论区域集中能源站安装施工工法

周峰

（远大能源利用管理有限公司，北京 100010）

区域集中能源站是指将分散的空调、制冷、锅炉设施进行整合，对其进行集中管理、控制和维护的一个系统。通常，区域集中能源站可分为冷热源机组安装、辅助系统(定压补水装置)安装、管道系统安装、电气、自控系统安装等。本文将结合区域集中能源站的具体安装施工实例，对其安装施工工法进行简要介绍。

1 工法特点

（1）区域集中式能源站减少了锅炉设备用地和设备投资，冷热用户无须设置专用的制冷机房和锅炉房，将大大减少机房占地，节省了土地资源，提高了土地资源的利用效率,且实施集中供冷供热，消除了锅炉靠近居民区、分散布置所造成的压力容器爆炸的安全隐患。

（2）采用天然气、电力、再生水源等清洁能源，减少污染的排放，降低热岛效应（降低3 ～6℃）,美化环境，为中国的节能减排事业作出一定贡献。

（3）选用高效的大型主机设备且设备间通过并联备用,确保100%供能不间断;能源站内供能系统采用智能监控平台管控，根据负荷变化自动调节机组运行方式、水泵功率、室内温度等。控制方案设计与项目工艺需求相配合，并兼顾后期运行调试，以实现节能运行。

（4）施工中采用BIM 全程指导安装,确定主机、泵组、管路、桥架间合理布局,提前排除交叉点,杜绝因图纸问题影响工期,探索管道工厂防腐、保温预制、现场升降机就位安装的装配式工艺方法,极大地缩短工期。

（5）站内管道焊接采用氩电联焊,并做焊缝无损检测；站外地埋管路选用焊接机器人提高焊接速度及焊接质量。

2 适用范围

本工法适用于以下工程：

（1）新建、改建或扩建的大中型工业建筑及大型公共建筑。

（2）环境污染严重的工业企业。

（3）能源消耗大的企业。

（4）空调负荷较大的大型商场、写字楼、学校等公共场所。

（5）有集中冷热需求且多台机组布置在不同区域时，或有特殊室内温度要求，空调区域面积较大且需分散设置时，采用本工法可有效降低工程造价，提高工程质量，缩短工期，保证供冷效果。在施工中需加强各工序间的技术经济联系和工艺协调，通过采用新工艺、新技术、新材料、新设备等手段来保证工程质量。

3 工艺原理

区域集中能源站的安装工艺原理是将各种冷热源主机、泵组及冷却塔等设施进行合理布置，并根据安装要求进行合理的安装顺序设计，保证各种设备、设施之间的连接以及各系统之间的合理配置。在进行冷热源机组安装时，应确保能源主机在运行过程中的安全性和稳定性，避免因主机设备出现故障而影响整个系统的正常运行。在管道安装时，应对管道进行防腐处理，并对管道的焊缝位置、法兰连接处的密封性进行检查，避免管线泄漏而影响整个系统的正常运行。在室内采暖及通风系统安装时，应保证其运行过程的安全性和稳定性，并做好与其他各系统之间的协调工作。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

区域集中供冷站安装工艺流程：施工准备——测量放线——基础施工——主、辅设备安装——管道系统安装——电气、自控系统安装—设备单机调试——系统联合调试与试运行。

4.2 操作要点

（1）区域集中能源站的基础采用钢筋混凝土(C30),且与结构面钢筋连接,施工应在基础混凝土达到设计强度的90%以上后方可进行设备就位安装。

（2）冷热源主机、一体化泵组与基础间需用150mm×150mm,10mm 厚钢板和10mm 厚橡胶垫垫实,采用红外线水平仪对前、后、左、右四个点进行水平矫正，水平矫正后最大不平整度小于0.8‰。

（3）管道敷设方式。根据《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力》2009 版，室外供冷供热管线宜采用地下敷设。本项目供能管线根据现场条件采用“埋地管道+顶管敷设”形式,绝大部分均按照采用预制直埋保温管埋地敷设,在跨高速铁路、河流区域设置顶管段,顶管采用砼管内穿钢管方式实施,部分已经规划有综合管廊的道路下方的供能管线，根据要求纳入综合管廊建设。

（4）多级泵系统。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012 规定：系统作用半径较大、设计水流阻力较高的大型工程（最远环路总长度超过500m）宜采用变流量二级泵系统。当各环路的设计水温一致且设计水流阻力接近时，二级泵宜集中设置；当各环路的设计水流阻力相差较大（推荐值可采用0.05MPa）或各系统水温或温差要求不同时，宜按区域或系统分别设置二级泵。

本工艺虽各环路的设计水温一致，但各环路的设计水流阻力相差较大，但施工采用一、二级泵系统，其中一级泵集中安装在能源站内,二级泵分散布置，设置于各末端地块的换热房内。该方式在理想状况下，可减少设计工况下的水泵功率，节约近端用户的节流损失，达到一定节能效果。

（5）负荷侧连接方式。供冷网（热网）与终端之间的联接有两种形式，即直接联接和间接联接。直接供冷源是指能源站的空调循环水不通过热交换器，直接流入终端设备；间接型能量供应模式是指在空调系统中，通过热交换器进行热交换后，将二次循环水输送到终端装置中的能量供应模式。该系统针对工程的具体情况，选用一种非直接供电的负载侧联接模式，并通过板式热交换器将终端与主网隔离开。之所以选择该模式，是因为它有很大的供能区域，便于网络均衡、维修与维护；此外，有些建筑的层数比较多，如果使用直接连接方式，会对一次管网的静压产生影响，导致机房设备以及相应的管线系统的承压能力随之提升。考虑到本项目是高层建筑，直供会造成管网的静压不平衡，所以本项目选择间接式连接方案，也就是末端地块设置换热站。

（6）电气、自控系统。抗震吊架的所有构件均采用成品构件，抗震连接件表面采用热浸锌处理，与钢结构连接，采用专用夹具连接；桥架间采用BVR 线缆(黄绿标识)做跨接线；穿线软管、刚性导管与设备连接均采用成品锁紧接头；强弱电缆分开敷设，对绞线缆终接时应保持扭绞状态，尽量减小松开长度；屏蔽线缆的金属屏蔽层应进行有效接地。

（7）系统运行调试。机组安装后及调试前，应使用卤素检漏仪对机组进行一次全面的检漏,用抹皂液法寻找具体漏点进行补漏处理；对压缩机、膨胀阀参数设置，对蒸发器、冷凝器液位调试：满负荷运行时，冷凝器的液位为淹没底排铜管，过高影响冷凝器的散效热效果，过低的制冷剂没有过冷度影响COP 以及压缩机的散热时冷剂供应。蒸发器为顶部露出1 ～2 排铜管为好，过高压缩机可能会吸及液态制冷剂，造成压缩时液击，过低蒸发器的换热管没有完全使用，影响出力及COP 值。

5 质量控制

针对该项目特点，在质量控制方面，首先，需要做好基础工作，保证现场的施工质量，做好测量放样工作，严格按照图纸的要求进行放线。其次，需要对材料质量进行严格控制，选择性能良好、符合标准要求的材料，避免因为材料问题影响施工质量。施工过程中，BIM 全程指导,管道、桥架、线缆敷设水平净距和垂直净距等符合相关标准要求。通过上述措施有效提升了项目的质量管理水平，确保工程能顺利实施，取得了良好的效果。

6 安全设施及成品保护

（1）施工现场对既有设施及完工工程进行有效的成品保护管理制度及防护措施,设置保护区域,做好保护标识。（2）作业平台上的人员必须穿防滑鞋，并采取相应的防护措施。（3）所有施工作业平台必须搭设牢固，其稳定性应满足使用要求。（4）所有高处作业人员必须佩戴安全帽，并设置明显的警示标志。作业平台上不得堆放物料。（5）所有进入施工现场的车辆应按规定要求悬挂“三证”，严禁无牌无证车辆进入现场。（6）所有现场材料均应存放在指定区域，严禁堆放在基坑内、电焊及其他危险区域。机械设备及其他物品应按规定放置，不得随意摆放；对于临时用电设施，应根据现场实际情况合理设置，严禁私拉乱接现象发生。

7 环保措施

（1）加强施工现场管理，及时清理施工垃圾。每天早晨、中午和傍晚三次对现场进行全面清理，对工地内的渣土及时清运，并集中存放。每周对工地内的垃圾进行一次全面清理，对生活垃圾实行袋装和袋装存放。在施工现场的生活区设置厕所，并保证足够的数量，保持卫生整洁，创造良好的生活环境。（2）做好施工用电管理。施工现场所有用电设备均使用三相五线制，并按要求做好漏电保护。同时对工地内的照明设备、电器开关进行严格管理，保证无漏电现象发生。（3）做好施工噪声控制。在现场设置隔声屏障，对施工过程中产生的噪声源进行隔离和吸声处理。施工过程中噪声源较大时，可采取安装吸音材料或设置隔声窗等措施减少噪音的产生。（4）在工地现场设置总配电房，实行24 小时专人值守；在生活区设置专门的生活用水和施工用水用电用水设施；设立专门的消防水源和消防器材箱，并由专人负责维护管理，定期进行检查和维修。

8 效益分析

从该应用效果来看，其具有以下几个方面的显著优势：

（1）加快施工进度。采用BIM 指导，组织流水施工方式，提高了施工效率，节省了人力物力。该工程项目应用工法后，按照传统施工方法，该工程项目工期为180d，采用工法后，工期仅为75d，节省了工期时间。此外，在工程质量方面，采用工法后，有效地提升了施工质量，保证了运行效果。（2）改善了工程质量。从该项目应用工法情况来看，对检验批、分部分项控制的实施,施工过程得到有效监督，通过PDCA 循环控制逻辑对质量问题形成闭环处理，有效地提升了工程质量。（3）促进了技术创新。从该项目应用工法情况来看，其具有以下几个方面的优势：一是提高了施工效率；二是提升了工程质量；三是有效地节约了成本。总之，通过对区域集中能源站安装施工工法的研究与应用，有效地提升了该项目的施工效率和质量。

9 应用实例

9.1 项目概况

南京市南部新城核心区位于市主城区的东南部，北至外秦淮河、运粮河，东南至绕城公路，西至大明路、卡子门大街，总用地面积约9.94 平方公里。

本项目供能区域划分为两个供能区域，在每个供能分区内设置一座能源中心站，一方面，有利于与区域内土地出让、建设开发时序相适应，合理控制区域能源系统的投资节奏；另一方面，可减少单路供能管路的输送能耗和管道冷/热损失，可有效降低运行成本。

9.2 技术分析

本项目使用可再生能源作为系统主要冷热源，利用再生水热泵技术，同时以电热水锅炉作为应急保障措施，满足南京南部新城核心区区域建筑供暖、供冷需求。项目的实施将对国家节能减排做出巨大贡献，同时对可再生能源区域供能的技术可靠性、经济可行性起到良好的示范作用。

9.3 技术方案

（1）合理分区。本项目供能面积为240.68万平方米，体量大，覆盖范围广。控制两个能源站的最大供能半径在1.5km 以内，确定每个能源站的供能区域，可减少单路供能管路的输送能耗和管道冷/热损失，可有效降低运行成本。

（2）充分利用可再生能源。项目靠近城东污水处理厂，可再生能源丰富，应规模化并最大限度使用项目周边可再生能源，减小传统能源的比重，优化能源结构，充分发挥可再生能源在节能减排和促进系统高效运行方面的明显优势。

（3）智慧能源管控平台。供能系统采用智能管控，根据负荷变化自动调节以实现节能运行。

10 结语

采用本工法设计、施工，施工过程安全有序，施工质量可靠。在保证质量和安全的前提下，减轻劳动作业强度，节能降耗。工程调试达到预期效果，顺利通过验收，获得监理、业主的好评。