論區域集中能源站安裝施工工法

周峰

（遠大能源利用管理有限公司，北京 100010）

區域集中能源站是指將分散的空調、制冷、鍋爐設施進行整合，對其進行集中管理、控制和維護的一個系統。通常，區域集中能源站可分為冷熱源機組安裝、輔助系統(定壓補水裝置)安裝、管道系統安裝、電氣、自控系統安裝等。本文將結合區域集中能源站的具體安裝施工實例，對其安裝施工工法進行簡要介紹。

1 工法特點

（1）區域集中式能源站減少了鍋爐設備用地和設備投資，冷熱用戶無須設置專用的制冷機房和鍋爐房，將大大減少機房占地，節省了土地資源，提高了土地資源的利用效率,且實施集中供冷供熱，消除了鍋爐靠近居民區、分散布置所造成的壓力容器爆炸的安全隱患。

（2）采用天然氣、電力、再生水源等清潔能源，減少污染的排放，降低熱島效應（降低3 ～6℃）,美化環境，為中國的節能減排事業作出一定貢獻。

（3）選用高效的大型主機設備且設備間通過并聯備用,確保100%供能不間斷;能源站內供能系統采用智能監控平臺管控，根據負荷變化自動調節機組運行方式、水泵功率、室內溫度等?？刂品桨冈O計與項目工藝需求相配合，并兼顧后期運行調試，以實現節能運行。

（4）施工中采用BIM 全程指導安裝,確定主機、泵組、管路、橋架間合理布局,提前排除交叉點,杜絕因圖紙問題影響工期,探索管道工廠防腐、保溫預制、現場升降機就位安裝的裝配式工藝方法,極大地縮短工期。

（5）站內管道焊接采用氬電聯焊,并做焊縫無損檢測；站外地埋管路選用焊接機器人提高焊接速度及焊接質量。

2 適用范圍

本工法適用于以下工程：

（1）新建、改建或擴建的大中型工業建筑及大型公共建筑。

（2）環境污染嚴重的工業企業。

（3）能源消耗大的企業。

（4）空調負荷較大的大型商場、寫字樓、學校等公共場所。

（5）有集中冷熱需求且多臺機組布置在不同區域時，或有特殊室內溫度要求，空調區域面積較大且需分散設置時，采用本工法可有效降低工程造價，提高工程質量，縮短工期，保證供冷效果。在施工中需加強各工序間的技術經濟聯系和工藝協調，通過采用新工藝、新技術、新材料、新設備等手段來保證工程質量。

3 工藝原理

區域集中能源站的安裝工藝原理是將各種冷熱源主機、泵組及冷卻塔等設施進行合理布置，并根據安裝要求進行合理的安裝順序設計，保證各種設備、設施之間的連接以及各系統之間的合理配置。在進行冷熱源機組安裝時，應確保能源主機在運行過程中的安全性和穩定性，避免因主機設備出現故障而影響整個系統的正常運行。在管道安裝時，應對管道進行防腐處理，并對管道的焊縫位置、法蘭連接處的密封性進行檢查，避免管線泄漏而影響整個系統的正常運行。在室內采暖及通風系統安裝時，應保證其運行過程的安全性和穩定性，并做好與其他各系統之間的協調工作。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

區域集中供冷站安裝工藝流程：施工準備——測量放線——基礎施工——主、輔設備安裝——管道系統安裝——電氣、自控系統安裝—設備單機調試——系統聯合調試與試運行。

4.2 操作要點

（1）區域集中能源站的基礎采用鋼筋混凝土(C30),且與結構面鋼筋連接,施工應在基礎混凝土達到設計強度的90%以上后方可進行設備就位安裝。

（2）冷熱源主機、一體化泵組與基礎間需用150mm×150mm,10mm 厚鋼板和10mm 厚橡膠墊墊實,采用紅外線水平儀對前、后、左、右四個點進行水平矯正，水平矯正后最大不平整度小于0.8‰。

（3）管道敷設方式。根據《全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調·動力》2009 版，室外供冷供熱管線宜采用地下敷設。本項目供能管線根據現場條件采用“埋地管道+頂管敷設”形式,絕大部分均按照采用預制直埋保溫管埋地敷設,在跨高速鐵路、河流區域設置頂管段,頂管采用砼管內穿鋼管方式實施,部分已經規劃有綜合管廊的道路下方的供能管線，根據要求納入綜合管廊建設。

（4）多級泵系統。根據《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012 規定：系統作用半徑較大、設計水流阻力較高的大型工程（最遠環路總長度超過500m）宜采用變流量二級泵系統。當各環路的設計水溫一致且設計水流阻力接近時，二級泵宜集中設置；當各環路的設計水流阻力相差較大（推薦值可采用0.05MPa）或各系統水溫或溫差要求不同時，宜按區域或系統分別設置二級泵。

本工藝雖各環路的設計水溫一致，但各環路的設計水流阻力相差較大，但施工采用一、二級泵系統，其中一級泵集中安裝在能源站內,二級泵分散布置，設置于各末端地塊的換熱房內。該方式在理想狀況下，可減少設計工況下的水泵功率，節約近端用戶的節流損失，達到一定節能效果。

（5）負荷側連接方式。供冷網（熱網）與終端之間的聯接有兩種形式，即直接聯接和間接聯接。直接供冷源是指能源站的空調循環水不通過熱交換器，直接流入終端設備；間接型能量供應模式是指在空調系統中，通過熱交換器進行熱交換后，將二次循環水輸送到終端裝置中的能量供應模式。該系統針對工程的具體情況，選用一種非直接供電的負載側聯接模式，并通過板式熱交換器將終端與主網隔離開。之所以選擇該模式，是因為它有很大的供能區域，便于網絡均衡、維修與維護；此外，有些建筑的層數比較多，如果使用直接連接方式，會對一次管網的靜壓產生影響，導致機房設備以及相應的管線系統的承壓能力隨之提升?？紤]到本項目是高層建筑，直供會造成管網的靜壓不平衡，所以本項目選擇間接式連接方案，也就是末端地塊設置換熱站。

（6）電氣、自控系統?？拐鸬跫艿乃袠嫾捎贸善窐嫾?，抗震連接件表面采用熱浸鋅處理，與鋼結構連接，采用專用夾具連接；橋架間采用BVR 線纜(黃綠標識)做跨接線；穿線軟管、剛性導管與設備連接均采用成品鎖緊接頭；強弱電纜分開敷設，對絞線纜終接時應保持扭絞狀態，盡量減小松開長度；屏蔽線纜的金屬屏蔽層應進行有效接地。

（7）系統運行調試。機組安裝后及調試前，應使用鹵素檢漏儀對機組進行一次全面的檢漏,用抹皂液法尋找具體漏點進行補漏處理；對壓縮機、膨脹閥參數設置，對蒸發器、冷凝器液位調試：滿負荷運行時，冷凝器的液位為淹沒底排銅管，過高影響冷凝器的散效熱效果，過低的制冷劑沒有過冷度影響COP 以及壓縮機的散熱時冷劑供應。蒸發器為頂部露出1 ～2 排銅管為好，過高壓縮機可能會吸及液態制冷劑，造成壓縮時液擊，過低蒸發器的換熱管沒有完全使用，影響出力及COP 值。

5 質量控制

針對該項目特點，在質量控制方面，首先，需要做好基礎工作，保證現場的施工質量，做好測量放樣工作，嚴格按照圖紙的要求進行放線。其次，需要對材料質量進行嚴格控制，選擇性能良好、符合標準要求的材料，避免因為材料問題影響施工質量。施工過程中，BIM 全程指導,管道、橋架、線纜敷設水平凈距和垂直凈距等符合相關標準要求。通過上述措施有效提升了項目的質量管理水平，確保工程能順利實施，取得了良好的效果。

6 安全設施及成品保護

（1）施工現場對既有設施及完工工程進行有效的成品保護管理制度及防護措施,設置保護區域,做好保護標識。（2）作業平臺上的人員必須穿防滑鞋，并采取相應的防護措施。（3）所有施工作業平臺必須搭設牢固，其穩定性應滿足使用要求。（4）所有高處作業人員必須佩戴安全帽，并設置明顯的警示標志。作業平臺上不得堆放物料。（5）所有進入施工現場的車輛應按規定要求懸掛“三證”，嚴禁無牌無證車輛進入現場。（6）所有現場材料均應存放在指定區域，嚴禁堆放在基坑內、電焊及其他危險區域。機械設備及其他物品應按規定放置，不得隨意擺放；對于臨時用電設施，應根據現場實際情況合理設置，嚴禁私拉亂接現象發生。

7 環保措施

（1）加強施工現場管理，及時清理施工垃圾。每天早晨、中午和傍晚三次對現場進行全面清理，對工地內的渣土及時清運，并集中存放。每周對工地內的垃圾進行一次全面清理，對生活垃圾實行袋裝和袋裝存放。在施工現場的生活區設置廁所，并保證足夠的數量，保持衛生整潔，創造良好的生活環境。（2）做好施工用電管理。施工現場所有用電設備均使用三相五線制，并按要求做好漏電保護。同時對工地內的照明設備、電器開關進行嚴格管理，保證無漏電現象發生。（3）做好施工噪聲控制。在現場設置隔聲屏障，對施工過程中產生的噪聲源進行隔離和吸聲處理。施工過程中噪聲源較大時，可采取安裝吸音材料或設置隔聲窗等措施減少噪音的產生。（4）在工地現場設置總配電房，實行24 小時專人值守；在生活區設置專門的生活用水和施工用水用電用水設施；設立專門的消防水源和消防器材箱，并由專人負責維護管理，定期進行檢查和維修。

8 效益分析

從該應用效果來看，其具有以下幾個方面的顯著優勢：

（1）加快施工進度。采用BIM 指導，組織流水施工方式，提高了施工效率，節省了人力物力。該工程項目應用工法后，按照傳統施工方法，該工程項目工期為180d，采用工法后，工期僅為75d，節省了工期時間。此外，在工程質量方面，采用工法后，有效地提升了施工質量，保證了運行效果。（2）改善了工程質量。從該項目應用工法情況來看，對檢驗批、分部分項控制的實施,施工過程得到有效監督，通過PDCA 循環控制邏輯對質量問題形成閉環處理，有效地提升了工程質量。（3）促進了技術創新。從該項目應用工法情況來看，其具有以下幾個方面的優勢：一是提高了施工效率；二是提升了工程質量；三是有效地節約了成本?？傊?，通過對區域集中能源站安裝施工工法的研究與應用，有效地提升了該項目的施工效率和質量。

9 應用實例

9.1 項目概況

南京市南部新城核心區位于市主城區的東南部，北至外秦淮河、運糧河，東南至繞城公路，西至大明路、卡子門大街，總用地面積約9.94 平方公里。

本項目供能區域劃分為兩個供能區域，在每個供能分區內設置一座能源中心站，一方面，有利于與區域內土地出讓、建設開發時序相適應，合理控制區域能源系統的投資節奏；另一方面，可減少單路供能管路的輸送能耗和管道冷/熱損失，可有效降低運行成本。

9.2 技術分析

本項目使用可再生能源作為系統主要冷熱源，利用再生水熱泵技術，同時以電熱水鍋爐作為應急保障措施，滿足南京南部新城核心區區域建筑供暖、供冷需求。項目的實施將對國家節能減排做出巨大貢獻，同時對可再生能源區域供能的技術可靠性、經濟可行性起到良好的示范作用。

9.3 技術方案

（1）合理分區。本項目供能面積為240.68萬平方米，體量大，覆蓋范圍廣?？刂苾蓚€能源站的最大供能半徑在1.5km 以內，確定每個能源站的供能區域，可減少單路供能管路的輸送能耗和管道冷/熱損失，可有效降低運行成本。

（2）充分利用可再生能源。項目靠近城東污水處理廠，可再生能源豐富，應規?；⒆畲笙薅仁褂庙椖恐苓吙稍偕茉?，減小傳統能源的比重，優化能源結構，充分發揮可再生能源在節能減排和促進系統高效運行方面的明顯優勢。

（3）智慧能源管控平臺。供能系統采用智能管控，根據負荷變化自動調節以實現節能運行。

10 結語

采用本工法設計、施工，施工過程安全有序，施工質量可靠。在保證質量和安全的前提下，減輕勞動作業強度，節能降耗。工程調試達到預期效果，順利通過驗收，獲得監理、業主的好評。