十萬平米阜康市一中，新疆最大的電采暖BOO投資建設(shè)項(xiàng)目
項(xiàng)目基本情況
新疆維吾爾自治區(qū)文明單位、自治區(qū)一級(jí)學(xué)校、自治區(qū)示范性普通高中，自治區(qū)德育示范學(xué)校、自治區(qū)綠色學(xué)校——阜康市第一中學(xué)，創(chuàng)建于1956年，坐落在著名風(fēng)景區(qū)天池腳下，是一所維、哈、回等多民族學(xué)生為一體的全日制普通高級(jí)中學(xué)。
阜康市第一中學(xué)新校址共設(shè)19個(gè)單體組成，分別為：1棟6層圖書科技樓，1棟4層初中部教學(xué)樓，1棟1層報(bào)告廳，1棟4層綜合實(shí)驗(yàn)樓，1棟5層綜合實(shí)驗(yàn)樓，2棟5層初中部宿舍樓，2棟3層食堂及浴室，2棟4層高中部教學(xué)樓，1棟2層會(huì)議報(bào)告廳，3棟5層高中部宿舍樓，1棟3層體育館，1棟主席臺(tái)，2個(gè)校門組成。學(xué)校新址建筑總面積為10492.4平方米，計(jì)建筑內(nèi)超高部分，整體采暖面積達(dá)15萬平方米。原有供暖方式為：高溫?zé)崴迨綋Q熱器機(jī)組供暖。
電力供應(yīng)條件
為推廣普及電采暖，有效推進(jìn)電能替代工作，阜康市高位推動(dòng)、積極打造“兩清兩美一綠”城市建設(shè)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全面推廣電采暖項(xiàng)目。目前，阜康市在清潔能源建設(shè)方面，已建設(shè)有阜康新風(fēng)水巖光 伏、特變電工土墩子光伏等4座光伏電站，光伏發(fā)電已達(dá)到100兆瓦。正在籌建的阜康市光伏產(chǎn)業(yè)園一期，風(fēng)力發(fā)電達(dá)到250兆瓦。阜康抽水蓄能電站等項(xiàng)目已動(dòng)工，裝機(jī)容量1200兆瓦，是新疆規(guī)劃建設(shè)大型抽水蓄能電站之一，也是新疆首個(gè)系統(tǒng)調(diào)峰電源?！笆濉逼陂g，為保障“電化阜康”用電需求，國(guó)網(wǎng)昌吉供電公司在阜康地區(qū)建設(shè)220千伏變電站2座，新建及改造110千伏變電站6座。國(guó)網(wǎng)阜康市供電公司將在工業(yè)商業(yè)、供熱采暖、交通運(yùn)輸旅游等方面，持續(xù)推進(jìn)“電化阜康”；不斷提升電能替代占比，推進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力城市生態(tài)文明建設(shè)。
阜康市按照建筑熱工分區(qū)屬于嚴(yán)寒C區(qū)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果及反饋顯示：阜康一中市政熱源在換熱站內(nèi)通過板式換熱器將高溫?zé)嵩磽Q為適宜供暖的低溫?zé)崴傲茉∩顭崴?。但由于阜康城市的快速擴(kuò)建與發(fā)展，現(xiàn)城市熱力管網(wǎng)已經(jīng)嚴(yán)重超壓，存在爆管等事故隱患；又加之阜康一中新校區(qū)的地理位置偏遠(yuǎn)，且校內(nèi)熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)不盡合理存在水力失調(diào)情況，導(dǎo)致現(xiàn)有集中供熱效果不良，室內(nèi)溫度基本只能達(dá)到15℃，完全不達(dá)標(biāo)。
? ? 傳統(tǒng)的采暖供熱方式不僅忽略了用戶的主觀需求，同時(shí)供暖的效率和平衡性也很難保證，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)同一建筑物內(nèi)某一樓層溫度太高而另一樓層溫度太低的現(xiàn)象。我公司電采暖區(qū)別于其他采暖方式的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)智能控溫和按需供熱，可以完全避免傳統(tǒng)采暖方式經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的供熱不平衡，因此，項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)于改善阜康市一中供熱條件，實(shí)現(xiàn)智能控溫和按需供熱，避免供熱不平衡，保證冬季采暖 效果具有重要作用。
天氣情況
? ? 阜康地處中溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，四季分明，光照充足，熱量豐富。境內(nèi)隨地貌單元的變化，溫度差異明顯，大致分為三個(gè)氣候區(qū)：
? ? 1、南部山區(qū)：年平均氣溫 2.54℃，降雨量323-530毫米之間，年均無霜期為140天左右，≥10℃年積溫為2634℃。
? ? 2、中部平原：年平均氣溫6.6℃，年極端最低氣溫有44%的年份出現(xiàn)在1月，歷年極端最低氣溫-37℃；年極端最高氣溫有48%的年份出現(xiàn)在8月上、中旬，日最高氣溫≥35℃；平均日較差 12.7℃，平均年較差42.2℃；≥5℃的期日數(shù)為204天，年積溫為3631℃，≥10℃的期日數(shù)為232天，年積溫為3788℃，多年平均無霜期為174天，年均降水量186毫米，年均蒸發(fā)量2064毫米，日照百分率為70%，年總輻射量為133.8千卡/平方厘米，年生理輻射為64.3千卡/平方厘米，全年以西風(fēng)、偏西風(fēng)為主，年平均風(fēng)速2.4米/秒。
? ? 3、北部沙漠：年平均氣溫5.9℃，≥10℃的年積溫3519℃，年均無霜期155天，年均降水量145毫米，年均蒸發(fā)量2292毫米。
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公司地址：新疆，昌吉州阜康市，康寧路金融大廈2層
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電采暖改造基本情況
阜康市第一中學(xué)新校址共設(shè)19個(gè)單體組成，分別為：1棟6層圖書科技樓，1棟4層初中部教學(xué)樓，1棟1層報(bào)告廳，1棟4層綜合實(shí)驗(yàn)樓，1棟5層綜合實(shí)驗(yàn)樓，2棟5層初中部宿舍樓，2棟3層食堂及浴室，2棟4層高中部教學(xué)樓，1棟2層會(huì)議報(bào)告廳，3棟5層高中部宿舍樓，1棟3層體育館，1棟主席臺(tái)，2個(gè)校門組成。學(xué)校新址建筑總面積為10492.4平方米，計(jì)建筑內(nèi)超高部分，整體采暖面積達(dá)15萬平方米。原有供暖方式為：高溫?zé)崴迨綋Q熱器機(jī)組供暖。
經(jīng)過核對(duì)原設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)地勘察，阜康市一中原采暖熱源為市政供暖，市政熱源在換熱站內(nèi)通過板式換熱器將高溫?zé)嵩磽Q為適宜供暖的低溫?zé)崴傲茉∩顭崴Ｒ恢惺程玫叵率彝瑫r(shí)設(shè)有鍋爐房，鍋爐房與市政供暖聯(lián)通，必要時(shí)做為學(xué)校備用熱源，平時(shí)不參與校內(nèi)供暖。
技術(shù)方案
? ? 根據(jù)改建設(shè)計(jì)前的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，對(duì)校區(qū)整體進(jìn)行逐時(shí)計(jì)算，校區(qū)在室內(nèi)環(huán)溫20℃情況下，校區(qū)合計(jì)總熱負(fù)荷為7475.3kW。擬在不動(dòng)用原有供暖系統(tǒng)前提下，用空氣源熱泵機(jī)組+電熱式鍋爐進(jìn)行冬季供暖。新型清潔能源直接產(chǎn)生適宜供暖的低溫?zé)崴丛芫W(wǎng)的熱水品質(zhì)要求并入原二次管網(wǎng)，阜康市一中劃用學(xué)校操場(chǎng)東部綠化帶占地面積2500平米作為新建熱源站，其范圍內(nèi)新建永久性控制室和設(shè)備間500平米，熱源站管網(wǎng)與二次側(cè)對(duì)接，同時(shí)保留原采暖系統(tǒng)，可隨時(shí)切換運(yùn)行，互為備用。
供熱方式
原采暖系統(tǒng)分為高、低溫兩路管道系統(tǒng)。低溫系統(tǒng)用于供給24小時(shí)長(zhǎng)期運(yùn)行場(chǎng)所負(fù)荷，室內(nèi)散熱設(shè)備為地暖盤管及學(xué)校自接暖氣片；高溫系統(tǒng)用于暖氣片和新風(fēng)預(yù)熱，其中新風(fēng)系統(tǒng)用于間歇性開啟的場(chǎng)所。
? ? 項(xiàng)目改造維持原管網(wǎng)及室內(nèi)散熱系統(tǒng)，僅對(duì)熱源進(jìn)行改造。改造熱源最終采用空氣源熱泵+采用電熱式鍋爐方式。因空氣源熱泵高能效特點(diǎn)，運(yùn)行初期由空氣源熱泵提供供暖用熱水。當(dāng)環(huán)溫降低至空氣源熱泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行溫度下時(shí)，偶爾開啟電熱進(jìn)行補(bǔ)熱。系統(tǒng)將空氣源熱泵與電熱設(shè)備聯(lián)動(dòng)并以環(huán)溫和供水溫度為信號(hào)，并將熱源與水泵聯(lián)動(dòng)，給與間歇性高溫水供給控制，特設(shè)防凍聯(lián)動(dòng)機(jī)制。
熱源設(shè)備選型
項(xiàng)目所在地冬季最低環(huán)溫-35℃，每年最冷季發(fā)生在寒假期。假期前后查詢歷年氣象記錄，日最低為-35℃；日均最低-25℃，日間環(huán)溫均≮-23℃；因此熱源工況基本在-23℃之上，大部分時(shí)間在-20℃以上。為保證整個(gè)供暖系統(tǒng)高效運(yùn)行，且取得最佳經(jīng)濟(jì)效益，工況按如下取值：取極限工況為-35℃，日間運(yùn)行環(huán)溫-25℃；
原系統(tǒng)分為高溫系統(tǒng)，供回水溫度70/50℃，平均水溫60℃；低溫系統(tǒng)，供回水溫度 50/40℃。原高溫水系統(tǒng)負(fù)荷均為間歇性負(fù)荷，可通過加大低溫側(cè)供熱能力降低高溫水供給溫度，以此達(dá)到節(jié)能運(yùn)行目的。因此最終設(shè)計(jì)供水溫度為：高溫水——65/55℃；低溫水——50/40℃。根據(jù)熱源品質(zhì)要求，最終熱源選擇空氣源熱泵+電熱耦合方式。根據(jù)水溫要求，系統(tǒng)劃分為高、低溫兩個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)備選型如下：
a.高溫系統(tǒng)
空氣源熱泵主機(jī)52匹，30+6臺(tái)；管道式電加熱器100kW，15臺(tái)。
b.低溫系統(tǒng)
空氣源熱泵主機(jī)52匹，36+6臺(tái)；管道式電加熱器100kW，5臺(tái)。
? ? ※6臺(tái)作為高低溫系統(tǒng)容量調(diào)節(jié)用，高低溫區(qū)互為備用。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、本次設(shè)計(jì)選用采暖熱源采用空氣源熱泵機(jī)組+電熱式鍋爐采暖，降低了所有環(huán)節(jié)的工程量，大大降低施工難度，也提高了項(xiàng)目安全性；
? ? 2、新熱源站配備燃油/生物質(zhì)鍋爐+柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，保證停電后可利用燃油發(fā)電機(jī)供鍋爐和水泵運(yùn)行，正常供暖；
? ? 3、系統(tǒng)均設(shè)計(jì)為蓄能系統(tǒng)，熱源側(cè)為開式機(jī)械循環(huán)，使用側(cè)為閉式機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，采用蓄能緩沖水箱，優(yōu)化了系統(tǒng)化霜工況，且可保證短期停電情況下系統(tǒng)的正常使用；
4、使用側(cè)增設(shè)節(jié)能控制系統(tǒng)，每個(gè)分項(xiàng)入戶處增設(shè)平衡閥，保證系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)分項(xiàng)的水力平衡，使系統(tǒng)水溫穩(wěn)定，保證采暖效果。
節(jié)能措施
1、選用高效率低能耗的熱泵系統(tǒng)，合理確定熱泵臺(tái)數(shù)；
? ? 2、水泵臺(tái)數(shù)與熱泵臺(tái)數(shù)匹配，以便部分熱泵停機(jī)時(shí)，水泵相應(yīng)停機(jī)，以減少水泵的消耗。另外，工程中普遍出現(xiàn)的所選水泵過大，會(huì)導(dǎo)致水溫差過小的現(xiàn)象；
? ? 3、采用智能自動(dòng)控制方法。部分負(fù)荷情況下，熱泵機(jī)組投入臺(tái)數(shù)的合理確定，需要對(duì)熱泵機(jī)組進(jìn)行群控，要使水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)與熱泵機(jī)組同步，需要對(duì)系統(tǒng)采取變水量自控方式，讓水泵在限定的范圍內(nèi)，變水量也需要可靠的熱泵與水泵聯(lián)控；
4、準(zhǔn)確計(jì)算容量負(fù)荷，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電控箱盡量深入負(fù)荷中心，減少線路損耗。按經(jīng)濟(jì)電流密度合理選擇導(dǎo)線截面，減少線路損耗，平衡三相負(fù)荷。根據(jù)設(shè)備負(fù)荷特性合理選型，使設(shè)備的運(yùn)行工況經(jīng)常保持在高效區(qū)；
5、系統(tǒng)均設(shè)計(jì)為蓄能系統(tǒng)，熱源側(cè)為開式機(jī)械循環(huán)，使用側(cè)為閉式機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，采用蓄能緩沖水箱，優(yōu)化了系統(tǒng)化霜工況，且可保證短期停電情況下系統(tǒng)的正常使用。使用側(cè)增設(shè)節(jié)能控制系統(tǒng)，每個(gè)分項(xiàng)入戶處增設(shè)平衡閥，保證系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)分項(xiàng)的水力平衡，使系統(tǒng)水溫穩(wěn)定，保證采暖效果；
? ? 6、所有電氣設(shè)備及材料選用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證的電氣產(chǎn)品，并在滿足國(guó)家規(guī)范及供電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，選用高性能的配電設(shè)備，選用高品質(zhì)電纜、電線，降低供配電系統(tǒng)自身損耗；
? ? 7、采暖系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50019-2003)規(guī)范要求，從節(jié)省能耗、節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用方面考慮。嚴(yán)格控制室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行妥善絕熱，杜絕無效能耗，減少運(yùn)行能耗。
事故應(yīng)急措施
為保證新熱源在當(dāng)?shù)貝毫訔l件下正常運(yùn)行，對(duì)應(yīng)采取措施如下：
1、如遇事故停電，新熱源可切換為學(xué)校原鍋爐系統(tǒng)，保證整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行；
2、新熱源站配備燃油/生物質(zhì)鍋爐+柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，保證停電后可利用燃油發(fā)電機(jī)供鍋爐和水泵運(yùn)行，正常供暖；
3、空氣源熱泵多組并聯(lián)，并與電熱式鍋爐互為備用，在一臺(tái)設(shè)備停機(jī)后，仍可啟動(dòng)其它設(shè)備繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，不影響系統(tǒng)正常使用。
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項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃
? ? 項(xiàng)目準(zhǔn)備期為2019年6-7月，主要任務(wù)包括：立項(xiàng)準(zhǔn)備、進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)可行性論證，編制項(xiàng)目可行性研究報(bào)告；根據(jù)批準(zhǔn)的項(xiàng)目可行性報(bào)告和環(huán)境影響評(píng)價(jià)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)。
項(xiàng)目建設(shè)工期為4個(gè)月，主要為工程施工及設(shè)備安裝，項(xiàng)目完成后供暖開始試運(yùn)行。
建設(shè)投資估算
項(xiàng)目建設(shè)投資3300萬元，其中：工程費(fèi)用2698.2萬元，占項(xiàng)目建設(shè)投資的 89.94%；工程建設(shè)其他費(fèi)用174.7萬元，占項(xiàng)目建設(shè)投資的5.29%；預(yù)備費(fèi)157.1萬元，占項(xiàng)目建設(shè)投資的4.76%。
資金來源：項(xiàng)目采取BOO模式，項(xiàng)目所需投資全部由新疆艾普斯節(jié)能科技有限公司項(xiàng)目融資自籌。
項(xiàng)目區(qū)位示意
項(xiàng)目建設(shè)階段展示
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項(xiàng)目意義
? ? “阜康市一中電采暖改造項(xiàng)目”建設(shè)目標(biāo)明確，符合國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略、大氣污染防治政策，符合自治區(qū)“電氣化新疆”、可再生能源清潔取暖方案及“電化阜康”的要求，對(duì)于推進(jìn)“電化阜康”發(fā)展進(jìn)程具有重要意義。本項(xiàng)目的建設(shè)無論是從推廣空間角度、能源角度、政策角度還是現(xiàn)實(shí)意義角度來說，都具有大力推廣電采暖的條件和巨大潛力，并且實(shí)行電采暖并不違背現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定。項(xiàng)目建成后快速滿足了阜康市一中對(duì)供暖的實(shí)際需求，最低的采暖運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，大大節(jié)約采暖費(fèi)用的支出；無需用戶管理，減少后續(xù)投資，省心省力，增加用戶滿意度；并且不受建筑使用時(shí)間及習(xí)慣的限制，放假時(shí)可智能控制供熱溫度，降低成本，管理方便靈活；項(xiàng)目綠色環(huán)保、不用水、不用煤、不用氣，真正實(shí)現(xiàn)零污染零排放。
電力成本
電力成本（保守預(yù)估）：運(yùn)行期間，電力為主要運(yùn)行成本，按照歷史氣溫及供暖理論供熱負(fù)荷計(jì)算，183天采暖季，用電量不超過65KW*h/平米，按照2019年-2020年采暖電價(jià)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目執(zhí)行集中式電采暖電價(jià)：平段0.2241元/度；谷段0.1341元/度。
平均電價(jià)保守按照0.19元/計(jì)算，年電費(fèi)保守估算為104942.3×65×0.19=1296037元。
年用電量保守估算為104942.3×65=6821249.5KWh，平均每平米電費(fèi)為：1296037÷104942.3=12.35元/m2；
平均每平米耗電量為：6821249.5÷104942.3=65KWh/m2。
電力成本（實(shí)際）：由于今年冬季氣溫較往年偏高，電采暖供暖時(shí)間是從2020年1月15日-2020年4月15日，共計(jì)90天，加之疫情原因?qū)W校一直未能正常上課，AI智控節(jié)能系統(tǒng)自動(dòng)節(jié)能控制效果顯著，實(shí)際用電量與預(yù)估用電量相比較低。
項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)際用電量為：1月6日-1月8日679.67元，用電量為：3740千瓦時(shí)；1月8日-2月1日210233.02元，用電量為1137740千瓦時(shí)；2月1日-3月1日188107.06元，用電量為1010660千瓦時(shí)；3月1日-4月15日115578.93元，用電量622040千瓦時(shí)。
按以上實(shí)際用電天數(shù)為90天，總用電費(fèi)用為：514599元，總用電量為2774180千瓦時(shí)。平均每天電費(fèi)5717元，用電量30824度，按183天采暖期計(jì)算：
總費(fèi)用約為：183×5717=1046211元；總用電量約為：183×30824=5640792KWh；平均每平米電費(fèi)為：1046211÷104942.3=9.97元/m2
每平米耗電量：5640792÷104942.3=53.75KWh/m2
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