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新項目 ▎零碳智能工廠的設計策略
時間：2024-12-22 11:11:09 作者：GBWindows 來源：原創(chuàng)文章 閱讀：822內容摘要： 深圳九星印刷包裝集團有限公司是華潤下屬的重要印刷包裝企業(yè)，同時也是國內醫(yī)藥包裝領域頭部企業(yè)，為解決基地發(fā)展空間受限、提升產能，達成轉型重塑目標，根據(jù)華潤三九戰(zhàn)略布局，配套華潤內部客戶產能的轉移與擴大，計劃在湖南省郴州經濟開發(fā)區(qū)建設九星印刷最大、技術能力最強的生產基地，通過智能規(guī)......深圳九星印刷包裝集團有限公司是華潤下屬的重要印刷包裝企業(yè)，同時也是國內醫(yī)藥包裝領域頭部企業(yè)，為解決基地發(fā)展空間受限、提升產能，達成轉型重塑目標，根據(jù)華潤三九戰(zhàn)略布局，配套華潤內部客戶產能的轉移與擴大，計劃在湖南省郴州經濟開發(fā)區(qū)建設九星印刷最大、技術能力最強的生產基地，通過智能規(guī)劃建設，使其集規(guī)模生產能力和低成本生產能力于一身，把新基地建設成為行業(yè)內印刷包裝業(yè)智能工廠典范。
工程概況
九星印刷郴州基地位于湖南省郴州經濟開發(fā)區(qū)，西側為郴州經濟開發(fā)區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園，北側為已建成的華潤三九華南制造中心，東側為山地。南臨高科路，西鄰新園路。項目由1棟生產車間、1棟綜合倉庫（改造）、1棟食堂、1棟化學品庫房及固廢庫房、1棟能源機房、1棟接待室、1棟門衛(wèi)共7棟建筑單體組成。總建筑面積為42258.72m2，其中計容面41644.05m2。空調能源機房位于基地東北角，能源機房供能面積29879.11m2，蓄冷池位于能源站的負一層，與消防水池合用；廠房和倉庫鋼結構屋頂采用BIPV光伏形式；電化學儲能布置在食堂和固廢堆場之間的室外空地。
根據(jù)項目建設地點、建設條件、區(qū)位優(yōu)勢和國家相關政策，針對工業(yè)廠房工業(yè)設備多，用電負荷大、且建筑層高相對較低和占地面積大，建筑屋頂設置光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的模式，自用部分主要供給空調主機設備和印刷設備。 
利用峰谷電價差，設置電化學儲能裝置，減小園區(qū)用電費用，提高經濟效益。根據(jù)廠房內部設備散熱大的特點，空調末端方案采用溫濕度獨立控制系統(tǒng)，空調冷熱源系統(tǒng)建設為高效空調機房，綜合系統(tǒng)能效比大于高效機房建設標準要求，并設置與消防水池合用的水蓄冷系統(tǒng)，減小空調系統(tǒng)運行費用。室外地面停車采用光伏發(fā)電充電樁系統(tǒng)，整個項目建設新型電力系統(tǒng)智慧調節(jié)平臺。
通過建設光伏發(fā)電系統(tǒng)、電化學儲能、末端空調溫濕度獨立控制系統(tǒng)、空調高效制冷機房和水蓄冷空調系統(tǒng)等方案，減小工業(yè)廠房用能費用，通過售電、空調冷熱來獲得經濟效益，并通過初投資估算、經濟測算和財務評價，核定售能單價，確定華潤電力和九星印刷的合作模式.
設計亮點
01 高效制冷機房
相關數(shù)據(jù)顯示，國內67個不同城市以水冷離心或螺桿機為冷源的制冷機房實際全年運行能效結果，制冷機房系統(tǒng)綜合能效比普遍低于4.0，大部分機房綜合能效在3.0～4.0之間。
本項目由于印刷廠設備多，功率大，導致室內空調顯熱負荷占比大，室內潛熱負荷相對來說非常小，通過冷負荷構成分析，空調末端方案擬采用溫濕度獨立控制系統(tǒng)，即空調室內顯熱負荷采用高溫冷源（15~17℃）進行處理，新風冷負荷+室內潛熱負荷采用常規(guī)空調冷凍水（5~7℃）進行處理，高溫冷源采用磁懸浮離心機組，運行工況機組性能系數(shù)COP達到8.0，綜合部分負荷能效NPLV達到19.9，遠遠大于常規(guī)冷水機組的能效，從而使得高溫冷源機組能效得到大幅度提高，避免熱濕聯(lián)合處理導致的能量利用品位上的浪費。從而使得空調系統(tǒng)綜合能效比遠超預設目標（系統(tǒng)COP不低于5.0）。 
高效機房的實施步驟主要包括7個方面：建筑空調負荷動態(tài)全年模擬分析、系統(tǒng)優(yōu)化及設備選型、系統(tǒng)能效模擬、精準智能控制、工程實施優(yōu)化、調試與跟蹤、智能監(jiān)測診斷，要達到目標值，7個環(huán)節(jié)的把控缺一不可。
02 水蓄冷空調系統(tǒng)
項目充分利用湖南省峰谷電價差政策設置蓄冷系統(tǒng)，制冷機組在夜間電力低谷時段運行，儲存冷量，白天用電高峰時段，用儲存的冷量來供應全部或部分空調負荷，少開或不開制冷機。能減小空調機組的裝機容量，減少設備初投資，還能減小企業(yè)年運行費用，同時對城市電網(wǎng)具有明顯的 “移峰填谷”的作用，社會效益顯著。 
03 光伏發(fā)電系統(tǒng)
項目所在地湖南郴州多年太陽輻照量為4203.4MJ/m2，等級屬于C類“豐富”，穩(wěn)定度RW值為0.3，太陽能資源穩(wěn)定度等級屬于C類“一般”。太陽能資源具有較好的開發(fā)前景。本項目利用廠房、綜合倉庫等建筑屋頂設置屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，廠房和倉庫鋼結構屋頂采用長壽命的建筑光伏一體化系統(tǒng)（BIPV）設計，其他混凝土結構屋頂采用傾角安裝，同時結合地面充電樁建設BIPV車棚，創(chuàng)新采用大尺寸雙面高效組件應用，光伏發(fā)電系統(tǒng)總功率4.15MW，年發(fā)電量約為365.7萬kWh。本項目擬采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的模式，經計算分析，自用比例按95%考慮，上網(wǎng)比例按5%考慮，本項目綜合自用電價約0.77元/kWh。 
04 光伏發(fā)電充電樁系統(tǒng)
本項目地面機動車停車位總計132個，按照湖南省的有關規(guī)定，本項目充電樁設計按照不低于30%的比例設置，機動車充電樁采用快慢結合方式，根據(jù)廠區(qū)工藝布置，在生活區(qū)設置43個7kVA交流充電樁，采用有序充電方式，主要服務職工及客戶小車充電，在北面貨車停放區(qū)域設置4個60kW直流充電樁，采用“VtG”車網(wǎng)互動方式服務廠區(qū)貨車。同時為了滿足車間大量VGA機器人的充電需求，在主廠房及綜合倉庫分散設置3個VGA機器人專用充電區(qū)。 
05 電化學儲能
本項目主工藝采用兩班制連續(xù)24小時生產，且項目工商業(yè)峰谷價差較大，具有良好的發(fā)展工商業(yè)儲能的條件，但是印刷業(yè)對于消防的要求極高，經綜合分析比較擬在食堂和固廢堆場之間的安全區(qū)域內設置1MW/2MWh集中式電化學儲能，采用集裝箱式，實現(xiàn)對廠區(qū)兩充兩放，支撐廠區(qū)新型電力系統(tǒng)調節(jié)。 
06 合同能源管理 合同能源管理公司——華潤電力公司利用九星印刷郴州基地，計劃打造成一個零碳園區(qū)。華潤電力與華潤九星印刷簽署合作協(xié)議，華潤九星印刷委托華潤電力將能源費用進行管理，綜合能源利用設施由華潤電力進行建設、擁有和運營，計劃打造成華潤電力在建筑節(jié)能的新型示范基地。
能源管理合同在實施節(jié)能項目的企業(yè)（用戶）與專門的節(jié)能服務公司（EMC公司）之間簽訂，它有助于推動節(jié)能項目的實施。EMC公司與愿意進行節(jié)能改造的客戶簽訂節(jié)能服務合同，向客戶提供能源審計、可行性研究、項目設計、項目融資、設備和材料采購、工程施工、人員培訓、節(jié)能量檢測、改造系統(tǒng)的運行、維護和管理等服務。在合同期節(jié)能服務公司與客戶企業(yè)分享節(jié)能效益，并由此得到應回收的投資和合理的利潤。
社會效益
隨著能源轉型和電力體制改革的加速，能源、電力和用戶之間的聯(lián)系日益緊密。我國能源消費結構和用能成本效率問題顯著，綜合能源服務的重要性日益凸顯。它能提高能效、降低企業(yè)成本，推動能源供給側改革，增強國際競爭力，滿足人民需求，促進高質量發(fā)展。綜合能源服務促進清潔能源發(fā)展，解決電網(wǎng)調峰能力不足問題，推動能源互聯(lián)網(wǎng)與相關技術融合，打破行業(yè)界限，提高清潔能源比例，實現(xiàn)清潔低碳能源生態(tài)圈。此外，它還能提升社會能效水平，開拓增值服務，抑制不合理消費，降低設備能耗，調整用能結構，推動行業(yè)轉型，優(yōu)化城市規(guī)劃。
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