沈陽地區(qū)某醫(yī)院蒸汽鍋爐的改造

李迪 姜立兵

摘 ?要：本文介紹了醫(yī)院項目的概況及醫(yī)院能耗的特點。根據(jù)工程所在地的氣候特征、周邊能源情況和負荷特點，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，以及當(dāng)?shù)卣呶募?，選取了以固體電儲熱設(shè)備代替燃煤鍋爐的方案。

關(guān)鍵詞：冷熱源;醫(yī)院;固體電儲熱;改造

隨著我國綜合國力的增強，人民生活水平的提高，人民群眾的醫(yī)療觀念也在不斷變化，醫(yī)療服務(wù)需求不斷增加，就醫(yī)人數(shù)隨之大幅增加，我國醫(yī)院的建筑規(guī)模也在日益擴大[1]。醫(yī)院建筑作為一種特殊類型的公共建筑，由于其功能布局復(fù)雜和活動人群眾多、采用的能源形式多種多樣、大型儀器設(shè)備需要24h運行等特點[2]。隨著醫(yī)院病房條件的不斷完善，患者和醫(yī)護工作者對醫(yī)院舒適度的需求越來越高，醫(yī)院建筑能耗持續(xù)上升。醫(yī)院建筑的能耗主要由供暖、空調(diào)、生活熱水、醫(yī)療設(shè)備、食堂及其他用能構(gòu)成，其能源形式包括冷、熱、電、水、蒸汽、燃氣及醫(yī)用氣體等[3]。在醫(yī)院建筑中，空調(diào)供暖及生活熱水的能耗約占醫(yī)院總能耗的 55% ～ 65%。本文采用固體電蓄熱設(shè)備代替燃煤鍋爐，從源頭治理，將有效降低醫(yī)院能耗。

1.工程概況

1.1建筑概況

此醫(yī)院總建筑面積374874㎡，其中民間公寓房67394㎡，公建醫(yī)療及公共用房307480㎡。原有燃煤鍋爐7臺，總?cè)萘?0t/h，其中，10t/h燃煤熱水鍋爐3臺，20t/h燃煤蒸汽鍋爐2臺，10t/h燃煤蒸汽鍋爐2臺，飽和蒸汽壓力為0.5MPa。年耗煤量40000t。

1.2氣候特征

沈陽位于中國東北地區(qū)南部，遼寧省中部。沈陽屬于溫帶半濕潤大陸性氣候，年平均氣溫6.2～9.7℃。冬季寒冷，夏季炎熱，春秋季較短，沈陽屬于Ⅰ類建筑氣候區(qū)。

1.3熱負荷標(biāo)準(zhǔn)

按照沈陽市現(xiàn)收取采暖費標(biāo)準(zhǔn)收取，應(yīng)遵守其供暖標(biāo)準(zhǔn)。則以居民室內(nèi)達到18℃，醫(yī)院室內(nèi)達到20℃為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《全國主要城市采暖期耗熱量指標(biāo)和采暖設(shè)計熱負荷指標(biāo)》內(nèi)容，沈陽市普通建筑（層高3.5m）供暖熱負荷指標(biāo)51W/m2，耗熱量指標(biāo)32W/m2。

2.醫(yī)院能耗特點

（1）負荷大，能耗高。我國醫(yī)院對室內(nèi)溫、濕度有較高要求，對生活熱水也有較大需求，由此導(dǎo)致醫(yī)院建筑的高能耗。

（2）負荷多樣。醫(yī)院冬季需要供暖，夏季需供冷;全年均有生活熱水和蒸汽需求，用于醫(yī)院消毒、廚房、洗衣房、空調(diào)加濕等。

（3）負荷時間長。門診區(qū)域熱負荷多集中在工作時間，急診、手術(shù)室、病房區(qū)域全天24h均有負荷;醫(yī)技部分設(shè)備散熱量大，部分設(shè)備間冬天仍需供冷。

（4）負荷要求特殊區(qū)域多。數(shù)據(jù)機房、大型影像檢查室需要恒溫恒濕系統(tǒng)，該系統(tǒng)常單獨設(shè)置，能耗大。手術(shù)室、ICU等區(qū)域需要凈化空調(diào)系統(tǒng)，常需設(shè)置備用系統(tǒng)。靜脈配置、病理科、檢驗科、生殖醫(yī)學(xué)等科室也有各自不同的需求。

3.改造方案設(shè)計

方案設(shè)計依據(jù)主要是國家現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，以及地方性規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。由于近年來霧霾嚴(yán)重，國家及各地區(qū)相應(yīng)出臺的政策文件、法規(guī)也作為選擇方案的重要依據(jù)。根據(jù)本工程特點，結(jié)合當(dāng)?shù)啬茉礌顩r政策，遵循規(guī)范規(guī)定的設(shè)計原則，選擇以固體電蓄熱鍋爐代替燃煤鍋爐：

3.1供熱負荷確定

本方案中民建建筑的面積為67394㎡，實際供暖面積為53915㎡，室溫保證18℃以上，熱負荷指標(biāo)設(shè)為51W/㎡，耗熱指標(biāo)設(shè)為32W/㎡，24h供暖。醫(yī)療及公共用房建筑面積為307480㎡，實際供暖面積為245984㎡，保證20℃以上，熱負荷指標(biāo)設(shè)為60W/㎡，耗熱指標(biāo)設(shè)為40W/㎡，按照50%的醫(yī)療及公共用房夜間正常運作（即24h運作），50%的其他用房高溫供暖12h，其它時間為低溫運行的運行方式進行設(shè)計。

3.2冷負荷確定

制冷機組改造。建設(shè)總制冷量為6000kW，單組制冷量為2000kW的螺桿制冷機組及其配套的3臺冷卻塔，將原來的溴化鋰機組替換。

3.3蒸汽熱負荷確定

醫(yī)院主要在醫(yī)療消毒、食堂、洗衣房等采用蒸汽，推算日均用62t飽和蒸汽，則配置2臺3t/h電直熱蒸汽鍋爐。

3.4洗浴熱負荷確定

洗浴按照日均500人洗澡進行測算，每人用80L，60℃的熱水需求熱量為2333kWh。則蓄熱功率為246kW，日最大（外界溫度-19℃的情況下）用熱水總需求熱量為27600kWh，考慮到富裕量等問題，配置總蓄熱功率為30MW的高壓熱水型固體電熱蓄能裝置。

3.5設(shè)備配置

本方案中采用沈陽蘭昊新能源科技有限公司固體電蓄熱產(chǎn)品。

4.經(jīng)濟性分析

沈陽市供暖時間從每年的11月初至次年的03月底共152天，民建供暖滿足室內(nèi)18℃，按照26元/m2收取采暖費用;公建供暖滿足室內(nèi)18℃，按照32元/m2收取采暖費用，若超出供暖天數(shù)及供暖溫度標(biāo)準(zhǔn)，則需按照相應(yīng)比例增加收取的采暖費。

通過熱負荷測算，民建建筑面積為67394㎡，日谷電最大供暖需求量為54483kWh，輔機（即風(fēng)機用電量）日平均使用負荷為50%，即為561kWh。根據(jù)東北設(shè)計院提供，沈陽地區(qū)供暖季采暖熱負荷系數(shù)為0.65。經(jīng)過測算可得每平米供暖費用為24.09元，公建建筑面積為307480㎡，日最大供暖需求量為219055kWh，輔機（即風(fēng)機）日平均使用負荷為50%，即為2139kWh。供暖天數(shù)為180天。每平米供暖費用為27.92元，總供暖費用為858.6萬元。

洗浴熱水等：要求達到55℃-60℃，經(jīng)了解醫(yī)院目前按蒸汽鍋爐10%用于熱水。按照日均62t蒸汽測算，1t蒸汽用電量為750kWh，若按照企業(yè)側(cè)優(yōu)惠電價進行測算，平均電價為0.56元/kWh，年用蒸汽量為22630t，總用水運行成本為5.43萬元，則每t蒸汽成本為420元/t，年運行成本為955萬元。制冷成本測算在10元/㎡，制冷面積為238270㎡，則制冷成本為238萬元。

綜上所述，供暖制冷年總費用為2500萬元。當(dāng)前煤價約為650元/t，按照改造前醫(yī)院年煤耗量為40000t，總花費為2600萬元。醫(yī)院在進行鍋爐改造后，每年約節(jié)約成本100萬元，同時，本改造無需消耗新的能源，不產(chǎn)生煙塵、SO2和 NOx 等污染物，不產(chǎn)生溫室氣體 CO2，從而降低溫室效應(yīng)，具有可觀的環(huán)境效益，對大氣污染防治有積極的意義。改善供熱質(zhì)量，有助于提高人民生活水平，具有良好的社會效益。

參考文獻

[1] ?GB51039—2014，綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范[S].

[2] ?朱永松，魏建軍，甘寧，等.合同能源管理在綠色醫(yī)院節(jié)能管理中的應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生資源，2012，15（3）：208 - 210.

[3] ?劉玲玲，李霄，李德英.北京醫(yī)院建筑用能狀況分析與節(jié)能診斷[C].2010全國暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會，2010.