3万平米采暖方案.docx
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3万平米采暖方案
3万平米商用楼
燃气机房供热
设
计
方
案
上海华恩利热能机器股份有限公司
2016年6月21日
一、工程概述
二、技术方案
1、主要指导思想和原则
2、方案设计
3、主要设备及材料
4、方案说明
三、承建单位概况
四、华恩利供热机组概述
1、概述
2、华恩利机组与传统锅炉对比
五、环境影响及社会效益分析
六、劳动安全卫生与消防分析
七、运行成本估算
一、工程概述
本项目为石家庄3万平米商用楼新建供热机房项目，建筑面积30000m2，暖气片对流散热。
二、技术方案
1、主要指导思想和原则
建设燃气供热机房的意义在于淘汰落后产能，改善劳动条件、环境卫生和提高经济效益，主要指导思想和原则应遵循以下几个方面：
1）坚持“节能减排”节约能源的方针，贯彻执行国家和各级地方政府有关环保的法规和政策。
2）采用成熟、合理、可靠的工艺流程，充分利用能源，提高能源的综合利用率。
3）采用经济合理的新工艺、新产品、新材料和新型供热设备。
4）采用安全可靠的机组进行生产，降低生产过程中的安全隐患。
5）采用自动化运行管理技术，并尽可能降低工程投资，以获得较好的经济效益。
2、方案设计
1）机组选型：
热负荷计算采用面积指标估算法，采暖面积30000m2，热指标取60W/m2，总热负荷为1800KW，选用2台HEL-2.1MW常压燃气供热机组。
2）一次模块2套
每套一次模块包含1台Q=90t/h，H=15m，N=7.5KW内循环水泵，1台换热面积60m2水—水板式换热器。
3）供暖循环泵（一用一备）
Q=180t/h，H=32m，N=30KW
4）补水泵（一用一备）
Q=8t/h，H=32m，N=1.1KW
5）软水器水处理量6t/h
6）软水箱2000X1500X2500
7）膨胀水箱800×1000×1000mm
3、主要设备清单
序号
名称
规格
数量
单位
单价（元）
总价（元）
备注
1
燃气供热机组
HEL-2.1MW
2
台
331500
663000
2
燃气燃烧器
2
台
3
一次模块
3
套
50000
100000
板式换热器
换热面积60m2
1
台
每套一次模块包含的设备、材料
一次循环泵
Q=90m3/h,H=15m,N=7.5Kw
1
台
软接头
DN150
2
个
蝶阀
DN150
2
个
压力表组件
0~0.6MPa
2
套
温度表组件
0~100℃
2
套
管道/仪表等
/
/
/
4
设计费
1
项
30000
30000
5
土建费
建筑面积约120m2，净高4.5m
1
项
300000
300000
机房建设、设备基础、内外装修
6
材料费
/
1
项
220000
220000
外循环泵
Q=180m3/h,H=32m,N=30Kw
2
台
补水泵
Q=8m3/h,H=32m,N=1.1Kw
2
台
水处理设备
水处理量6t/h
1
套
软水箱
2000x1500x2500
1
个
膨胀水箱
800x1000x1000
1
个
烟道
DN450x5
18
米
除污器
DN200,PN1.0
1
个
控制柜
/
1
个
阀门、仪表
/
/
/
轴流风机、电线电缆等电气设施
/
/
/
管材、型材
/
/
/
消防、报警设施
/
/
/
油漆保温等
8
人工费
1
项
72000
72000
9
机械费用
1
项
25000
25000
10
企业管理费
1
项
15500
15500
11
利润
1
项
50000
50000
12
规费
1
项
18000
18000
13
税金
1
项
52000
52000
合计
1545500
本报价不包括调压站建设、燃气管道安装等燃气系统及主电源进线到控制柜的电缆费用。
4、方案说明
1）热源
以华恩利燃气机房作为热源，一次侧供回水温度80/60℃，通过水-水板式换热器，换出60/50℃或60/50℃低温热水，向用户供暖。
机房包括供热机组设备间、循环水泵间、配电室、控制室等设施。
⑴热力系统：
分布式燃气供热系统对外供热采取间接供热方式。
机组至水-水板式换热器的热水系统为一级热网系统；通过换热器换热后直接送给热用户采暖的热水系统即为二级热网系统。
二级热网外循环水泵根据供热热负荷和机房内设备和管道的阻力确定型号。
采用软化水，由全自动软水器软化后补入系统，经过处理后的补水水质满足《工业锅炉水质标准》（GB1576-2001）的要求。
一级热网系统为高位膨胀水箱补水定压，二级热网系统定压采用补水泵变频补水定压；补水点设在“系统”回水管。
分布式燃气机房供热系统工艺流程图
热水循环泵→管网供水管↘↗二次供水主管→热用户
↑（80℃）水-水板式换热器（60℃/50℃）↓
智能控制系统→供热机组←管网回水管↙↖采暖循环泵←二次回水主管
↓↑（60℃）（40℃）↑
膨胀水箱←全自动软水器→软水箱→补水泵
↑
自来水
⑵燃烧系统:
燃气机房容量按照每个区域供热建筑面积设计，天然气用量按照机房内供热机组数量满负荷计算，通过天然气管道输送至燃气机房。
实现燃气管道化，管道按中低压两级管网系统布置。
每个供热区域的中压燃气管道通过燃气调压站过滤、调压、计量后输送到燃气机房内，满足燃气供热机组所需燃气进口压力。
燃料在燃烧器内与空气按一定比例混合后，在燃烧室内充分燃烧，产生的高温清洁烟气，进入后部高温管箱，再经过高效的烟—水板式换热器换热后，经尾部烟箱排出
⑶给排水消防系统:
供热机房以市政供水为水源，供生产、生活用水以及消防用水。
机房内绝大部分用水为生产水，主要用于一级热水管网补水和二级热水管网补水；生活用水主要用于淋浴、厕所冲洗等。
根据《建筑设计防火规范》，燃气机房属于普通民用建筑，生产类别属于丁类生产厂房；厂房耐火等级为二级。
室外消火栓系统设计为低压制消防给水系统，考虑到消防车就近取水及工程的安全性，室外消火栓均为地下式。
在燃气机房的主控制室、配电室及机房内各层、变电站高低压配电间及变压室、办公区的主要通道处按规范要求设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。
⑷机房内设备及管道防腐保温：
管道机械除锈后，采用防锈漆防腐，保温用超细玻璃棉管壳，外包镀锌铁皮。
2）燃气供热机房
燃气机房设置于燃气管道，及热水管道都方便对接的位置，机房位置应按照用地总体布局确定。
在满足工艺要求、技术经济合理的前提下，做到与周围环境协调一致。
3）设备控制及调节
主要变配电设备可采用分开就地控制，也可采用控制室集中控制。
采用控制室集中控制，控制盘布置在电气主控制室，变频配电箱、盘布置在低压配电室集中放置，电气设备另外需箱、盘的，在墙或者其他地点就进设置。
循环泵、补水泵采用变频控制，集中操作。
⑴设备调节
①机组燃烧自动调节（根据锅炉出口的热水温度，自动调节供热机组的启停）。
②锅炉房的水温自动调节
③机房内泵的控制（自控控制启停及水泵的运行转速）
④热网循环水泵变频控制（根据热网供水总管热量信号自动调节循环水泵的运行转速）。
⑤热网补水泵变频控制（根据热网回水压力自动调节补水泵的运行转速，从而达到热网压力稳定）。
（2）报警及供热机组停炉、保护联锁内容
①机组出口温度上限报警。
②机组出口流量下限报警。
③软化水箱上、下限报警。
④热网循环泵故障。
⑤自动联锁停炉保护的动作顺序为：
先停燃气电动蝶阀，再停锅炉。
⑥热力站报警内容：
停电、温度限制、失水、变频器异常、泵异常、管网压力、事故泵切换。
三、承建单位概况
上海华恩利热能机器股份有限公司是一家集研发制造、投资热源建设、供热运营服务于一体的现代高科技供热企业。
通过ISO9001:
2008国际质量管理体系及国家环保产品认证，是上海市高新技术企业。
公司秉承“技术创新、科学管理、服务社会、利国利民”的企业宗旨，始终坚持“质量至上、用户至上、诚信至上、品牌至上”的经营方针，凭借先进的产品技术以及创新的理念和商业模式，在短短四年来，已发展成拥有8家子（分）公司、300多名员工的企业。
主导产品“HEL-分布式供热机组”颠覆了传统的供热技术，其高效、经济、节能、环保、智能、安全、灵活等特点，成为我国城镇供热领域的一家科技创新型标杆企业。
华恩利公司在创新创业迅速发展的同时，也得到了各级政府和社会各界的好评，先后获得了一系列的荣誉：
2011年11月荣获“上海市节能产品”；2012年3月通过“中国环境保护产品”认证；2012年6月“华恩利供热机组（HEL-0.7MW，HEL-1.4MW，HEL-2.1MW）”被认定为上海市高新技术成果转化项目；2012年7月通过了“国际质量管理体系ISO9001:
2008”认证、“上海市科技企业”称号；2012年9月公司被评为“高新技术企业”；2013年6月被评为“2013中国自主创新百强企业”、“中国供热设备行业十大领先品牌”；2013年8月入编全国供热系统节能降耗与供热计量选用技术（产品）推荐目录；2013年9月被中国能源产业经济发展年会评选为“中国供热行业最具创新力企业”、“中国新能源产业最具影响力企业”；2013年10月被评为“2013美丽中国-百佳创新示范企业”“全国质量、服务、信誉AAA级示范单位”、“中国采暖设备行业十大质量领先品牌”、“中国节能环保名牌产品”、“最具创新力企业”、“中国民营科技企业500强”；2013年12月被评为“中国改革突出贡献单位”；获得“全国产品质量、售后服务用户反馈满意品牌”、“2013年节能新标杆创新节能技术奖”、“2013年度上海节能金钥匙奖科技创新产品”；2014年4月被评为“中国产业十大著名品牌”等称号。
公司主导产品“HEL-分布式供热机组”是以全新的换热理念开发设计的创新型供热设备，该产品以天然气为燃料，拥有自主知识产权，其核心技术创新：
燃烧技术、换热技术、控制技术已获得5项国家专利。
产品使用新结构、新工艺以及国内首创烟水板式换热技术，热效率高达98.3%。
区别于传统集中供热模式，华恩利机组针对不同区域的用热特点，采用分布式供热新技术、新产品及新模式，以高效节能、灵活方便、模块化、分布式的方式布置在用户附近，以楼宇建筑物为单位做分段分区域就近按需供热，根据室外温度、供暖区域及供暖时段的不同，采用不同的供暖策略，通过智能控制系统，采用多时段、大小火以及灵活运用自动调节等功能，将闲置时段内能源节约下来，实现热量的按需供给，达到节能的目的。
并且利用通讯网络实现远程监控数据，“就地控制”、“集中监控”提高自动化程度和管理水平，达到高效、节能、灵活组合的目的。
近年来，公司以投资运营为主要运作模式，同时兼顾市场销售，发展各地合作战略伙伴，共同建立当地运营子公司长期经营，实现快速发展。
截至目前，产品已经覆盖河北、河南、天津、山东、青海、陕西、山西、东北八个省市，二十多个重点城市，三百多个项目。
已在河北、河南、西安、青海、天津等地设立了供热运营子（分）公司。
在吉林、甘肃、宁夏、山西等地设立了办事处，管理规范且经营良好。
2011年、2012年、2013年先后为河北石家庄市、张家口市、河南中牟县燃煤锅炉改造及民生供热做出了积极贡献。
特别是2012年石家庄分散燃煤锅炉拆改置换华恩利供热机组的业绩中，公司为石家庄市提供建设了206台环保、高效、节能的产品，拆改了53个居民住宅小区污染严重的燃煤锅炉，受益居民5万多户，受益人员达20多万人，当地媒体进行了多次报道，并得到了河北省及石家庄市各级领导的好评，受到石家庄市燃煤采暖锅炉拆改领导小组的表扬。
四、华恩利供热机组概述
1、概述：
华恩利分布式供热机组包括燃烧器、排烟管道、水-水板换、循环水泵、烟-水板换、智能控制几大部分：
1）华恩利分布式供热机组的三项技术为分布式能源技术、国内首创烟-水板式换热和创新的燃烧技术。
分别获得分体式热水机组、烟-水板式热交换器、分布式供热系统、吸收式热泵装置和燃气热风机五项专利。
2）经国家权威机构检测认定,机组热效率高达98.37%，在燃气锅炉行业处于国内领先、国际先进水平。
3）分布式供热机组包含节能、经济、环保、智能、灵活、安全等特点。
4）分布式供热系统有着基础设施费用投入少、运行成本低、节能环保的优势。
5）立式预混燃烧室：
采用独创的立式机组结构，具有节省空间、布置灵活的特点。
同时结合预混燃烧技术，保证烟气中氮氧化物和硫化物超低排放。
6）烟水板式换热器：
采用独创的烟气-热水板式换热技术，增大换热面积的同时降低排烟温度，实现部分烟气冷凝热回收，提高热效率。
7）远程控制系统：
采用先进的物联网技术、云计算技术、移动互联技术、大数据技术和智能控制技术等，把供热站、供热管网、用热单元高度集成为新型的（智能化、数字化）供热系统，实现可观测、可控制、完全自动化和系统综合优化平衡，从而使供热系统安全、可靠、经济和高效运行，实现提高能源综合使用效率及按需供热。
HEL常压燃气供热机组外形图
（二）华恩利机组与传统锅炉对比
1、热效率上：
华恩利分布式供热机组烟-水板式传热，热效率高达98.37%；启动时间仅需3分钟左右；热效率随使用年限基本不变；其他传统形式锅炉，65%-88%左右热效率，水管与火管式锅炉，受热面积小，效率低；启动时间需要30分钟；使用时间越长热效率逐年下降。
2、安全上：
华恩利分布式供热机组为常压，100%安全；其他传统形式锅炉具承压性、国家规定居民/商业不推荐使用，有安全问题存在。
3、智能控制上：
华恩利分布式供热机组全自动运行，可无人值守，物联网智能控制系统，根据外温自动调节，12时段任意编程，多重防护，故障停机短信报警其他传统形式锅炉半自动，需要锅炉工看守，手动调节。
4、华恩利分布式供热系统和其他传统形式供热系统对比：
热电联产——发电上网与电力部门协调繁琐；大型、远距离的输送官网，施工难度大，热损耗大；管网与公路及其它管线的交叉矛盾；无法分区调节。
区域锅炉——远距离的输送管网，施工难度大，热损耗大；管网与公路及其它管线交叉的矛盾；无法分区调节。
地源热泵机组——初期投资较大；实际使用与勘探结果有偏差，随着使用时间的增加，效果会越来越差；国家政策对地下水资源利用的管理越来越严，回灌不仅会增加运行的成本还可能造成水流短路，降低出水质量。
华恩利分布式供热机组——无远距离的输送官网，施工难度小，热损耗低；无与公路及其它管线交叉的矛盾；分区供热，调节方便。
5、华恩利分布式供热系统和其他传统形式供热系统成本对比：
投资成本上——相对于其他传统形式供热系统须建设长距离输热管网，设备房投资成本大，需建专用锅炉房，土建费用高等；华恩利分布式供热系统无需长距离输热管网铺设，设备占地面积小，可不需专用锅炉房，土建费用低。
安装成本上——华恩利分布式供热系统设备尺寸小，重量轻，安装灵活、安装费用低；其他传统形式供热系统炉体高大，设备重吊装费用大，需要专用设备，安装费用高。
运营成本上——华恩利分布式供热系统根据实际需求12时段提供热负荷；系统热效率高，机组为常压设备，不属于特种装备，整个系统运行成本低；可无人值守人工成本低。
其他传统形式供热系统设备不能根据实际需求提供热负荷；系统热效率低，每年需要年检，整个系统运行成本高；人工成本高。
维护成本上——华恩利分布式供热系统无需配除氧器，华恩利分布式供热机组使用的是专用技术配置的专利产品阻垢剂即可；维护成本低，15年使用寿命，高性价比。
其他传统形式供热系统需要配除氧器、高质量换热站；维护成本高，十年左右使用寿命，低性价比。
6、高热效率98.37%，国内首创烟-水板式换热结构——增大单位体积换热面积，换热效率高；结构紧凑，体积小。
独特立式燃烧技术——立式燃烧室结构，节省空间；优化的比例燃烧技术，燃烧充分。
高效梯度冷凝换热技术——部分冷凝回收烟气显热与水蒸气潜热；大幅降低排烟损失，
7、实现环保低排放，无烟尘、无二氧化硫零排放；噪音69.2dB（A）完全满足国家标准要求；氮氧化物排放94.53mg/Nm3低于国家标准50%以上。
8、华恩利公司通过十年来的经验总结,得出了这样的结论:
供热项目中分布式和按需供组合是一种能源消耗最小、最科学的优化配置方式，采用天然气作为能源，具有经济、节能、环保等多重优势。
五、环境影响及社会效益分析
燃煤锅炉燃烧一吨煤大约将产生16千克二氧化硫，1万立方米废气，200千克烟尘，250千克煤渣，2600多千克二氧化碳，产生大量排渣废水，除尘废水等废水，严重超出了《锅炉大气污染物排放标准》的规定，对环境和生态的危害极大。
而采用HEL常压燃气供热机组的供热机房有以下显著优势：
1、经有关权威部门测试，各项经济和技术指标都优于同类设备，大气污染物排放完全符合（优于）国家标准GB13271《锅炉大气污染物排放标准》；二氧化碳排放减少50%以上，二氧化硫、粉尘趋近于“0”排放。
减少了硫化物、废气/废渣、烟尘等污染物的排放，对城市的环境改善和提供起到重要作用，为城市建设可持续发展产生积极影响。
2、机房内产生的废水主要来自设备检修时的渗漏水和地面清扫，为无污染水，可直接排入市政污水管网。
3、燃煤锅炉房必须安装引鼓风机、除尘脱硫设备，噪声远大于燃气供热机房，对人体伤害极大；而供热机房内噪音主要来自水泵及燃烧器工作时产生的噪声，且机房内各设备、设施、管道均采取防震隔音措施、机房墙体采取降噪处理，完全满足国家标准要求。
4、天然气经燃气管道输送，不同于燃煤锅炉房需建专用的煤场，节省了用地面积，减少了燃煤、灰渣在装卸、运输、储存过程中对环境的影响。
5、在满足工艺要求、技术经济合理的前提下，改造后的燃气机房将做到与周围环境协调一致。
六、劳动安全卫生与消防分析
贯彻以安全为主的原则，在运行中全面杜绝各种不安全因素，降低隐患，保证设备的正常运行，为操作人员营造一个良好的工作环境。
1、天然气经中压输配管网、调压设施，然后进入机组燃烧器燃烧，整个工艺流程在全封闭系统进行，正常运行情况下无泄漏风险。
2、对天然气管道、调压设施的运行参数设仪表检测，可为天然气输配系统安全、稳定供气提供良好基础，并安装事故紧急切断阀和供检修使用的切断阀门，消除事故隐患。
3、HEL燃气供热机房内电气设备全部采用防爆型电气设备，安装有燃气泄漏报警仪等。
4、HEL常压燃气供热机组采用常压运行，智能化控制，不承压，无安全隐患；机组配置专用的华恩利控制器，循环泵工况、燃烧器工况、水温、报警记录、运行时间等机组运行状态一览无余；具有水位控制、水流检测、超温保护、缺水保护等多级保护装置。
可实现无人值守。
5、没有燃料、废渣等的处理，降低了操作人员的劳动强度，减少了操作人员犯职业病的风险。
七、运行成本
华恩利常压燃气供热机组热效率取98.37%，天然气热值取8500大卡/NM3，天然气单价按3.8元/Nm3计算，最大小时负荷为1800KW，采暖期为11.15到翌年3月15日（按120天计），冬季室外计算温度-6.2℃，采暖期室外平均温度1.5℃，采暖期室内计算温度18℃。
平均温度系数〔18－1.5〕÷〔18－（-6.2）〕×100%=68.2%。
平均每天6点到9点、18点到21点共6小时负荷率取100%，11点到13点共2小时负荷率取80%，9点到11点、13点到18点共7小时负荷率取60%，其余9个小时负荷率取30%。
日采暖负荷变化系数为60.4%。
1、平均每天需要热量为1800×24×68.2%×60.4%=17795KW。
2、天然气耗量：
17795×120×860÷8500÷98.37%=219632NM3，费用219632×3.8=834602元/季；
单位面积耗量：
219632÷30000＝7.32Nm3/m2·季，费用7.32×3.8＝27.82元/m2·季。
3、人工、水、电、维护费按0.6元/m2·月估算。
人工、水、电、维护费总成本0.6×4×30000＝72000元/季
4、总运行成本：
834602＋72000＝23365275元/季
5、单位面积运行成本：
27.83＋0.6×4＝30.23元/m2·季。
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