希克斯节能技术在北京市某学校节能改造中的应用

希克斯节能技术在北京市某学校供热节能改造及运行中的应用

（对大幅度降低天然气锅炉供暖运行费用的探讨和实践）

北京希克斯科技有限公司 李旭刚 邓新华 陈宏毅
新西兰Massey大学 于淑芬
北京市质量技术监督局特种设备检测中心 李宝宪

2004-4-24



一． 如何解决锅炉改造清洁燃料后运行费用过高的问题？
随着我国全社会对环境保护的重视和对大气治理的要求的提高，北京市和全国许多地区的传统燃煤锅炉相继改造为清洁燃料的锅炉。由于燃料成本的原因，造成了许多单位“煤改气”改造后，随之带来的问题是供热运行费用燃料费用大幅度增加，甚至形成了目前许多使用单位改造锅炉后造成的“上的起锅炉，烧不起锅炉，运行费用高”的非常被动局面。许多单位形象的比喻：改造天然气锅炉后，锅炉供热费用几乎是“每天烧进一辆桑塔那轿车”这样的现象在北京许多单位已经不是什么传奇。供热费用几乎构成了这些单位冬季费用的最主要的支出源。因此几乎所有单位都有迫切需要降低运行费用的要求。造成这样的结果不但影响了各供热单位改造清洁燃料的积极性，而且已经严重影响“煤改气”和环境保护工作的正常发展。由于供热成本的不断高昂所造成的供热费用收取率过低的矛盾，也已经发展成为一个不容忽视的社会问题。因此对这个问题必须引起足够的重视。

二． 目前大多数单位运行成本高？锅炉及外网系统存在的明显问题：
为什么会出现这样的供热成本和费用高昂的问题？除了一些管理制度和供热设备水平上的原因。国内供热系统在设备和技术上还普遍存在的许多如下弊供暖运行费用高，除了燃料成本价格因素外，目前大多数单位在管理制度和供热设备及技术上还普遍存在如下弊病：
1． 锅炉房管理体制落后。煤改气后许多单位仍然采用原来管理燃煤锅炉的那种粗放型管理模式。除一部分单位配有少数技术人员外，大多数单位缺乏既懂现代设备技术和科学管理知识的专业人员，缺乏科学、专业的能源管理经验。
2． 管网落后，造成能耗过大。锅炉房内的设备虽然已由燃煤锅炉改造成为先进的燃气、油、电的锅炉，但锅炉房外仍然是旧的管网系统，存在整体热效率低，跑冒滴漏，浪费能源等现象。
3． 锅炉运行人员素质参差不齐，导致先进的高新设备与原有司炉工及管理人员素质上的矛盾。大多数司炉人员文化程度相对较低，尚不具备现代化设备所必须的文化素质，没有节能环保意识，操作能力仍停留在仅仅懂得“按电钮”的水平。
4． 重视锅炉更新，忽略日常运行的科学化管理，没有把管网节能纳入前期改造的工作日程，以致长期运行费用远远超过初期改造投资。投资时只更新锅炉房内部设备，而对直接影响供热效果的大面积供热管网，仍然无法实现按照用户的不同用热需要，有效进行合理放热和有控放热。相对比锅炉本身已经达到的较高的燃烧效率，整体供热管网部分的热效率还非常低，浪费了大量的能源。
5． 有些锅炉在设计上考虑不周，节能方面先天不足。有的单位在改造锅炉时因为投资原因，设备配置水平较低，忽略节能方面的考虑，致使廉价设备长期高耗能运行。几年的实际运行后发现，能源运行费用已经高得无法承受，迫切需要节能。但苦于没钱投入节能改造的大笔资金，因此也无法感受节能所带来的能源费用大幅度下降的利益。
6． 管网设计理念陈旧。大多数供暖管网普遍存在仅能提供单一供热温度的问题，与实际存在的不同区域、不同用户、不同温度所需要的供热分区、分温、分时段的运行形式形成了矛盾。造成晚上没有人上班的办公区与家属区联网供热大量能源浪费突出的现象。同时与早、中、晚及初寒、严寒实际天气温度不断变化所需要的温度跟踪补偿的运行方式形成了矛盾。有的单纯靠司炉工的经验控制的“看天烧火”的办法，虽然有一定的节能效果，但与实际天气温度变化带来的外界热负荷不断变化所需要的锅炉群控技术仍存在科学管理上的差距。
7． 传统锅炉房控制系统只是为控制锅炉本体设计的，无法控制全部外界供热管网范围内的不同用户。管网控制功能和手段几乎没有，大多数单位缺少真正有效的供热管网控制装置和全热力系统科学化管理模式。锅炉房单一设备单元控制与整体热力系统要求节能运行之间形成矛盾。
8． 有的锅炉燃烧器配置水平低，仍然是传统的二段火方式，无法实现精确的全自动比例调节，有的虽然配置了比例调节的燃烧器，但是与之配套的锅炉控制却不具备温度无级控制功能。造成“假比调”现象。

三． 希克斯节能技术改造前北京市某学校供热系统存在问题概述：
北京市某中等专业学校全校建筑供热面积为67000平方米左右。供热采用3台燃气热水锅炉，其中2.8MW锅炉两台，1.4MW锅炉一台。蒸汽生活热水供应采用燃气蒸汽锅炉2T/H一台。直至2003年6月，锅炉已经运行2个采暖季。扣除蒸汽锅炉正常供应少量洗浴生活热水的影响，我们下面着重考虑占燃料消耗绝大多数的热水供暖系统的问题分析。
北京某中等学校原来室外供热管网根据室外管网压力不同和锅炉一次水循环系统分成高低压管网两个回路：高压供暖回路2万多平米，由一台1.4MW热水锅炉直接供热。高压回路用户包栝高层一栋9层教学楼（1万平米左右）和另外一个小区域板式换热器供两栋北宿舍楼（1万平米左右）。其中另外一个区域板式换热供两栋北宿舍楼（1万平米左右）由于压力不同而采用板式换热器二次水换热采暖。低压供暖回路4.7万平米左右，用户包括整个教学主楼，西楼，学生宿舍，1#---4#家属宿舍4栋楼，学校西区和其他建筑组成。由2台2.8MW锅炉直接供热。在进行希克斯节能技术改造前，已经由单位自己运行管理2年，根据实际运行情况和用户反映，该单位锅炉及外管网系统存在如下问题：
1， 整体管网设计布置不合理。不仅在锅炉房内管网设计有缺陷，而且外管网尤其如此。供暖中燃气费用明显过大，造成整个锅炉房运行费用过高，燃料费用（包括燃料，水，电费用，但不含人工，维修等开支），已经达到200万元左右。仅仅燃料消耗就已经达到29.8元/M2（不含人工，维修，折旧等费用），远远超过北京市规定的30元/M2水平（含人工，维修，折旧等费用）。单位感觉经济压力巨大。
2， 原来1.4MW燃气热水锅炉单独供高压区域供暖，明显感到锅炉出力不够，特别是寒冷季节尤其明显，回水温度低，锅炉在满出力情况下也无法提高回水温度，高压区域单路供热负荷较大。万一1.4MW锅炉出现问题无备用锅炉，热备用系数低。而低压区域2台2.8MW锅炉容量又远远显得富裕，却无法得到充分利用。
3， 在学校冬季寒假期间，教学区无人上课的教室和办公室，由于供热外管网回水与家属宿舍学生宿舍区的回水设计连接在一起，在对家属宿舍和学生宿舍直接供暖的同时，对不需要或者是少需要供暖的教室和办公室也只能连带供暖，造成大量热量无效浪费。这也是北京市大多数单位目前存在的普遍问题。
4， 在平时上课课余和夜晚无人时间，大多数教室和办公室，只需要低温维持不冻即可，但是由于原来设计总外管网回水为单一回水总管。无法实现对各区各楼温度的高低温分别控制，在对整个校区直接供暖的同时，锅炉房统一对外供热温度只能是一个温度。这样也造成了无效浪费。
5， 水力失调现象严重。部分外管网年久失修，暖气系统布置不合理。“远端冷，近端热”，水力不平衡的现象大量存在。

四． 希克斯节能技术介绍及能源合同管理EMC技术服务总体思路设计：
1． 希克斯节能技术简介：
希克斯智能化供热控制系统（Heating Intelligent Control System简称HICS）是北京希克斯科技有限公司吸收和采纳了世界上著名公司最先进的供热技术，运用基于计算机技术，现代电子与通讯技术和互联网技术等优势，结合大量供热用户实际运行数据，开发出具有时代特色的先进节能技术与产品。设计理念独特，新颖，配置先进，系统设计实用，运行可靠。该技术与产品以其独家技术优势和独特的市场切入点，成为适用于当前大量燃煤锅炉房改造后燃气燃油电热锅炉配套的首选。同时也是大量旧锅炉房改造必不可少的节能技术设备。该技术及产品以巧妙的设计，独特的功能，大胆的创意，显著的节能效果和国内首创的系统节能运行模式，于2002年被中国国家知识产权局正式批准为中国专利。专利号为（ZL 02 2 400222）。
2． 希克斯节能技术HICS具有以下独特专利技术特点：
供热分区控制运行技术ZTC(zoned-temperature control)
天气温度补偿技术ATC（ambient temperature compensation）
供热分时运行控制技术STC(sectionalized--time control)
供热分温运行控制技术STPC(sectionalized-temperature control)
供热外网热力平衡技术WCCE（Water-Cycling Circuit Equilibrium）
循环水泵变频控制技术CPVFC（CP Varirable Flow Control）
供热系统整体节能控制技术HTC（heating E-E total control）