天津市南开医院合同能源管理示范案例
单位名称:天津市南开医院
主 题:绿色化改造
方 向:合同能源管理
摘 要:天津市南开医院新院区坐落于天津市南开区长江道6号,占地面积45803.4㎡,总建筑面积约为87985.29㎡。包括16层的住院部主楼、门急诊裙楼、相关附属楼等。2021年由远大低碳技术(天津)有限公司对新院区采用能源费用托管型的合同能源管理模式,对医院的采暖、卫生热水系统、制冷系统的节能改造、建筑保温节能改造、太阳能系统改造,空调系统的运行、管理和维护。
关键词:医院,空调系统运维,建筑节能改造,合同能源管理
一、基本情况
天津市南开医院新院区坐落于天津市南开区长江道6号,东至天津市中心妇产科医院,南至长江道,西至南开区五马路小学和华育里居住小区,北至南开三纬路,紧邻天津市妇产科医院,是以中西医结合全科为基础的研究型三级甲等综合医院。占地面积45803.4㎡,总建筑面积约为87985.29㎡,包括16层的住院部主楼、门急诊裙楼、相关附属楼等。现设有急诊科、内科、外科、妇产科、儿科、中医科、耳鼻喉科、眼科、皮肤科、麻醉科、康复科、预防保健科、口腔科、检验科、放射科、手术室、药剂科、病理科、输血科、实验室等科室。现有职工1694人,医务人员1414人,床位数1059张,平均日住院912人,平均日门诊接待1740人。
空调与通风系统故障频繁,维护维修问题较多。
建筑门窗损坏情况较多,影响使用,且密封性不好,建筑隔热性能不好等,造成能源浪费。
原锅炉房有2台燃气热水锅炉燃烧器,需进行低氮改造。
我院改造前用能情况如下:
表118-20年能源数据
年份 | 水 | 电 | 燃气 | 外购热力 |
用量 (吨) | 用量 (度) | 用量 (m3) | 费用 (万元) | |
2018 | 216223 | 9725320 | 254372 | 446.8 |
2019 | 225859 | 9499640 | 214972 | 446.8 |
2020 | 225576 | 9501850 | 400400 | 275.5 |
二、推进措施
(一)两台锅炉更换低氮燃烧机
我院配有两台负压热水锅炉,锅炉烟气中氮氧化物排放量较高,主动将燃烧器更换为两台利雅路RS 410/E FGR型超低氮燃烧机,具有整体式强制通风,超低氮氧化物排放,带有烟气循环系统,比例调节运行安全可靠。
图1 燃烧机改造前
图2燃烧机改造后
改造后锅炉烟气排放达到天津市低氮改造修改规范最新要求,例如NOX≤30mg/m3
图3燃烧排放检测报告
(二)锅炉管道加装烟气板交
我院两台锅炉使用期间,烟气排放温度高于130℃,此部分烟气余热有很大节能利用空间。对此采用烟气板交的节能技术,回收烟气余热加热采暖空调水,消除排气“白烟”现象,降低燃气耗量。
图4烟道改造前
图5烟道改造后
(三)磁悬浮热泵应用
针对我院夏季需要制冷并提供卫生热水的双向需求,锅炉房内新装一台远大一体化磁悬浮热泵设备,该机组全年“一能两用”:输入一份电力,夏季输出制冷和生活热水取代原有的锅炉烧卫生热水模式;冬季与烟气板换结合使用输出低温水使锅炉排烟温度低于30℃,同时加热采暖水,实现大幅节能。
图6远大磁悬浮热泵
(四)卫生热水系统改造
我院卫生热热水二次系统换热效率低下,无法满足全院供水温度需求。在生活热水换热间新装板式换热系统,增加换热能力、提升效率,用更低一次水温度,保证生活热水二次水供水温度,节约能源。改造后,锅炉供水温度由60℃降低至48℃左右,各区域生活热水供水温度平均增加8℃,且可满足用水高峰期水温要求,降低能耗同时提高舒适保障。
图7卫热改造前
图8 卫热改造后
图9改造前后效果对比
(五) 更换空调水、冷却水系统过滤器
我院锅炉房和制冷机房原先使用的过滤器阻力较大且清洗不便。改造加装6台远大独有零阻力过滤器,替换掉原有10个Y型过滤器及4台除污器,有效降低系统水阻,减缓过滤器的清洗频次,减少水泵电耗。
图10 过滤器改造中
图11过滤器改造后
(六)太阳能系统改造
原太阳能系统利用效率较低。通过重新优化设计,利用太阳能系统加热住院部低区卫生热水。改造后的太阳能系统,更换了屋顶管道和排气阀、疏通集热器、集热液,反复清洗管道,太阳能集热系统重新投入使用,探索医院实现碳中和的路径。
图12 太阳能热水智控系统
(七)建筑保温隔热
裙楼玻璃房顶,夏季太阳光直射导致夏季楼内温度升高、能源浪费。对这三处玻璃房顶进行了遮阳遮盖,对建筑门窗进行整体排查修复,提高建筑隔热性能,避免能源浪费。
图13 玻璃房顶隔热
(八)空调末端系统问题处理,增设集控系统
经排查,我院空调末端系统管路堵塞严重,造成水循环量过小,且末端长期欠缺维护清洗,导致末端出力不达标。本次改造针对此现象,采用104台新风机整机清洗,1600余台风机盘管整机清洗,空调水系统管路清洗等方式,提高末端设备的使用效果,从而达到节能目的。
图13末端系统清洗
我院裙楼中配备多台新风机,启停控制、巡检等工作耗费大量人力。新建裙楼新风系统远程控制,实现远程温度监测、新风开关、运行状态提示等功能。
图14新风集控系统
(九)能源在线监控平台
根据医院用水、用电、统计用能的现状,增加科学用能管理平台,通过远传表具和能源管理平台,协助医院进行精细化用能统计和用能分析。
主要用能线路上的计量表,对医院的水电气实现分项计量和监测,搭建互联网云服务平台,具备能耗数据实时采集和通讯、远程传输、自动分类统计、数据分析、指标比对、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传等功能。
图15能源在线监控平台
(十)标准化机房建设
图16锅炉房改造前
图17锅炉房改造后
三、成果效益
因改造集中在中央空调系统,主要改造内容为对水、电、燃气的节能,故对上述三种能源进行统计对比分析。
表2改造前后标煤情况对比
年份 | 水 | 电 | 燃气 | 热力供暖 | |||
用量 (吨) | 标煤 (tce) | 用量 (度) | 标煤 (tce) | 用量 (m³) | 标煤 (tce) | 标煤 (tce) | |
18-20年均值 | 222553 | 19.07 | 9575603 | 1176.84 | 289915 | 327.6 | 3020.32 |
21年 | 209840 | 17.98 | 9098680 | 1118.23 | 581846 | 773.86 | 0 |
合计 | 18-20年标煤:4543.83tce | 21年标煤:1910.07tce | 改造后节省量为2633.76tce |
图18能源使用对比
图19标煤对比
四、经验总结
(一)安全运行:采用合同能源管理服务团队,专业培训、持证上岗、设备完善、制度健全,保证设备安全、稳定运行,真正做到0安全事故;
(二)快速响应:最大限度减少因设备故障给医院造成损失;
(三)科学管理:提供专业维护,减少故障率,延长设备高效使用寿命;
(四)省心放心:实施托管型合同能源管理,管理方负责所有空调系统的维修,每年减少了医院大量招标项目,节省了医院的管理精力和费用;
(五)精准计量:能源管理平台搭建后各科室的用电更加精确,同时也更方便医院后续开展节能措施,从而提升医院节能空间;
(六)节能设备引入:包括远大磁悬浮节电热泵、一体化输配系统、烟气热回收系统,大幅度降低医院的能耗支出,积极配合我院早日实现碳达峰。