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大型商业建筑低成本节能改造技术分析
摘 要 文章介绍了当前在商业建筑节能中，中央空调、照明、给水排水、电气等系统的低成本改造技术，并对各种技术进行分析比较，指出商业建筑低成本节能改造应该优先考虑主机房模糊变频控制系统；更换节能光源与灯具；冷却水节水技术；安装改善电力品质设备。关键词 商业建筑 低成本 节能改造1 前言国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出，到２０１０年单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低２０％，即“十一五”期间年均降耗４％，２００６年平均降耗１．２％。２００７年１０月，全国人大通过《中华人民共和国节约能源法（修正）》，明确规定年综合能源消费总量一万吨煤以上的用能单位为用能重点监测单位，重点用能单位需要重点进行节能规划和节能改造，而大型商业建筑基本都属于重点用能单位。在竞争日益激烈的情况下，节能问题就显得更加紧迫。2 大型商业建筑能耗现状随着经济的快速增长，我国商业建筑（酒店、写字楼、大型商场、综合性大楼等）的面积日趋扩大，商业建筑的面积占全国建筑总面积的２ &５．４％，目前已经建成的高级宾馆约２０００幢，高级写字楼３０００多家，大型医院８００余家，大型商场８００余家。一般情况下，大型商业建筑除特殊设备使用外，主要的能耗包括中央空调系统能耗、照明系统能耗、冷热水能耗、动力及其它能耗。以上海地区为例，建筑中照明系统能耗比例约为１０％～２０％，空调系统的能耗约为４０％～６０％，其它动力系统的能耗约为３０％～４０％。3 大型商业建筑主要的低成本节能改造措施对于大型商业建筑而言，主要的节能对象有中央空调、给排水、照明和电气节能。3．１ 中央空调低成本改造技术中央空调能耗占商业建筑总能耗的４０％～６０％，因此中央空调节能是商业建筑节能的重要手段。从目前中央空调运行情况来看，普遍存在“大马拉小车”的情况，即中央空调系统主机和水泵等设备的选型都大于系统实际负荷需求，造成大量能量的浪费，尽管目前针对中央空调节能改造的手段很多，但大多数改造难度大，改造成本也高，如采用地源和水源热泵技术、冰蓄冷技术等。目前，能够应用在中央空调系统节能改造且成本较低的技术手段主要有以下几种。3.1.1 中央空调自动控制技术（BA）中央空调自动控制技术可以方便的与楼宇自动控制技术实现集成联网控制，可以根据商业建筑实时的负荷调整主机和其它空调设备，在保证室内温度和湿度的前提下，尽可能的节约能源。中央空调自动控制系统包含冷热源（制冷主机、锅炉等）的控制、水泵（冷冻泵、冷却泵、热水泵、补水泵等）控制、冷却设备（冷却塔、冷却井）控制、末端设备（新风机组、组合式空调机组、风机盘管等）控制以及各种风机、阀门等的控制。采用中央空调自动控制技术的主要优点有：可以自动检测室温，降低空调设备的能耗；提供能够自动调节的舒适环境；预防突发事故发生，保护设备的投资；延长设备使用寿命，降低管理运作成本；将整个建筑内的所有空调设备统一管理；在图形化操作界面上完成一切操作。其主要的缺点和不足表现在：需要现场二次编程，人为因素影响大；由于缺乏先进的控制算法模型，节能效果不理想；后期维护成本高；节能效果难以评估。3.1.2 主机房模糊变频控制技术主机房模糊变频控制系统主要对冷冻机房内的耗能设备进行节能运行管理，由于冷冻机房设备耗能占到商业建筑能耗的５０％左右，因此该技术在商业建筑中的应用就非常有价值。主机房模糊变频控制技术原理如图1所示。通过全面的参数采集，运用现代模糊控制技术，实现冷冻水系统的模糊预期控制、冷却水系统的自适应模糊优化控制和主机系统的间接（或启停）控制，实现空调冷媒流量跟随负荷的变化而动态调节，确保整个空调系统始终保持高效、协调地运行，从而最大限度地降低空调系统能耗，实现主机房设备节能２０％～４０％。主机房模糊变频技术主要优势有：节能改造只是局限于主机房，改造周期短，容易实现；大型商场的空调节能率高达２０％以上；投资较少，投资回收期短，一般为三年左右；也可以方便地将末端设备的变频控制纳入本系统；将该系统与ＢＡ系统联网或配合使用也非常方便。其不足在于：节能率随季节与客流变化波动，节能率测定工作量较大；该系统寿命较短，约为１５年。3.1.3　新风换气技术大型商业建筑为人群极为密集的场所，而且空调运行时，一般来说除一楼外其它楼层门窗较为密闭，从而使室内自然换气次数极少。需要依靠空调系统输送新风到室内，同时排风系统需要将室内空气与新风量相同的数量到排出室外，以满足人群对卫生的要求。由于夏季排风温度较低而新风温度较高，让新风与排风进行热交换，以降低新风的进风温度，可以节省制冷机大量的冷量，因而也是一种科学的节能措施。同时，加强室内外的通风换气是彻底改善商场室内空气质量的有效方法。如在夏季运行工况下，当室内排出的（２６℃）冷空气能量经过热交换器把外面的（３３℃）热空气预冷变为２９℃的清新空气送入室内（如图2所示），空调只需将它再降温３℃即可保持舒适的室温和清新的空气。采用新风换气技术主要的优点有：可以将室内空气的冷热量回收，大量节省冷冻机或锅炉耗能；大型商场的空调节能率可高达２０％；投资较少，投资回收期短，一般为两年。其主要的缺点和不足在于：体积较大，需要较大的空调机房，并且改造风管系统，对于已建成的商场改造难度较大；由于空气积尘需要定期清理，因此维护工作量也比较大。3．２　照明节能技术在商业建筑中，照明能耗一般仅次于中央空调，但是照明节能改造必须要在保证建筑内照度的基础上才能完成，如果以牺牲照度来实现节能会使建筑内人员感到不舒适，影响商业建筑的经营效果。常用的照明节能低成本改造技术有更换节能器具、安装照明节电器和照明自动控制系统。3.2.1 更换节能照明器具目前，商业建筑中使用的灯大多数是Ｔ８型荧光灯、紧凑型荧光灯或用于突出商品和建筑特点而使用的金卤灯、卤钨灯等。大型商场由于实际使用的需求和安装特点，灯具更换难度较大，但是在大型超市、写字楼、医院及商业建筑大型的地下停车场内普遍使用的是Ｔ８荧光灯，照明时间也很长，因此，更换灯具有广阔的节能前景。根据数据显示，节能灯比白炽灯节电８０％，寿命是白炽灯的５倍，光效是白炽灯的３．５倍。尽管节能灯成本比白炽灯要高几倍，但价格的差距可以在以后的使用中节省出来，并且更加划算。实践证明，在不影响照明效果的前提下更换节能光源和灯具是最行之有效的照明节能措施。但是目前节能灯具层出不穷，产品质量也良莠不齐，选择更换照明灯具要严格按照实际使用的需求选择合适的产品。3.2.2　安装照明节电器安装照明节电器可以起到稳压、滤波、提高功率因数的作用，达到节能与延长灯具使用寿命的效果。但是，安装照明节电器在电力品质较好的建筑物中效果不明显，有的会降低建筑中的照度，因此在对照度有严格要求的场合，不适合使用照明节电器。3.2.3 照明自动控制系统智能灯光控制系统可以智能化的、灵活的控制大型商业建筑灯光系统的启停及调光，在保证照度的同时尽可能地使灯光系统更节能及具有更艺术化的表现能力。具体包括自动定时开闭灯光；根据照度自动开闭；根据照度自动调光；变换预设的场景亮灯模式。　　照明自动控制技术的主要优势有：可以灵活地进行场景控制；根据照度或人员进入情况控制照明；可以用计算机统一进行控制管理，提高效率；可以遥控控制。其主要缺点和不足有：系统结构复杂，需要较高水平的运行维护人员；节能效果评估较为困难；该系统以提高管理效率为主，节能为辅，可计量的节能率并不高。3．３ 建筑物给/排水系统节能商业建筑用水量是建筑能耗的重要组成部分，目前，面对水资源日益紧缺的局势，商业建筑节水也具有重要的意义。但是由于其建筑结构复杂，改造难度大，某些技术（如中水回用等）在既有建筑中难以实现。常用的给/排水低成本改造技术有：更换节水器具和空调冷却水节水。3.3.1 更换节水器具使用节水器具是商业建筑节水最直接的手段，如安装节水型马桶、安装红外感应型水龙头、节水型淋浴器；或者安装节水阀（可以往水龙头或淋浴头的出水中加气泡），节省大量用水。3.3.2 冷却水节水技术空调冷却水的用水量巨大，夏季用水量占商场、写字楼总用水量的５０％，对于一个循环水量１０００ｍ３/ｈ的冷却水系统，正常的蒸发水量约８．５ｍ３/ｈ，每天约１００吨；漂水量约２．５ｍ３/ｈ，每天约３０吨；排污水量约４ｍ３/ｈ，每天约５０吨。其中，除蒸发水量是必要的损失以外，漂水和排污水都有巨大的节水空间。在冷却塔风扇下方，通过一定波形的挡水板，阻止水滴飞溅，可以有效地减少冷却水漂水量８０％，但是空气阻力有所上升。利用冷却塔的排污水冲厕和进行绿化灌溉是冷却水节水的重要措施。一般来说，大型商业建筑的冲厕水量大于冷却水的排污水量的５０％以上，用冷却水冲厕的好处为：加大排污水量，提高了冷却水质；节省了冷却塔的加药量；低温自来水的补充降低了冷却水温，从而减少了主机与冷却塔耗电。3．４ 电气节能商业建筑电气节能主要的改造措施有安装改善电力品质设备、电梯动能回馈节能、扶梯节能控制系统。3.4.1 安装改善电力品质设备谐波和无功功率的大量存在，不仅会给商业建筑设备的正常使用带来不利影响，也会干扰电力计量，造成用电损失。通过安装改善电力品质设备可以有效改善商业建筑的用电质量，在宾馆和写字楼的节能效率可以达到８％～１５％。改善电力品质节能的优势主要有：设备安装在建筑物的配电房内，改造不影响营业；改造工程量小，易于实现；投资小，见效快，节能效果易于测量与评估。　主要的不足有：高压侧节能设备的安装要取得电力部门的许可，给改造带来一定的难度；电力品质随项目的不同有不同的解决方式，前期调研评估的工作量较大。3.4.2 电梯动能回馈节能技术变频调速器通过电动机可以将电梯减速，或轿厢和对重平衡块的质量差带来的电梯运行时的机械能转变成电能存储在变频器直流环节的大电容中，通过有源能量回馈器将大电容中储存的电量无消耗地回送给电网。从而达到节电目的，又无耗电发热大功率电阻，大大改善了系统的运行环境。通过分析计算和样机实测表明，电梯的梯速越快，楼层越高，机械传动消耗越小，则可以回送电网的能量就越多，最多回送电量可达电梯总消耗量的４０％。3.4.3 扶梯节能控制系统在扶手电梯的入口处增加载客感应器，无乘客到达时停止运行。当有乘客到达入口感应区域时，电梯自动启动运行。在一个运客周期后如没有新乘客到达，电梯也会自动停止运行。运客周期从最后一位乘客到达时开始计算。电梯的启动和停止平稳顺畅，无跳动感觉。启动时逐渐加速到全速，停止时逐渐减速到零速。扶梯节能控制系统节能效果显著，通常节能效率可以达到２０％～６０％。4 节能技术的比较分析目前，商业建筑中节能技术很多，结合目前商业建筑的节能现状，可以对上述低成本改造技术进行模糊分析比较，比较结果如下表所示。通过比较可以发现，商场的节能改造应优先选择以下四种技术：主机房模糊变频控制系统；更换节能光源与灯具；冷却水节水技术；安装改善电力品质设备。它们共同的特点主要体现在：（1）节能技术成熟，节能改造量大，风险小；（2）节能改造简单，成本低，不影响商业建筑正常使用；（3）节能效益可计量，能够方便进行节能比较和分析；（4）投资回收期短，投资回报高。5 结束语据统计，大型商业建筑能耗大，其单位建筑面积的能耗是住宅的１０~１５倍，大约有２５％~３０％的节能空间。由于成本的原因，大型商业建筑偏向采用无成本或低成本的节能技术进行改造。从节能投资与收益比较而言，节能改造应该优先考虑主机房模糊变频控制系统、更换节能光源与灯具、冷却水节水技术以及安装改善电力品质设备。 & 参考文献1 陈文.袁立新.商业建筑中央空调节能技术实现及投资模式分析.《建筑节能》 2007（4）；46~502 李峥嵘.上海市公共建筑能耗与运行管理现状调查.《暖通空调》 2005（5）;134~136
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大型商业建筑低成本节能改造技术分析
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&1、前言　　国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出，到2010年单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20％，即“十一五”期间年均降耗4％，2006年平均降耗1.2％。2007年10月，全国人大通过《中华人民共和国节约能源法（修正）》，明确规定年综合能源消费总量一万吨标准煤以上的用能单位为用能重点监测单位，重点用能单位需要重点进行节能规划和节能改造，而大型商业建筑基本都属于重点用能单位。在竞争日益激烈的情况下，节能问题就显得更加紧迫。　　2、大型商业建筑能耗现状　　随着经济的快速增长，我国商业建筑（酒店、写字楼、大型商场、综合性大楼等）的面积日趋扩大，商业建筑的面积占全国建筑总面积的25.4％，目前已经建成的高级宾馆约2000幢，高级写字楼3000多家，大型医院800余家，大型商场800余家。　　一般情况下，大型商业建筑除特殊设备使用外，主要的能耗包括中央空调系统能耗、照明系统能耗、冷热水能耗、动力及其它能耗。以上海地区为例，建筑中照明系统能耗比例约为10％～20％，空调系统的能耗约为40％～60％，其它动力系统的能耗约为30％～40％。　　3、大型商业建筑主要的低成本节能改造措施　　对于大型商业建筑而言，主要的节能对象有中央空调、给排水、照明和电气节能。　　3.1中央空调低成本改造技术　　中央空调能耗占商业建筑总能耗的40％～60％，因此中央空调节能是商业建筑节能的重要手段。从目前中央空调运行情况来看，普遍存在“大马拉小车”的情况，即中央空调系统主机和水泵等设备的选型都大于系统实际负荷需求，造成大量能量的浪费，尽管目前针对中央空调节能改造的手段很多，但大多数改造难度大，改造成本也高，如采用地源和水源热泵技术、冰蓄冷技术等。目前，能够应用在中央空调系统节能改造且成本较低的技术手段主要有以下几种。　　3.1.1中央空调自动控制技术（BA）　　中央空调自动控制技术可以方便的与楼宇自动控制技术实现集成联网控制，可以根据商业建筑实时的负荷调整主机和其它空调设备，在保证室内温度和湿度的前提下，尽可能的节约能源。中央空调自动控制系统包含冷热源（制冷主机、锅炉等）的控制、水泵（冷冻泵、冷却泵、热水泵、补水泵等）控制、冷却设备（冷却塔、冷却井）控制、末端设备（新风机组、组合式空调机组、风机盘管等）控制以及各种风机、阀门等的控制。　　采用中央空调自动控制技术的主要优点有：可以自动检测室温，降低空调设备的能耗；提供能够自动调节的舒适环境；预防突发事故发生，保护设备的投资；延长设备使用寿命，降低管理运作成本；将整个建筑内的所有空调设备统一管理；在图形化操作界面上完成一切操作。其主要的缺点和不足表现在：需要现场二次编程，人为因素影响大；由于缺乏先进的控制算法模型，节能效果不理想；后期维护成本高；节能效果难以评估。　　3.1.2主机房模糊变频控制技术　　主机房模糊变频控制系统主要对冷冻机房内的耗能设备进行节能运行管理，由于冷冻机房设备耗能占到商业建筑能耗的50％左右，因此该技术在商业建筑中的应用就非常有价值。　　主机房模糊变频技术主要优势有：节能改造只是局限于主机房，改造周期短，容易实现；大型商场的空调节能率高达20％以上；投资较少，投资回收期短，一般为三年左右；也可以方便地将末端设备的变频控制纳入本系统；将该系统与ＢＡ系统联网或配合使用也非常方便。其不足在于：节能率随季节与客流变化波动，节能率测定工作量较大；该系统寿命较短，约为15年。　　3.1.3新风换气技术　　大型商业建筑为人群极为密集的场所，而且空调运行时，一般来说除一楼外其它楼层门窗较为密闭，从而使室内自然换气次数极少。需要依靠空调系统输送新风到室内，同时排风系统需要将室内空气与新风量相同的数量到排出室外，以满足人群对卫生的要求。由于夏季排风温度较低而新风温度较高，让新风与排风进行热交换，以降低新风的进风温度，可以节省制冷机大量的冷量，因而也是一种科学的节能措施。　　采用新风换气技术主要的优点有：可以将室内空气的冷热量回收，大量节省冷冻机或锅炉耗能；大型商场的空调节能率可高达20％；投资较少，投资回收期短，一般为两年。其主要的缺点和不足在于：体积较大，需要较大的空调机房，并且改造风管系统，对于已建成的商场改造难度较大；由于空气积尘需要定期清理，因此维护工作量也比较大。　　3.2照明节能技术　　在商业建筑中，照明能耗一般仅次于中央空调，但是照明节能改造必须要在保证建筑内照度的基础上才能完成，如果以牺牲照度来实现节能会使建筑内人员感到不舒适，影响商业建筑的经营效果。常用的照明节能低成本改造技术有更换节能器具、安装照明节电器和照明自动控制系统。　　3.2.1更换节能照明器具　　目前，商业建筑中使用的灯大多数是Ｔ8型荧光灯、紧凑型荧光灯或用于突出商品和建筑特点而使用的金卤灯、卤钨灯等。大型商场由于实际使用的需求和安装特点，灯具更换难度较大，但是在大型超市、写字楼、医院及商业建筑大型的地下停车场内普遍使用的是Ｔ8荧光灯，照明时间也很长，因此，更换灯具有广阔的节能前景。　　　根据数据显示，节能灯比白炽灯节电80％，寿命是白炽灯的5倍，光效是白炽灯的3.5倍。尽管节能灯成本比白炽灯要高几倍，但价格的差距可以在以后的使用中节省出来，并且更加划算。　　实践证明，在不影响照明效果的前提下更换节能光源和灯具是最行之有效的照明节能措施。但是目前节能灯具层出不穷，产品质量也良莠不齐，选择更换照明灯具要严格按照实际使用的需求选择合适的产品。　　3.2.2安装照明节电器　　安装照明节电器可以起到稳压、滤波、提高功率因数的作用，达到节能与延长灯具使用寿命的效果。但是，安装照明节电器在电力品质较好的建筑物中效果不明显，有的会降低建筑中的照度，因此在对照度有严格要求的场合，不适合使用照明节电器。　　　3.2.3照明自动控制系统　　智能灯光控制系统可以智能化的、灵活的控制大型商业建筑灯光系统的启停及调光，在保证照度的同时尽可能地使灯光系统更节能及具有更艺术化的表现能力。具体包括自动定时开闭灯光；根据照度自动开闭；根据照度自动调光；变换预设的场景亮灯模式。　　照明自动控制技术的主要优势有：可以灵活地进行场景控制；根据照度或人员进入情况控制照明；可以用计算机统一进行控制管理，提高效率；可以遥控控制。其主要缺点和不足有：系统结构复杂，需要较高水平的运行维护人员；节能效果评估较为困难；该系统以提高管理效率为主，节能为辅，可计量的节能率并不高。　　3.3建筑物给/排水系统节能　　商业建筑用水量是建筑能耗的重要组成部分，目前，面对水资源日益紧缺的局势，商业建筑节水也具有重要的意义。但是由于其建筑结构复杂，改造难度大，某些技术（如中水回用等）在既有建筑中难以实现。常用的给/排水低成本改造技术有：更换节水器具和空调冷却水节水。　　3.3.1更换节水器具　　使用节水器具是商业建筑节水最直接的手段，如安装节水型马桶、安装红外感应型水龙头、节水型淋浴器；或者安装节水阀（可以往水龙头或淋浴头的出水中加气泡），节省大量用水。　　3.3.2冷却水节水技术　　空调冷却水的用水量巨大，夏季用水量占商场、写字楼总用水量的50％，对于一个循环水量1000ｍ3/ｈ的冷却水系统，正常的蒸发水量约8.5ｍ3/ｈ，每天约100吨；漂水量约2.5ｍ3/ｈ，每天约30吨；排污水量约4ｍ3/ｈ，每天约50吨。其中，除蒸发水量是必要的损失以外，漂水和排污水都有巨大的节水空间。　　在冷却塔风扇下方，通过一定波形的挡水板，阻止水滴飞溅，可以有效地减少冷却水漂水量80％，但是空气阻力有所上升。　　利用冷却塔的排污水冲厕和进行绿化灌溉是冷却水节水的重要措施。一般来说，大型商业建筑的冲厕水量大于冷却水的排污水量的50％以上，用冷却水冲厕的好处为：加大排污水量，提高了冷却水质；节省了冷却塔的加药量；低温自来水的补充降低了冷却水温，从而减少了主机与冷却塔耗电。　　　　3.4电气节能　　商业建筑电气节能主要的改造措施有安装改善电力品质设备、电梯动能回馈节能、扶梯节能控制系统。　　3.4.1安装改善电力品质设备　　谐波和无功功率的大量存在，不仅会给商业建筑设备的正常使用带来不利影响，也会干扰电力计量，造成用电损失。通过安装改善电力品质设备可以有效改善商业建筑的用电质量，在宾馆和写字楼的节能效率可以达到8％～15％。　　改善电力品质节能的优势主要有：设备安装在建筑物的配电房内，改造不影响营业；改造工程量小，易于实现；投资小，见效快，节能效果易于测量与评估。主要的不足有：高压侧节能设备的安装要取得电力部门的许可，给改造带来一定的难度；电力品质随项目的不同有不同的解决方式，前期调研评估的工作量较大。　　3.4.2电梯动能回馈节能技术　　变频调速器通过电动机可以将电梯减速，或轿厢和对重平衡块的质量差带来的电梯运行时的机械能转变成电能存储在变频器直流环节的大电容中，通过有源能量回馈器将大电容中储存的电量无消耗地回送给电网。从而达到节电目的，又无耗电发热大功率电阻，大大改善了系统的运行环境。& 　通过分析计算和样机实测表明，电梯的梯速越快，楼层越高，机械传动消耗越小，则可以回送电网的能量就越多，最多回送电量可达电梯总消耗量的40％。　　3.4.3扶梯节能控制系统　　在扶手电梯的入口处增加载客感应器，无乘客到达时停止运行。当有乘客到达入口感应区域时，电梯自动启动运行。在一个运客周期后如没有新乘客到达，电梯也会自动停止运行。运客周期从最后一位乘客到达时开始计算。　　电梯的启动和停止平稳顺畅，无跳动感觉。启动时逐渐加速到全速，停止时逐渐减速到零速。　　扶梯节能控制系统节能效果显著，通常节能效率可以达到20％～60％。　　4、节能技术的比较分析　　　　目前，商业建筑中节能技术很多，结合目前商业建筑的节能现状，可以对上述低成本改造技术进行模糊分析比较，比较结果如下表所示。　　通过比较可以发现，商场的节能改造应优先选择以下四种技术：主机房模糊变频控制系统；更换节能光源与灯具；冷却水节水技术；安装改善电力品质设备。它们共同的特点主要体现在：　　（1）节能技术成熟，节能改造量大，风险小；　　（2）节能改造简单，成本低，不影响商业建筑正常使用；　　（3）节能效益可计量，能够方便进行节能比较和分析；　　（4）投资回收期短，投资回报高。　　5、结束语　　据统计，大型商业建筑能耗大，其单位建筑面积的能耗是住宅的10-15倍，大约有25％-30％的节能空间。由于成本的原因，大型商业建筑偏向采用无成本或低成本的节能技术进行改造。从节能投资与收益比较而言，节能改造应该优先考虑主机房模糊变频控制系统、更换节能光源与灯具、冷却水节水技术以及安装改善电力品质设备。&更多内容 欢迎参详 筑龙暖通网&
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向未来索取回报——西门子首开节能效益分享商业模式助力龙钢节能改造
摘要：当下，环境效益和经济效益，已经交汇成高耗能产业未来发展的合力。龙钢，西北三大钢铁集团之一，尽管据有“三秦钢魂”的历史与荣耀，却也不可避免地要应对市场和环境的瓶颈之困。作为唯一一家坚守在黄土地上的国有钢厂，龙钢收获的是赞誉与毁誉并重的双面评价：他们一方面给陕西省的经济发展、西部的开发建设提供了大量的钢铁建材；另一方面，也确实遭遇了尖锐的环境污染和治理改造的问责。
　　当下，环境效益和经济效益，已经交汇成高耗能产业未来发展的合力。龙钢，西北三大钢铁集团之一，尽管据有“三秦钢魂”的历史与荣耀，却也不可避免地要应对市场和环境的瓶颈之困。作为唯一一家坚守在黄土地上的国有钢厂，龙钢收获的是赞誉与毁誉并重的双面评价：他们一方面给陕西省的经济发展、西部的开发建设提供了大量的钢铁建材；另一方面，也确实遭遇了尖锐的环境污染和治理改造的问责。　　随着环保问题的日益突出，政府对环保治理要求的不断提高，再不变革就可能成为大浪中沉寂的沙子。新时代的巨大挑战，鞭策着龙钢不断超越自我，开展大规模的节能改造项目。合作20年，西门子再促龙钢节能　　龙钢集团能源管控中心的王建军主任，在龙钢已经工作25年，每每关键时刻，王主任便成为集团领导钦点的“急先锋”，他和西门子的合作也超过了20年。他善用青年骨干，鼓励创新，在他的推动下，龙钢节能改造项目负责人王英杰、西门子主任工程师黄长浩等一批80后精英组成的年轻团队，倾力摸索出了一整套解决方案，从技术方案和商业模式上，均实现了脱胎换骨的蝶变。　　这个创新团队颠覆性的全新环保理念，是推动这一计划成功开展的精神灯塔：节能不仅是改善生产环境、生态环境的要求，也是提升企业经济效益的需求。节能不是花钱，不是负担；而是省钱，甚至赚钱。　　他们决定，要以时间作价，通过能效提升，向未来索取回报。实验对象很快对准了钢铁企业全面节能改造的首要目标：冶炼的关键工序——烧结过程。简单地说，烧结工序就是把原材料烧化了再结成块。之所以从烧结下手，就是因为烧结过程必须用到助燃设备风机，但风机同时也是耗电大户。而最有效的节能改造方案是给风机配备变频器。　　采用变频器之前，风机的送风量不能调节，一旦启动就全速运转，只能依靠挡板阻挡多余的风量，就像一条河道，水量太大的时候会泛滥，只好不断修筑和加固堤岸来防洪。有了变频器之后，送风量就可以按需调节了，挡板自动“下课”，就像河道上游建设了水库和大坝，水量可调可控，用多少给多少，最大限度地提升了资源利用率。　　龙钢的烧结面积超过400m2，面积越大，风机变频节能改造的技术难度越大。对龙钢来说，这种“大工程”不同其它节能改造的“小手术”，烧结风机的安全稳定、可靠运行直接影响到整个钢铁企业的生产运转。　　西门子与龙钢虽然已经是老搭档，但此次节能改造却是双方迄今最大的合作项目。龙钢两台烧结风机的功率都达到8000KW，如何满足如此大功率的控制需求，是首先要解决的难题。　　西门子的罗荣作为项目经理，技术方案选型和可行性论证是他的首要工作。大多数企业虽然对节能如饥似渴，但是节能项目本身的高额成本，让很多企业望而却步，龙钢也是顾虑重重。同时考虑到节能需求，寻找解题思路时，还要保证成本最优，这就不能被传统思维束缚了手脚，需要跳出画面看画才行。为此，罗荣找到工程师黄长浩，一起日思夜想。经过西门子的技术专家和工程师的技术探讨，一个大胆的想法诞生了，采取罗宾康变频器的冗余方案，以两台4200 KW的变频器驱动一台风机，达到风机运行功率，这样一来，在大幅提高节能效果的同时，还能大幅节约节能成本。　　这是一次重大的技术创新，罗宾康变频器冗余堪称尖端应用。罗荣在介绍项目时这样描述：“一般情况下，一台电机只搭载一个变频器；而冗余变频器，意味着让两台变频器协调做一件事。”这不仅在国内同行业没有先例可循，而且，龙钢的烧结风机改造又是一次投产、没有试验时间、绝不能有差池的项目，罗荣与黄长浩深知身上的压力与责任。为了确保冗余变频器的安全可靠，工程技术人员在西门子（上海）电气传动设备有限公司进行了长达3个月的变频器空载模拟实验，最后集结成厚厚的可行性分析报告，力保万无一失。6年为期，商业模式创新　　拥有技术保障，如何才能进一步让龙钢免除节能投资的后顾之忧呢？经济和环境双重压力重压之下的龙钢，对于节能改造的投入慎之又慎。又是一次跳出盒子的思考之后，西门子给出新的提议－－果断拉入“第三方”参与商业合作。这个“第三方”不是其他厂商，正是时间！通过时间作价，把项目实际投产后实实在在的节能收益提前变现，西门子与龙钢共享节能收益！　　这就是西门子“节能效益分享”的商业模式。其创新之处在于，烧结风机的变频器设备由西门子先行提供，龙钢不需要花一分钱。西门子与龙钢以六年为期，每年从烧结风机节省的电费当中，按比例进行节能收益分成，偿还西门子的设备成本。六年期满，不仅设备归龙钢所有，西门子也将退出分成，所有从风机节能中产生的后续收益全部归龙钢所有。　　无论是龙钢，还是西门子，这都是一次崭新的尝试。西门子从合同能源管理（EMC）中变生出的“节能效益分享”商业模式，是西门子在工业上的首次运用，也是国内企业节能改造案例中第一声惊天的春雷。达成这份能效契约，实则把节能的压力从龙钢转向了西门子。西门子必须达到相当高的节能率才能确保六年收回设备成本，才能践行商业合同的承诺。黄金52小时，项目攻坚应时而变　　2013年4月，西门子与陕西龙钢项目的最终合同签订，担任主任工程师的黄长浩带领着西门子工程师们随即紧锣密鼓地展开项目的土建施工、设备安装，至9月底，所有的准备工作都已就绪，项目进入最后的攻坚。　　由于是节能改造项目，系统的带电调试和系统切换工作只能在龙钢可能的设备检修期进行。寻找合适的系统切换时间，成为一直值守项目现场的黄长浩头疼的问题。　　天赐良机，正在黄长浩为项目发愁的时候，龙钢给出消息：将在国庆节后对所有生产线进行大修。黄长浩找到龙钢在烧结风机节能改造项目上的负责人王英杰，这两位80后又聚在了一起，他们决定抓住这次机会，完成变频器系统切换。　　按照计划，龙钢公布的生产检修时间为72小时，可到了停电检修的前一天，情况再生变数，由于龙钢检修时间变更，留给西门子工程师们的系统切换时间缩短为60个小时！这一通知不仅打乱了西门子工程项目组预定的工作安排，而且，从时间长度来说，也明显低于常规的系统切换时间——挑战开始了。　　10月9日早上8点，龙钢烧结风机正式停机，早已等待在烧结操作车间的西门子工程师们，迅速投入工作。转眼白昼变成深夜。在高压室完成穿线接线的同时，控制室也完成了新旧系统控制部分切换逻辑调试。其他，如冷却水源的接入、连轴器断开、变压器上电冲击、变频器升压也相继到位。至此，变频器调试前的准备全部完成。　　在整个系统切换工程中，变频器的调试是核心工作。龙钢的两台烧结风机由两台同型号电机驱动，但1、2号电机的励磁特性却存在很大差别，西门子既定的方案两台变频器冗余空载调试在2号机很快完成，然而1号电机的冗余空载起动却一直不稳定。西门子的总工程师以身作则，组织调试人员对变频器参数、励磁控制参数进行一次次优化。整个过程黄长浩全情投入，像被一块磁铁吸住，只想着电机特性和控制曲线…　　52小时，风机顺利上电启动，烧结正式投料点火运行！西门子在给定的系统切换时间的基础上再缩短了8小时！为了这黄金的52小时，西门子的工程师夜以继日，忘我工作。龙钢项目负责人王英杰是这场项目攻坚战的甲方见证人，尽管他也分秒不歇地陪同在施工现场，但谈及西门子技术人员的敬业精神，仍是赞不绝口，“西门子的工程师吃在现场，睡在现场，累了也只能靠墙休息两三个小时。我们在一起两天三夜没有脱过鞋！”不脱鞋，不妥协，龙钢与西门子团队绝不向时间和困难屈从，王英杰说，“黄长浩是我印象最深刻的一个，这52小时数他最忙。即使在运行成功后，他依然坚守控制室，继续做运行参数的优化工作。”　　西门子在陕西龙钢的节能项目的启动，对于其它人来说，意味着一段工作的结束，但作为项目主任工程师的黄长浩，六年的节能分享才刚刚开始。因为每个节能项目不同，没有现成的经验可依，工程师临场应变和创新变得尤为关键，龙钢项目的成功正是完美体现！　　从4月到10月，短短6个月的时间，西门子完成了普通工期一年的项目。而根据测定的节能指标来看，每个月稳定在16.1%左右的节能率均超过了合同预期。以此计算，西门子将每年帮助龙钢节省15,800吨标准煤，兑换为710千瓦时，即一天3万，一年900万，六年5000万以上的节能收益。龙钢，在节能的环境效益和经济效益上，找到了最佳的平衡点！　　结束就是开始，一群绝不向能耗妥协的龙钢人和西家人，在三秦大地上，用自己的努力埋下了一粒种子，当这种节能思维嵌入到钢铁的整个生态系统之后，绿色节能之树的生根发芽就只是时间问题。&图：龙钢烧结风机节能改造监控系统图&
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