统数据进行分析比较。

③添加负荷自动控制，动态监测负荷变化，并对热源进行综合分析控制，实时调节锅炉的供能量，保证按需供热。

④添加机组群控策略，保证在满足制热量需求的情况下，一台或多台机组经济运行。

⑤分时分区控制，可对负荷变化较大的区域（如办公楼、信号楼等部分区域）增加分时分区控制，根据负荷变化情况独立调节各区域热水流量，满足末端负荷需求的前提下实现热负荷的平衡分配，减少主机的能耗。

（2）适用领域。

①单体建筑节能。小区、酒店、宾馆、医院、学校、写字楼、商场、电子工厂、机场及其他大型公共场所。

②集团用户。在全国各地都有办公或经营场所的集团企业进行建筑能耗的集中监测管理，如保险公司、银行、家居卖场等。

③监管部门。为地方政府以及建筑能耗监管或服务的相关部门提供有力的监管工具。

④工业领域。生产制造用的油、气、电锅炉。

技术原理图

2.节能改造具体内容

（1）锅炉控制系统改造。

改造前供暖系统均由3台燃气热水锅炉机组组成，机组启停控制和温度设定采用人工操作的方式。循环泵系统采用4台45kW热水泵（2用2备），均为软启动。启动机组前首先人工开启循环泵，循环泵启动后有干接点信号给主机，然后再人工启动主机，如启动信号没送给主机则主机不能启动。

改造方式为通过通讯的方式将WESTAR节能系统与锅炉原控制系统对接，采集每个锅炉的数据，如进出水温度等。将3台锅炉的数据集中到一个操作界面，既方便用户查看又可记录数据到历史数据库，以便以后查询。控制方式可以在直通和节能方式之间切换，一方面可以用作两种方式的耗能量对比，另一方面是在特殊情况下切换回直通控制，确保系统整体运行的安全性。此次节能系统将可以通过通讯网络读取供暖系统热水锅炉和管路的参数，这样可以保证系统数据的一致性和准确性，同时减少现场管路开孔和穿管走线。现场控制器通过485网络或以太网直接连接锅炉通讯控制器（PLC），读取锅炉系统管路的实时运行数据。同时，节能控制器可以通过通讯协议设定燃气热水锅炉的设定温度和负载限定。

由于节能系统需要分析室外的天气参数，进行外界热负荷的分析和计算，所以需要在室外安装室外温度、湿度、和照度的传感器。根据现场勘查，计划将传感器安装在楼顶开阔空间，通过数据线将外界实时数据传送到节能系统。

在现场放置一台节能主控制柜，柜体规格为1600×600×600。节能控制柜内安装有现场控制器，主要负责采集管路温度、外界环境温度、冷机系统参数、楼控系统参数。控制柜里配置有工控机和显示屏，可以进行现场实时和历史数据查看，并且进行系统的权限管理，容许具有权限的人员对设备进行手动修正操作。监控系统将连接因特网，将数据传送到能源运营平台，容许具有权限的人员查看系统的实时运行状况和历史数据。因特网连接将通过企业已有的网络进行连接。

（2）供暖水泵节能改造。

根据对现场系统的了解方式，循环泵系统配置数量为4台热水循环泵，2用2备。系统的循环泵为并联运行方式，任意一台循环泵可以和任意一台主机进行对应。按照1台变频配置2台循环泵进行设计。每个变频柜里安装1台变频器，同时连接2台循环泵，同时变频柜内配置旁路互锁电路。整个系统保留原有循环泵控制系统，当变频柜出现故障时，可以随时切换原有控制系统开启循环泵。

变频柜采用GGD规范设计，柜体规格为2200×800×600。变频柜的启动方式设置为手动启动方式，开启前由人工进行检查确认水泵阀门正确，开启后方可启动变频运行。变频器的运行调节方式由节能控制系统进行控制调节，变频器根据现场实际情况设计最低频率限制，保证系统的流量满足供暖运行要求，同时设置压差保护，确保建筑物末端的压力满足供热需求。

（3）分时分区节能改造。初步确定在五个建筑区域采取分时分区的控制方式，分别是机电维修综合楼的右侧管道、机电备品配件库（安监培训中心）、水泵房、通号维修楼、洗车库。在每个区域的进水端或出水端加装电动调节阀，并在调节阀附近配置控制器，通过信号线接入到控制室的WESTAR系统，根据时间和温度等条件来控制调节阀的开启状态和开启度。每个调节阀的真实反馈状态也会接入到WESTAR控制系统的界面，可以远程实时监控阀门开启状态。另外，为保证供暖初期阀门的正常使用，在非供暖时期可以设定定时程序，按设定时间每周自动开启关闭阀门一次。

四、项目年节能量及节能效益

1.年节能量

（1）改造前后系统（设备）用能情况及主要参数。

改造范围包括锅炉系统的3台8t热水锅炉、4台供暖循环泵以及部分区域分时分区流量调节。以2012年的供暖季天然气和电力的实际发生量106.1万立方米和28.3万千瓦时作为能耗基准。

（2)节能量计算方法。

采用“直通”和“节能”两种工况交叉对比测试的方式来计算节能量，“直通工况能耗量”为直通工况运行2天的能耗量；“节能工况能耗量”为节能工况运行2天的能耗量。

节能量=直通工况能耗量-节能工况能耗量；

节能率=节能量÷直通工况能耗量。

（3）项目年节能量。

项目年节能量

年节能量为：13.8万立方米天然气/年和8.5万千瓦时电/年，折合标准煤共计212吨。

2.年节能效益

总节能收益为43.64万元/年。

五、商业模式

该项目采用的是合同能源管理节能效益分享型的合作模式，合同期为4年。节能效果的测定是甲乙双方共同抄表，双方责任人签字盖章，并请第三方中国质量认证中心（CQC)监督验证。分享期内，用户方享受节能收益的10%，节能服务公司（投资方）享受节能收益的90%。

六、融资渠道

该项目总投资额为131.7万元，均为节能服务公司自有资金。