友谊宾馆北区锅炉房燃气供热系统

1.项目概述 友谊宾馆北区燃气锅炉房供热面积总计11万平方米，主要负担友谊宾馆家属区采暖及生活用热水。供热时间每年11月1日～3月30日，共计150天。锅炉房有4t/h热水锅炉五台，4t/h蒸汽锅炉两台。供热时热水锅炉运行台数为1～3台。采暖供水温度40～60℃，供回水温差15℃，定水量运行。采暖循环泵两台，一用一备，参数见表一。分、集水器上分四个支管，三大一小，回水管上采用手动阀调节流量，保证回水温度。热水及蒸汽锅炉设有中央监控系统，但热水锅炉供水温度采用单台锅炉手动设定，自动调节的方式，供热时，运行人员根据室内温度（人工用温度计测量）手动设定供水温度。 为了解决原有燃煤锅炉改为燃气锅炉后的成本大幅上升这一普遍问题，时代嘉华作为建筑能源领域的领先者，与清华大学紧密合作，针对北京市场提出时代嘉华燃气供热能源管理系统，从设计、管网平衡、系统监控、运行服务等各个角度，对供热单位进行全程服务。时代嘉华以清华大学的供热节能监控技术在众多城市热网的成功应用为依托，向燃气供热用户提供降低能耗、提高系统技术含量和管理水平的解决方案。 2.能源管理系统介绍 时代嘉华燃气供热能源管理系统，是在总结大量燃煤锅炉改造以及燃气锅炉小区运行的经验基础上，依托清华大学10余年在北方地区城市热网、小区热网的研究成果，以及现代智能小区楼宇小区系统，先进的通讯传输手段，提出的专门针对燃气锅炉小区供暖的能源管理系统，并在首都机场，青岛热力集团等大型供热单位有过成功的应用。 该能源管理系统不仅仅是一个智能监控的解决方案，更是结合专家智慧、专业服务、专门技术的集成系统。通过室外气象补偿、符合人体热舒适性科学规律的调节原理、依据系统整体需要的输配系统提出控制方法。对供热系统进行优化供热分区，按需供热；相互独立的调节系统；设置灵活多样的采暖模式。从而达到最终按需供热，综合系统高效节能的最终目的。 2.1.能源管理系统特点 1)领先的负荷预测技术 成功开发出可根据室外气象条件和历史运行数据进行负荷预测的专业分析软件，能够进行神经元网络方法预测和形状系数方法预测。 可根据预测出的逐时负荷科学指导热网的运行调节。 可以很好地解决供暖不同时期和一天中不同时段的负荷差异问题，最大限度节省能源。 2)流体网络分析技术 采用流体网络分析技术，建立流体网络模型，对如下工况进行可及性、可调性、耦合性、相关性分析： 管网疏配系统模拟优化。 变频/速调节、节流阀门调节。 管网故障诊断，先进的报警系统。 3)通讯方式： 因地制宜采用如下通讯方式： 内部电话网络 GSM 无线通讯 工业总线 局域网 VPN 4)业界领先的STEC 嵌入式控制器 STEC系列控制器是一个集： 数据存贮 数据采集 实时控制 现场数据表现 通讯 等诸多功能为一体的高度集成的通用现场控制产品。 STEC控制器技术特点： 采用摩托罗拉32位超强CPU； 自主移值的LINUX嵌入式实时操作系统； 内置MODEM与以太网接口，直接支持TCP/IP,FTP,PPP协议； 现场5寸彩色液晶显示； 2.2.控制器主要功能 1)数据采集与存贮 无需编程即可实现数据采集，自带隔离、转换、过滤； 采集周期短，实时性强； 16M内存，存储几个月的数据，掉电不丢失； 2)实时控制 现场独立控制与远程设定相结合，提高系统可靠性； 实时控制周期小于20ms; 灵活的开发环境，支持组态、脚本编程，可实现各种控制要求 3)数据表现 4) 报警功能 数据报警和故障报警（六大报警） 水泵停运，水箱水位报警 主动拨号报警 报警信息存储 5) 通讯 内置“猫”，自动响应电话拨号 内置网卡，直接支持以太网 灵活组态通讯数据 可支持各种串口、RS485等通讯方式 2.3. 能源管理中心 能源管理软件采用自学习控制控制逻辑，具有如下功能： 一年以上热力站数据积累 供热控制理论 模糊控制理论 以往的运行经验 2.4.用户室温电话采集系统 选择采温房间即可自动进行轮询采集； 每户每次采集当前温度所用时间小于30秒。 可按房间名、时间段、温度点/范围等字段，分别查询、排序、显示、打印温度报表和同一时段房间温度明细表； 可按房间名、时间段、温度点/范围等字段，分别查询和显示温度曲线； 可查询、浏览房间明细，显示和打印报表 3.能源管理系统技术方案 针对友谊宾馆北区锅炉房燃气供热系统的具体情况，选用热源集中管理子系统架构能源管理系统，同时考虑其他子系统（如管网动态平衡子系统）的升级，留有升级空间。 3.1.控制原理图 3.2.控制策略 锅炉房原采暖供水温度控制策略为运行人员根据经验手动设定供水温度，这种运行方式对室外气象参数和室内负荷的变化反应慢，不能及时调节采暖供水温度，为了保证冬季采暖室内最低温度，减少投诉，运行人员往往会调高供水温度，造成室内温度过热，出现开启门窗的现象，造成热量的白白损失。 由于锅炉房原来配置的锅炉控制器没有通讯接口，无法直接通过程序自动设定锅炉控制器的采暖供水温度，为了充分利用原有设备，从降低初投资考虑，我们采用了采暖回水旁通的方法来调节采暖供水温度，在供回水主干管上增加旁通管，安装电动调节水阀，根据专业负荷软件计算得出的供水温度，调节旁通水量，从而调节采暖供水温度。在自控设计中，现场PLC控制留有升级余地，为以后能在集水器各主要分支上加装电动调节水阀留有接口，（调节各主要用户的回水温度，保证主要分支的水力平衡）。具体控制策略如下：  根据室外气象参数和以往运行数据，软件给定锅炉运行初始台数和锅炉出水初始温度。  根据室外温度、典型用户室内温度实时调节旁通管电动调节阀开度，调节混合水量，改变采暖供水温度。  根据典型用户室内温度，供水温度决定增加或减少使用的锅炉台数，锅炉出水温度。  预留回水缸上各分支温度、及电动调节阀自控接口。  实现动态显示各设备运行状态、各监控点参数、统计运行时间、故障报警等各项功能。 4. 节能原理分析以及效果预计 4.1.供热质量与现在能耗 友谊宾馆北区供热系统的供热，以达到合适的室内温度为供热运行控制目标。 从系统形式，使用功能等角度分析，友谊宾馆的供热系统的节能潜力在于如下几个方面：  尚有末端温度较低的失调现象；  管网各分支之间尚缺乏独立调节的手段；  还没有做到供热质量并调；  根据建筑使用工况进行调控的条件还不齐备。 4.2.监控系统节能效果 通过监控系统自动跟踪负荷变化，可以更好的控制供热能耗、保障供热效果水平。 典型的供热负荷变化曲线如下： 不同室温的供热能耗比例如下： 采用监控系统后，在保证室内温度18℃的情况下，预计可降低燃气能耗5％左右（以保证室内温度18℃的能耗为基准）。安装电动水阀，水力平衡以后，可降低燃气能耗约10％左右。 5.时代嘉华 — 是供应商，亦是伙伴 综合以上分析，对友谊宾馆燃气供热系统进行能源管理系统改造，可以在原来供热能耗水平的基础上，进一步降低供热系统能耗，提高供热品质和末端用户的舒适度，增加供热系统的自动化程度和可靠性。 作为中国唯一进行客户化建筑能源系统整体解决方案E&Q之供应商，时代嘉华以专家的智慧和科技水准，对现代建筑科学做出全新的诠释。 通过创造性、可操作性的客户化服务，向客户提供关于建筑能源系统之现代思想和运营理念，并协助客户实现资源效率整合和市场潜力推动，有效提升客户的设计、运营科技水平和利润空间。 时代嘉华 — 是供应商，亦是伙伴。希望有幸成为友谊宾馆的供应商和长期合作伙伴。 北京时代嘉华环境控制科技有限公司 2004-11-16