一、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)供暖現(xiàn)狀與存在的問題
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)分東西兩校區(qū)，全?？偣┡娣e為120萬平方米，其中，東校區(qū)為一個中心鍋爐房，西校區(qū)分為家屬區(qū)鍋爐房和中心鍋爐房。每年供暖所產(chǎn)生的費用3500萬元，占我校能源費用的63%，為了節(jié)約能源，降低能源費用，我校對三個供暖鍋爐房進行了供暖系統(tǒng)節(jié)能改造。
改造前鍋爐運行采用手動調(diào)節(jié)控制，未實施集中優(yōu)化控制系統(tǒng)，鍋爐運行效率低，且鍋爐本體有一定散熱損失；人工看天燒火，不能及時根據(jù)天氣變化和室溫變化調(diào)整系統(tǒng)負(fù)荷；鍋爐的高溫?zé)煔庵苯优欧诺酱髿庵?，未得到回收利用；一次循環(huán)系統(tǒng)及各換熱站系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水泵多臺并聯(lián)運行，整體運行效率低；一次管網(wǎng)存在水力失調(diào)現(xiàn)象；二次管網(wǎng)存在不同程度的水力失調(diào)，室溫溫差遠(yuǎn)近不一；管網(wǎng)中特殊性質(zhì)的樓宇在不需供熱階段仍然按常規(guī)模式供熱，不能調(diào)節(jié)，無效熱損失大；不能完全實現(xiàn)系統(tǒng)供熱的供需平衡、不能實現(xiàn)特殊樓宇的按需供熱。在鍋爐本體、循環(huán)水泵、管網(wǎng)三部分可通過節(jié)能技術(shù)改造挖掘一定的節(jié)能空間，實施節(jié)能降耗，降低運行成本，低碳運行。
二、節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用
2009年8月（暑假期間），我們對鍋爐房、換熱站、管網(wǎng)、用戶四部分整個系統(tǒng)統(tǒng)一考慮實施節(jié)能技術(shù)改造，實現(xiàn)系統(tǒng)綜合節(jié)能和提高供熱質(zhì)量，系統(tǒng)改造總工期約兩個月?，F(xiàn)以東校區(qū)鍋爐房為例對供暖系統(tǒng)改造進行闡述。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)中心鍋爐房，位于北京市海淀區(qū)清華東路17號，2001年煤改氣后投入使用，擔(dān)負(fù)著中國農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)577370平方米建筑的供暖任務(wù)，其中住宅、教學(xué)辦公樓192521平方米，學(xué)生宿舍113516平方米，教工住宅247209平方米，其他24127平方米。
東校區(qū)總熱源由六臺燃?xì)獬袎簾崴仩t提供，其中三臺7MW（WNS7-1.0/115/70—YQ）為重慶鍋爐總廠生產(chǎn)，三臺10.5MW（WNS10.5—1.0/115/70—QT）為江蘇雙良鍋爐公司生產(chǎn)。
總體供熱系統(tǒng)采用間接換熱方式，下設(shè)10個換熱站，換熱器均為板式換熱器。其中一次網(wǎng)配置循環(huán)水泵4臺，功率為75KW，揚程32m，流量550m3/h。
根據(jù)系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題，在原來系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了如下8項技術(shù)改造內(nèi)容：
1、鍋爐房內(nèi)采用了計算機集中優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)，通過計算機系統(tǒng)對鍋爐及輔機設(shè)備進行監(jiān)測控制、系統(tǒng)優(yōu)化配比，并安裝了鍋爐比例調(diào)節(jié)儀，實現(xiàn)新老系統(tǒng)的雙重安全保護，自動控制鍋爐起停和對燃燒機大小火的控制；鍋爐回水管道安裝了電動蝶閥、系統(tǒng)管道安裝了電動調(diào)節(jié)閥門，既減少鍋爐本體散熱損失，又提高了系統(tǒng)運行效率。采集了系統(tǒng)的溫度/壓力/流量等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了人機對話，替代人工操作的誤差和滯后性造成的能耗損失，實現(xiàn)精確化控制，并能協(xié)助提高管理水平，達到節(jié)約燃料目的。
2、根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化增設(shè)了獨特的環(huán)境氣候補償節(jié)能控制軟件系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定數(shù)據(jù)結(jié)合室外溫度變化、參考室內(nèi)溫度情況實施修正鍋爐及系統(tǒng)出水溫度，并設(shè)置了晴天/雪天/風(fēng)天三種特殊運行模式，實現(xiàn)了供熱系統(tǒng)總體的供需平衡，替代了人工看天燒火模糊調(diào)節(jié)所造成的能耗浪費。
3、兩臺鍋爐加裝了煙氣余熱回收裝置，通過對系統(tǒng)二次回水進行加熱，提高二次系統(tǒng)的出水溫度，提高了鍋爐效率，同時降低了高溫?zé)煔獾呐欧?，煙溫由原?30℃降低到了70℃左右，實現(xiàn)了節(jié)能減排雙重效果。
4、通過合理水力計算，對一次系統(tǒng)循環(huán)水泵進行了選型更換改造，由原來運行3用1備的模式（合計功率225Kw），改變?yōu)閱闻_運行1用3備的模式（單臺功率110Kw），同時加裝了變頻設(shè)備，根據(jù)鍋爐運行臺數(shù)和負(fù)荷變化調(diào)節(jié)水泵頻率，實現(xiàn)了雙重節(jié)電效果。同時，對其中的三個換熱站內(nèi)循環(huán)水泵也根據(jù)系統(tǒng)需要進行了水泵更換和加裝了變頻設(shè)備，進一步擴大了節(jié)電空間。水泵改造過程中更換了原系統(tǒng)六臺補水泵，加裝了變頻設(shè)備，實現(xiàn)了變頻恒壓補水，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
5、十個換熱站內(nèi)的一次系統(tǒng)加裝了氣候補償控制系統(tǒng)（共12套自控軟件和電動控制閥門），實現(xiàn)了一次水量的自動調(diào)節(jié)分配，解決了一次系統(tǒng)水力失調(diào)現(xiàn)象。同時，也根據(jù)室外溫度變化時時調(diào)節(jié)二次系統(tǒng)的負(fù)荷，實現(xiàn)了供需平衡，節(jié)約熱能損失浪費。并通過校園網(wǎng)絡(luò)將各個換熱站的運行溫度、壓力、流量等參數(shù)傳輸?shù)藉仩t房計算機系統(tǒng)內(nèi)，實現(xiàn)了對系統(tǒng)總體的監(jiān)控和能耗管理。
6、對十個換熱系統(tǒng)所轄區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的管網(wǎng)水力失調(diào)問題，通過水力計算和分析，加裝了自力式流量調(diào)節(jié)裝置，進行管網(wǎng)水力的平衡調(diào)整。調(diào)整后，改善了系統(tǒng)的水力狀況，使系統(tǒng)的水量和熱量得到了合理分配，解決了遠(yuǎn)冷近熱或部分樓宇冷熱不均的現(xiàn)象，降低因補償遠(yuǎn)端或不利端溫度造成的能耗損失，室內(nèi)溫度達到北京市要求的供熱標(biāo)準(zhǔn)（整體在18℃-20℃左右）。合理節(jié)約了熱量，為各個換熱站自行調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體溫度奠定了平衡基礎(chǔ)。
7、對室外管網(wǎng)中六棟辦公、教學(xué)樓宇進行了分時分溫的控制改造，根據(jù)各個樓宇的使用時間，通過設(shè)定時間段實施不同階段不同溫度的節(jié)能控制模式，減少夜間或節(jié)假日期間的能耗浪費，實現(xiàn)系統(tǒng)真正的按需供熱，減少熱量損失和不必要的浪費。并通過校園網(wǎng)絡(luò)將各樓宇分時分溫控制系統(tǒng)的電動閥門運行開度、供回水溫度等相關(guān)參數(shù)傳輸?shù)藉仩t房計算機系統(tǒng)中，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測控制暖溝內(nèi)的電動閥門的運行，減少了人工調(diào)節(jié)的勞動強度，提高了效率。
8、用戶室內(nèi)溫度采集采用無線傳感傳輸技術(shù)設(shè)備，采集了30個具有代表性的室內(nèi)溫度，時時采集傳輸?shù)藉仩t房計算機系統(tǒng)中，為鍋爐運行人員提供整體供熱參考，為水力平衡調(diào)節(jié)提供參考數(shù)據(jù)，大大縮短了整體供熱的調(diào)節(jié)時間段，改善了以往靠回水溫度調(diào)節(jié)滯后所帶來的能耗浪費損失。
三、改造前后能耗對比
（一）、對比方法和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
為了使能耗對比更具有公平性、合理性，比較基于相同的供暖時間段，集中供熱涉及的建筑物面積一致，且室內(nèi)的環(huán)境溫度滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，和實際供暖溫度基本相同，采用“度日數(shù)”法進行比較；氣象資料由北京市氣象局提供；對比周期為：2008-2009年11月15日至3月16日供暖季與2009-2010年11月15日至3月16日供暖季。供暖面積及供暖水、電、氣數(shù)據(jù)由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)節(jié)能辦根據(jù)兩個供暖季的運行記錄統(tǒng)計提供。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)分東西兩校區(qū)，全?？偣┡娣e為120萬平方米，其中，東校區(qū)為一個中心鍋爐房，西校區(qū)分為家屬區(qū)鍋爐房和中心鍋爐房。每年供暖所產(chǎn)生的費用3500萬元，占我校能源費用的63%，為了節(jié)約能源，降低能源費用，我校對三個供暖鍋爐房進行了供暖系統(tǒng)節(jié)能改造。
改造前鍋爐運行采用手動調(diào)節(jié)控制，未實施集中優(yōu)化控制系統(tǒng)，鍋爐運行效率低，且鍋爐本體有一定散熱損失；人工看天燒火，不能及時根據(jù)天氣變化和室溫變化調(diào)整系統(tǒng)負(fù)荷；鍋爐的高溫?zé)煔庵苯优欧诺酱髿庵?，未得到回收利用；一次循環(huán)系統(tǒng)及各換熱站系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水泵多臺并聯(lián)運行，整體運行效率低；一次管網(wǎng)存在水力失調(diào)現(xiàn)象；二次管網(wǎng)存在不同程度的水力失調(diào)，室溫溫差遠(yuǎn)近不一；管網(wǎng)中特殊性質(zhì)的樓宇在不需供熱階段仍然按常規(guī)模式供熱，不能調(diào)節(jié)，無效熱損失大；不能完全實現(xiàn)系統(tǒng)供熱的供需平衡、不能實現(xiàn)特殊樓宇的按需供熱。在鍋爐本體、循環(huán)水泵、管網(wǎng)三部分可通過節(jié)能技術(shù)改造挖掘一定的節(jié)能空間，實施節(jié)能降耗，降低運行成本，低碳運行。
二、節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用
2009年8月（暑假期間），我們對鍋爐房、換熱站、管網(wǎng)、用戶四部分整個系統(tǒng)統(tǒng)一考慮實施節(jié)能技術(shù)改造，實現(xiàn)系統(tǒng)綜合節(jié)能和提高供熱質(zhì)量，系統(tǒng)改造總工期約兩個月?，F(xiàn)以東校區(qū)鍋爐房為例對供暖系統(tǒng)改造進行闡述。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)中心鍋爐房，位于北京市海淀區(qū)清華東路17號，2001年煤改氣后投入使用，擔(dān)負(fù)著中國農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)577370平方米建筑的供暖任務(wù)，其中住宅、教學(xué)辦公樓192521平方米，學(xué)生宿舍113516平方米，教工住宅247209平方米，其他24127平方米。
東校區(qū)總熱源由六臺燃?xì)獬袎簾崴仩t提供，其中三臺7MW（WNS7-1.0/115/70—YQ）為重慶鍋爐總廠生產(chǎn)，三臺10.5MW（WNS10.5—1.0/115/70—QT）為江蘇雙良鍋爐公司生產(chǎn)。
總體供熱系統(tǒng)采用間接換熱方式，下設(shè)10個換熱站，換熱器均為板式換熱器。其中一次網(wǎng)配置循環(huán)水泵4臺，功率為75KW，揚程32m，流量550m3/h。
根據(jù)系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題，在原來系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了如下8項技術(shù)改造內(nèi)容：
1、鍋爐房內(nèi)采用了計算機集中優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)，通過計算機系統(tǒng)對鍋爐及輔機設(shè)備進行監(jiān)測控制、系統(tǒng)優(yōu)化配比，并安裝了鍋爐比例調(diào)節(jié)儀，實現(xiàn)新老系統(tǒng)的雙重安全保護，自動控制鍋爐起停和對燃燒機大小火的控制；鍋爐回水管道安裝了電動蝶閥、系統(tǒng)管道安裝了電動調(diào)節(jié)閥門，既減少鍋爐本體散熱損失，又提高了系統(tǒng)運行效率。采集了系統(tǒng)的溫度/壓力/流量等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了人機對話，替代人工操作的誤差和滯后性造成的能耗損失，實現(xiàn)精確化控制，并能協(xié)助提高管理水平，達到節(jié)約燃料目的。
2、根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化增設(shè)了獨特的環(huán)境氣候補償節(jié)能控制軟件系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定數(shù)據(jù)結(jié)合室外溫度變化、參考室內(nèi)溫度情況實施修正鍋爐及系統(tǒng)出水溫度，并設(shè)置了晴天/雪天/風(fēng)天三種特殊運行模式，實現(xiàn)了供熱系統(tǒng)總體的供需平衡，替代了人工看天燒火模糊調(diào)節(jié)所造成的能耗浪費。
3、兩臺鍋爐加裝了煙氣余熱回收裝置，通過對系統(tǒng)二次回水進行加熱，提高二次系統(tǒng)的出水溫度，提高了鍋爐效率，同時降低了高溫?zé)煔獾呐欧?，煙溫由原?30℃降低到了70℃左右，實現(xiàn)了節(jié)能減排雙重效果。
4、通過合理水力計算，對一次系統(tǒng)循環(huán)水泵進行了選型更換改造，由原來運行3用1備的模式（合計功率225Kw），改變?yōu)閱闻_運行1用3備的模式（單臺功率110Kw），同時加裝了變頻設(shè)備，根據(jù)鍋爐運行臺數(shù)和負(fù)荷變化調(diào)節(jié)水泵頻率，實現(xiàn)了雙重節(jié)電效果。同時，對其中的三個換熱站內(nèi)循環(huán)水泵也根據(jù)系統(tǒng)需要進行了水泵更換和加裝了變頻設(shè)備，進一步擴大了節(jié)電空間。水泵改造過程中更換了原系統(tǒng)六臺補水泵，加裝了變頻設(shè)備，實現(xiàn)了變頻恒壓補水，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
5、十個換熱站內(nèi)的一次系統(tǒng)加裝了氣候補償控制系統(tǒng)（共12套自控軟件和電動控制閥門），實現(xiàn)了一次水量的自動調(diào)節(jié)分配，解決了一次系統(tǒng)水力失調(diào)現(xiàn)象。同時，也根據(jù)室外溫度變化時時調(diào)節(jié)二次系統(tǒng)的負(fù)荷，實現(xiàn)了供需平衡，節(jié)約熱能損失浪費。并通過校園網(wǎng)絡(luò)將各個換熱站的運行溫度、壓力、流量等參數(shù)傳輸?shù)藉仩t房計算機系統(tǒng)內(nèi)，實現(xiàn)了對系統(tǒng)總體的監(jiān)控和能耗管理。
6、對十個換熱系統(tǒng)所轄區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的管網(wǎng)水力失調(diào)問題，通過水力計算和分析，加裝了自力式流量調(diào)節(jié)裝置，進行管網(wǎng)水力的平衡調(diào)整。調(diào)整后，改善了系統(tǒng)的水力狀況，使系統(tǒng)的水量和熱量得到了合理分配，解決了遠(yuǎn)冷近熱或部分樓宇冷熱不均的現(xiàn)象，降低因補償遠(yuǎn)端或不利端溫度造成的能耗損失，室內(nèi)溫度達到北京市要求的供熱標(biāo)準(zhǔn)（整體在18℃-20℃左右）。合理節(jié)約了熱量，為各個換熱站自行調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體溫度奠定了平衡基礎(chǔ)。
7、對室外管網(wǎng)中六棟辦公、教學(xué)樓宇進行了分時分溫的控制改造，根據(jù)各個樓宇的使用時間，通過設(shè)定時間段實施不同階段不同溫度的節(jié)能控制模式，減少夜間或節(jié)假日期間的能耗浪費，實現(xiàn)系統(tǒng)真正的按需供熱，減少熱量損失和不必要的浪費。并通過校園網(wǎng)絡(luò)將各樓宇分時分溫控制系統(tǒng)的電動閥門運行開度、供回水溫度等相關(guān)參數(shù)傳輸?shù)藉仩t房計算機系統(tǒng)中，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測控制暖溝內(nèi)的電動閥門的運行，減少了人工調(diào)節(jié)的勞動強度，提高了效率。
8、用戶室內(nèi)溫度采集采用無線傳感傳輸技術(shù)設(shè)備，采集了30個具有代表性的室內(nèi)溫度，時時采集傳輸?shù)藉仩t房計算機系統(tǒng)中，為鍋爐運行人員提供整體供熱參考，為水力平衡調(diào)節(jié)提供參考數(shù)據(jù)，大大縮短了整體供熱的調(diào)節(jié)時間段，改善了以往靠回水溫度調(diào)節(jié)滯后所帶來的能耗浪費損失。
三、改造前后能耗對比
（一）、對比方法和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
為了使能耗對比更具有公平性、合理性，比較基于相同的供暖時間段，集中供熱涉及的建筑物面積一致，且室內(nèi)的環(huán)境溫度滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，和實際供暖溫度基本相同，采用“度日數(shù)”法進行比較；氣象資料由北京市氣象局提供；對比周期為：2008-2009年11月15日至3月16日供暖季與2009-2010年11月15日至3月16日供暖季。供暖面積及供暖水、電、氣數(shù)據(jù)由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)節(jié)能辦根據(jù)兩個供暖季的運行記錄統(tǒng)計提供。
