沈阳地区某医院蒸汽锅炉的改造
作者:jnscsh 时间:2021-07-23 08:52:18 浏览次数:次
工作者对医院舒适度的需求越来越高,医院建筑能耗持续上升。医院建筑的能耗主要由供暖、空调、生活热水、医疗设备、食堂及其他用能构成,其能源形式包括冷、热、电、水、蒸汽、燃气及医用气体等[3]。在医院建筑中,空调供暖及生活热水的能耗约占医院总能耗的 55% ~ 65%。本文采用固体电蓄热设备代替燃煤锅炉,从源头治理,将有效降低医院能耗。
1.工程概况
1.1建筑概况
此医院总建筑面积374874㎡,其中民间公寓房67394㎡,公建医疗及公共用房307480㎡。原有燃煤锅炉7台,总容量90t/h,其中,10t/h燃煤热水锅炉3台,20t/h燃煤蒸汽锅炉2台,10t/h燃煤蒸汽锅炉2台,饱和蒸汽压力为0.5MPa。年耗煤量40000t。
1.2气候特征
沈阳位于中国东北地区南部,辽宁省中部。沈阳属于温带半湿润大陆性气候,年平均气温6.2~9.7℃。冬季寒冷,夏季炎热,春秋季较短,沈阳属于Ⅰ类建筑气候区。
1.3热负荷标准
按照沈阳市现收取采暖费标准收取,应遵守其供暖标准。则以居民室内达到18℃,医院室内达到20℃为标准,根据《全国主要城市采暖期耗热量指标和采暖设计热负荷指标》内容,沈阳市普通建筑(层高3.5m)供暖热负荷指标51W/m2,耗热量指标32W/m2。
2.医院能耗特点
(1)负荷大,能耗高。我国医院对室内温、湿度有较高要求,对生活热水也有较大需求,由此导致医院建筑的高能耗。
(2)负荷多样。医院冬季需要供暖,夏季需供冷;全年均有生活热水和蒸汽需求,用于医院消毒、厨房、洗衣房、空调加湿等。
(3)负荷时间长。门诊区域热负荷多集中在工作时间,急诊、手术室、病房区域全天24h均有负荷;医技部分设备散热量大,部分设备间冬天仍需供冷。
(4)負荷要求特殊区域多。数据机房、大型影像检查室需要恒温恒湿系统,该系统常单独设置,能耗大。手术室、ICU等区域需要净化空调系统,常需设置备用系统。静脉配置、病理科、检验科、生殖医学等科室也有各自不同的需求。
3.改造方案设计
方案设计依据主要是国家现行规范、标准,以及地方性规范、标准。由于近年来雾霾严重,国家及各地区相应出台的政策文件、法规也作为选择方案的重要依据。根据本工程特点,结合当地能源状况政策,遵循规范规定的设计原则,选择以固体电蓄热锅炉代替燃煤锅炉:
3.1供热负荷确定
本方案中民建建筑的面积为67394㎡,实际供暖面积为53915㎡,室温保证18℃以上,热负荷指标设为51W/㎡,耗热指标设为32W/㎡,24h供暖。医疗及公共用房建筑面积为307480㎡,实际供暖面积为245984㎡,保证20℃以上,热负荷指标设为60W/㎡,耗热指标设为40W/㎡,按照50%的医疗及公共用房夜间正常运作(即24h运作),50%的其他用房高温供暖12h,其它时间为低温运行的运行方式进行设计。
3.2冷负荷确定
制冷机组改造。建设总制冷量为6000kW,单组制冷量为2000kW的螺杆制冷机组及其配套的3台冷却塔,将原来的溴化锂机组替换。
3.3蒸汽热负荷确定
医院主要在医疗消毒、食堂、洗衣房等采用蒸汽,推算日均用62t饱和蒸汽,则配置2台3t/h电直热蒸汽锅炉。
3.4洗浴热负荷确定
洗浴按照日均500人洗澡进行测算,每人用80L,60℃的热水需求热量为2333kWh。则蓄热功率为246kW,日最大(外界温度-19℃的情况下)用热水总需求热量为27600kWh,考虑到富裕量等问题,配置总蓄热功率为30MW的高压热水型固体电热蓄能装置。
3.5设备配置
本方案中采用沈阳兰昊新能源科技有限公司固体电蓄热产品。
4.经济性分析
沈阳市供暖时间从每年的11月初至次年的03月底共152天,民建供暖满足室内18℃,按照26元/m2收取采暖费用;公建供暖满足室内18℃,按照32元/m2收取采暖费用,若超出供暖天数及供暖温度标准,则需按照相应比例增加收取的采暖费。
通过热负荷测算,民建建筑面积为67394㎡,日谷电最大供暖需求量为54483kWh,辅机(即风机用电量)日平均使用负荷为50%,即为561kWh。根据东北设计院提供,沈阳地区供暖季采暖热负荷系数为0.65。经过测算可得每平米供暖费用为24.09元,公建建筑面积为307480㎡,日最大供暖需求量为219055kWh,辅机(即风机)日平均使用负荷为50%,即为2139kWh。供暖天数为180天。每平米供暖费用为27.92元,总供暖费用为858.6万元。
洗浴热水等:要求达到55℃-60℃,经了解医院目前按蒸汽锅炉10%用于热水。按照日均62t蒸汽测算,1t蒸汽用电量为750kWh,若按照企业侧优惠电价进行测算,平均电价为0.56元/kWh,年用蒸汽量为22630t,总用水运行成本为5.43万元,则每t蒸汽成本为420元/t,年运行成本为955万元。制冷成本测算在10元/㎡,制冷面积为238270㎡,则制冷成本为238万元。
综上所述,供暖制冷年总费用为2500万元。当前煤价约为650元/t,按照改造前医院年煤耗量为40000t,总花费为2600万元。医院在进行锅炉改造后,每年约节约成本100万元,同时,本改造无需消耗新的能源,不产生烟尘、SO2和 NOx 等污染物,不产生温室气体 CO2,从而降低温室效应,具有可观的环境效益,对大气污染防治有积极的意义。改善供热质量,有助于提高人民生活水平,具有良好的社会效益。
参考文献
[1] GB51039—2014,综合医院建筑设计规范[S].
[2] 朱永松,魏建军,甘宁,等.合同能源管理在绿色医院节能管理中的应用[J].中国卫生资源,2012,15(3):208 - 210.
[3] 刘玲玲,李霄,李德英.北京医院建筑用能状况分析与节能诊断[C].2010全国暖通空调制冷学术年会,2010.
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