管理就是机遇

能源成本始终是公共机构、企业和家庭最重要的考量,而当前的经济状况不利于获取信贷来为已有设备进行改造和更换,从而通过降低能耗来压缩成本。然而,对于主要从事能源管理的公司来说,这种工作像旨在提高客户企业经营活动能效的一种投入,所以,这种节能管理可以确保企业经营的可持续发展。

供热空调设备及技术管理行业的领军企业 Carbotermo 公司采纳了这种途径,作为大中小公共机构和私人实体的节能合作者,向市场推荐这种方案。将此途径结合卓越的服务并在全国范围内深入推广这种认识,就能以最佳的机遇和方案满足客户的种种需求。

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为管理而建

Lecco 市 A·Manzoni 医院的冷热电三联供设施是按照最经济方案原则建造设计的,建设总价为5百万欧元。这套设施投入运行近两年,在第一年内实现了节电1,400,000kWh, 仅电费一项大约270,000欧元。尤其从吸收式机组百分之百利用热电联产发电机组所产生的余热生产冷能,在节能和环保两个方面都取得了显著成效的事实,同时也显示出这种方案的优势。

为 Cameri 军用机场融资项目特别注意设备运行的环境情况,该项目从2013年7月启动,至2014/2015年度供暖季度开始时结束。实际上,由于以可再生能源及类似的高效能源(木片和天然气热电联产)大比例替代化石燃料(汽柴油),可以显著地减排二氧化碳。该宗私人投资项目为1千1百万欧元级别,承包年限25年。通过在项目中对已有能源中心的升级改造及重新布局和扩大规模,将改善该空军基地及其有关未来发展计划中的能源使用效益。

在所有这类项目案例中,Carbotermo 公司都选择 Sauter 公司作为监控系统设计、施工和维护的优先合作伙伴。根据经验,该公司实际上是能够在系统的效率和质量方面(如适合程度和援助服务的速度)提供最佳响应的专业制造商。

优化能源生产

Carbotermo 公司在2011年10月与2012年7月间为 Lecco 市主要医院 – “A. Manzoni”要塞医院设计、安装、运行和管理了一套冷热电三联供设施。除了减少了这家综合性医院的电力消耗之外,该项目还整合了热能生产和优化了装机制冷能力。利用已有热电厂内可提供的空间,安装了如下构成的2个热电联产机组(分别为1,063kWe和1,208kWt,总效率为87.20%):

-  以天然气为燃料的奥拓循环的往复式发动机(48.67 l;20缸)和交流发电机;

-  2台升压变压器(400 ~ 15.000V);

-  向要塞医院和技术用户供电的中低压配电柜;

-  从冷却水回路、发动机冷却油和烟气中回收热量的余热回收模块;

-  针对交流发电机和中冷器的4台紧急电力耗散器;

- 抑制排放(NOx<100mg/m3;CO<80mg/m3)的 SCR(催化转化器)和 Oxicat 装置和控制器。

利用冷热电三联供中心的回水管道输送余热,以可能利用其它锅炉整合回收的余热。该项目还涉及以下设备安装:

-  3台高效锅炉(每台3,480kW),配可调节的燃气燃烧器,NOx 和 CO 排放量低;

-  2台吸收式冷冻机组(每台824kW),配2台同规格冷却塔(2,067kW);

-  8台电动泵,配变频器,分别用于供热回路(90~70°C)和供冷回路(7~11°C);

-  整套设备的监控系统。

为生产冷冻水,优先启动吸收器运行。按照运行时间和要塞医院用户需求,加入已有的冷冻机组。利用隔离阀使流量恒定的冷冻水回路(冷冻机组)与流量可变的用户端隔离。冷热电三联供系统考虑了三种工况:

- 冬季,三联供系统生产医院所需电量的70%,并利用锅炉整合可能回收的所有余热;

- 春秋两季,所发电量等于需求电量的65%,50%的回收余热用于供热,余下50%的回收余热用于运行2台吸收式冷冻机组之中的一台冷冻机;

-  夏季,发电量约为60%,回收余热全部用于吸收式冷冻机组的运行。

一个示范项目

由米兰大学主营的新技术三联供中心是由 Carbotermo 公司临时联合米兰永久联盟财团为其融资的第一个工程项目。项目由该大学安排建在大学城内,取代原先建在各院系厂房内的已有热电厂。

在此案例中,整个计划完全由私人合作伙伴提供融资。该工程从2009年5月开建,于2011年10月竣工并验收,及时赶上了供暖季节的开始。新中心(面积约1,700m2)全部建在地下,现在上面覆盖着一片对学生开放的绿地。共建有6间设备间,安装有:

- 2台燃烧天然气的采用奥拓循环发动机(48.67 l;20缸)的热电联产机组(分别为1,063kWe和1,217kWt,总效率85%),带冷却回路(水和机油)和燃烧排气余热回收模块;

- 采用已有的四个配电柜(中低压)和现场新做的配电柜构成的中低压配电柜,用于三联供系统的运行;

- 3台直焰式燃气锅炉(每台5,200kW),3条低排放 Nox 的湿法烟道(效率92%);

- 2个吸收式冷冻机组(每个850kW)。

设备结构均采取模块化,因此,可以为目前已有设备之外的一个三联供机组、一台锅炉和一个吸收式冷冻机组的安装预作准备。此外,还建造了新的中压配电网、远程供热管网(95~80°C)和远程供冷管网(6~11°C),以及2口井,配潜水泵(200m3/h),用于抽取地下水供给冷凝器和应急散热,然后排入临近的河道。因此,可以免去冷却塔的安装,也避免了含有悬浮水滴的水汽弥漫在人口稠密的居住区内。

持续而有计划的管理

三联供机组和锅炉所产出的热能分配给已有热电厂的换热站。夏季,吸收式冷冻机回收利用三联供机组的余热,集中生产冷冻水,通过专门设立的10个换热站,分配给所有老用户和新用户、图书馆和教育大楼。

在此案例中,全部设备是由电子系统管理的,该系统连续监测并控制三联供中心内全部装置和设备。该系统的特点在于计算单元能够处理现场传感器采集到的数据,并通过阀门和挡板等调整机构调节设备运行。这种调节行为可按照需求以连续和编程的方式随时进行,并不需要作业人员始终在场。

三联供中心内设有一个监控系统,以分析锅炉和发电机组在每个运行瞬间产出的烟气,记录所采集的数据。这是一个真正的自动分析实验室,利用探头取样,测量氧、氮、碳的浓度。排放三联供中心所产生的烟气和废热的烟塔为自立式镀锌钢结构,表面铺设极耐腐蚀、耐热的耐候钢,而对于已有的综合学术建筑来讲,采用这种材料真正体现了一种建筑个性。

效率、环境和景观

为了诺瓦拉省的 Cameri 军用机场周边的建筑物,建设了电力和热能生产分配新系统,意大利国防部于2011年宣布为该项目的设计、建设和经济职能管理招标,而 Carbotermo 公司领衔联合了几家企业于2012年10月竞标成功。这宗承包任务需考虑365天的工作量且25年的运行管理,已委托给 Cameri 公司。

此项目符合以下要求:

- 降低一次能源需求,使总能效合理化;

- 减少内在风险因素,尤其在消防方面;

-通过控制和监测烟气、细颗粒物(冷热电联供:<11mg/m3;生物质:<30mg/m3)、NOX(冷热电联供<135mg/m3;生物质:<300mg/m3)、CO2(冷热电联供:-526 吨/年;生物质:-2.527吨/年)等等;

- 凭借增加安装吸收式冷冻机组和三联供机组所做的准备,实现模块化扩建。

整个项目包括:

- 由城市燃气网和当地生物质源供给的新能源中心(三联供);

- 与机场已有的中压配电站的连接及与主电厂新的中压电网连接;

- 地下载热流体管网(远程供热供冷管网和信号光缆网),总长约10km,能够使三联供中心与42个换热站连接,以供给位于起飞和降落跑道的南侧、西南侧和西北侧的用户。

该三联供系统一旦投入运行,因以可再生能源(木片)及高效能源大比例地替代化石燃料(汽柴油),将会大大地降低二氧化碳排放。

综合技改措施

三联供能源中心的设备构成如下:

- 1台木片锅炉(3,480kW), 全部覆盖由可再生的生物质能源满足的热需求;

- 2台三联供发电机组(分别为1.189kWe和1.188kWt;总效率85.9%,奥拓循环85.9%(48.88 l;16缸),余热回收包括发动机缸缸套、冷却油、机组的第一级和烟气;

- 2台冷凝式燃气锅炉(每台2,743kW)备用;

- 2个吸收式冷冻机组(均为860kW),配2座同规格的冷却塔。

不同于目前以燃油锅炉产生的19,895kWt,将要提供的总装机功率为19,050kWt和2,378kWe。远程供热供冷管网采用普通碳钢钢管焊接加隔热保温包覆(聚氨酯发泡硬块,密度60kg/m3,外套高密度聚乙烯护套),并配铜芯电缆,用于测定漏损(北欧制式)。冷冻水供给已有配备大功率空调设备的建筑,而将已有的冷冻机组作为备用设备。

不动产、远控设备和管理设施的管理信息系统构成了对项目现场内部所有技术装备的全部运行管理参数的编程和实时控制的主要手段。光纤网络的使用涉及载热流体分配管网及以下子系统:

-  对能源中心及其换热站的控制和监测;

-  对一次流体和电能的产出和消耗的计量:

-  出入监控的有线电视设备和系统。

因设备运行控制和维护的需要,自动化系统的功能还将包含作业人员乘坐利用中心自产电力充电的充电柱供电的电动车移动巡回。

另外,该建设管理承包项目还有益于换热站中配备了板式换热器、温控阀、安全装置和循环泵的已有热电厂的维护作业和改造工程,其目的是延长这些设备的有效寿命。

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