减碳技术路径案例分享:某机电系统能效提升及环境场改善成果总结
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#1项目概况及成果
项目概况
项目周边聚集众多金融、贸易企业及高档五星酒店,具有成熟的商务、商业环境。
冷站系统概况
热站系统概况
能耗基准线
2015.10-2016.09采暖季商场总耗热量为81292GJ,按照69.72/GJ元收费,采暖费用共计566.8万元。
根据能耗平台提供的商场高压总量、租户及冷热站逐月抄表电耗数据,以及用热逐月计量数据,得到商业综合体全年总电耗为4637万kWh,租户全年总电耗为2587万kWh,公区总电耗为2050万kWh,冷热站总电耗为436万kWh。
节能成果
电:公区总电耗,逐十二月(相当于全年)累积值,截止到2018年底,下降440万kWh,下降幅度21.5%;
热:累积采暖季的用热量,下降 27260 GJ,下降幅度33.5% ;
能效提升效果
环境场改善
经过2018-2019供暖季的改造,商业综合体冬季环境场温度得到大幅度提升,解决了过冷过热区域,环境场温度更加平均。
3层以下环境场平均温度均达到20℃以上。
公区、租户室内环境效果改善、顾客满意度提升。
2017~2018年环境场平均温度
2018~2019年环境场平均温度
#2冷站系统优化调试
制冷站
优化方案
1、减小开机小时数
在过渡季节合理采用冷却塔免费制冷,减少冷机开启时间,减少能耗。
2、水力平衡调试
采用热力平衡调试,解决末端冷热不均。
3、避免逆向混水
根据现在的水系统状况,供回水温差较小,系统流量较大,宜控制二次侧供回水温差在3-5℃,同时调节一二次侧流量,避免逆流混水。
4、优化冷机群控策略
保证冷机均在高负荷率下运行,同时考虑到二次泵系统特点,早上开机时场内蓄热负荷较大,增加开机台数,避免逆流混水。
2017年耗冷量
尖峰负荷15649kW,合4450 RT,折合单位面积冷负荷74.28 W/㎡。
全年供冷1642小时,总供冷量1019.5万kWhc,折合单位面积供冷量48.4 kWhc/㎡。
测试结果-冷机
结合历史数据分析,冷机大部分时间处于低负荷率下运行,COP不满足要求。
测试结果典型日
2017.7.20 3#和5#大冷机开启,室外温度:30-35℃ 相对湿度59-79%
主要问题-两器换热不佳
典型日7月3日2#、6#冷机两器趋近温度均高于合理值,建议定期清洗两器,冷凝器目前装有定期清洗装置,但效果较差。
右图对全年蒸发、冷凝趋近温度取平均值,可以发现两器趋近温度均高于建议值。
测试结果-水泵
实测部分水泵效率偏低,亟需进行检查及调试,同时,二次侧混水问题导致一二次水泵无法同步调节,影响水泵效率。
测试结果-冷却塔
1#、2#冷却塔风水比偏小。
问题诊断
各个区支路供回水温差均小于设计值6K,供回水温差较小,流量偏大。
主要问题
水系统存在不合理阻力
对冷站水系统性能进行测试,发现其存在不合理阻力,特别在部分冷凝器及蒸发器段,结合趋近温度高,建议对其进行清洗。
冷塔气流组织不佳
冷塔周围风口较多,进风温度较高,气流组织不佳。
空调室外机安装冷塔下方,出风温度为39.2℃,严重影响冷塔气流组织。
问题汇总
主机效率较低,两器换热效果不佳
通过对历史数据及典型日测试数据可发现主机两器换热不佳,且DCOP较低。
存在逆向旁通混水现象
部分回水未经过冷机直接旁通到供水,导致提高供水温度,降低供冷品质。
水泵运行偏离工作点,效率偏低
通过调节阀门来改变水泵流量,使得水泵工作点左偏,对水泵进行变频控制,同时清理管网不合理阻力。
冷塔风水比不合理,气流组织不佳
优化气流组织,对冷塔周围厨房排油烟风口进行整改,避免热风进入冷塔,导致冷塔散热效果差。
水系统存在不合理阻力
对管网水压图进行测试,查找管网不合理阻力,发现部分阀件未打开,或存在过滤器脏堵。
支路水力不平衡
末端水力不平衡现象严重,需进行水力平衡调试。
冷站专题-逆向旁通混水
逆向混水使得二次侧供水温度升高,末端制冷能力下降,末端水阀全部打开,二次水量需求增加,水泵能耗大幅增加,混水量加大,二次侧供水温度升高,最后加开冷机。
一次侧总流量1819m3/h,二次侧总流量2414m3/h,混水量594m3/h,24.6%。
水力平衡调试
以负荷最大的3#二次泵房为例, 3#二次泵房负责B1、B2、B3、B6管井,水力平衡调试前各管井温差在3℃,水力平衡调试后各管井温差在1℃。
解决措施1-逆向旁通混水
二次泵出口阀门全部打开,保证供回水温差不过大,降低二次泵频率。
解决措施2-逆向旁通混水
保证冷机均在高负荷率下运行,同时考虑二次泵系统为开机过程中的混水,早上开机时场内蓄热负荷较大,增加开机台数,避免逆流混水。
解决逆向旁通混水
开启两台大机,冷机出水温度设定值9℃,一,二次测供水温度均为8.9℃,实现零混水。
7月4号,室外气温27度
#3热站系统优化调试供热水系统诊断
1、从热站实测水压图可知,部分阀件或设备在额定流量下压降较大,需进行拆卸并清洗。
2、清洗后,在相近的流量下,各板换压降明显下降,阻力减小,同时板换换热更加均匀。
3、所有板换加装保温,部分管道加装保温,部分阀件加装保温,共计10台板换,以及22个漏热阀件或漏热点。
水力平衡诊断
现象:部分公区实测环境温度区别较大,部分租户反馈较冷,实测各立管供回水温差较小且差别较大,水力不平衡,实测各区温差远小于设计值10K。
原因:热水系统水力平衡不佳,不能满足按需供给,区域冷热不均。
调试前测试结果
水力平衡调试
解法:对热水系统进行水力平衡调试,主要采用热力平衡的方式。
效果:各立管供回水温差与设计偏离对比差距减小,A区实际总供回水温差在5~7K,B,C区在7~9K左右,环境场冷热不均的现象得以缓解,租户鲜有 冷投诉,为水泵调试及系统自动化做准备。
调试后各立管测试结果
设备诊断
现象:水泵长期无法启用变频。
原因:部分设备及阀件阻力较大,出口阀门未全部打开,末端水力平衡未经调试,如降低频率,减小流量,部分租户或公区需求得不到满足,只能手动工频开启。
设备调试
解法:在水系统优化工作完成后,先降低水泵运行频率,并逐渐打开水泵出口处阀门,在根据实测流量以及末端需求再次降低水泵运行频率。
效果:在满足设计流量的前提下,水泵频率大幅下降,功率随之下降,A区频率降至47Hz,B区频率降至45Hz,C区频率降至41Hz
