编者按:合同节水管理是贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路的有力举措。“十三五”期间,各地积极推动合同节水管理工作,在公共机构、高耗水工业、供水管网漏损控制等领域实施了一批合同节水管理项目。我们在全国已实施的合同节水项目中遴选典型案例奉献给广大读者,为各地推广合同节水管理工作提供经验借鉴,调动更多的社会力量参与节水事业,大力促进节水服务产业发展。
积极引入社会力量 有效推动校园节水改造
——常州工学院合同节水项目案例
常州工学院于2019年6月通过公开招标,与中标单位常州常工电子科技股份有限公司(以下简称“常工电子”)签订合同,对常州工学院巫山路校区采用合同节水的方式进行节水改造。
一、项目背景
常州工学院集教学、科研和生活于一体,是水资源消耗大户。在节水工作方面学校没有采用切实可行的技术措施进行综合性节水节能的设计和实践,有节水改造的设想但苦于技术力量薄弱和资金紧张一直未能付诸实施。
1. 学校近三年用水情况
学校共有1个市政取水点,配备1个计量水表,供水管道口径为150,供水管道分支很少有计量水表,各教学楼栋、学生宿舍均有计量水表和阀门。学校现有供水主管网约为1.5km,支管为2km,管径50~100,以铸铁管为主。常州工学院巫山路校区近三年用水总体情况见表1。
2. 学校供水管网情况
学校内主供水管道已投入使用多年,经过多次改造,图纸档案缺乏、技术资料不全,给管线勘察、查漏修漏工作带来很大不便。
3. 终端用水器具设施情况
学校终端用水设施节水器具的报修渠道不够丰富,以及节约宣传不够重视。学校水龙头、缓冲阀等各种终端用水器具每天频繁正常使用,也带来了损坏,更换频率增高,产生“跑、冒、滴、漏”,带来了用水浪费,增加了维护修理费用。
二、商业模式
该项目创新点在于该模式是节水效益保障型、节水效益分享型及节水托管组合的复合模式,同时也是一种节水线全流程化、多技术融合的综合性节水模式。该模式目前在我国合同节水项目中属于独创的节水模式,全方位保障了学校节水率和节水效益。
1. 确定合同节水基数
该项目于2019年6月进行公开招标,当月签订合同,确定由中标方常工电子投资,为常州工学院巫山路校区进行节水改造。
项目由乙方常工电子投资价值115万元的设备进行节水改造,按照约定数26.5万t/年用水量作为对比基数,乙方将学校用水量控制在基数以下,超出该基数部分由乙方支付,低于26.5万t部分节水收益由甲方按比例支付给乙方。甲乙双方分享比例按照第一到三年甲方不分享节水效益,第四到十年甲方分享节水效益的6%。本项目合同期限为10年,合同期满,常工电子享有节水节能系统的工程和水务(委托)管理优先续约权。
经甲乙双方约定,取2016—2018三年平均值,对比基数(26.5万t/a用水量),即为巫山路校区2016—2018年用水量平均值,见表2。
2. 定制技术实施方案
(1)建设供水管网渗漏监测平台,实现智能化物联网探漏。引进了全国先进的物联网探漏技术,采用智能化无线探漏技术。“慧探漏”供水管网渗漏监测系统,通过在管道上安装智能漏水探测传感器,对供水管道进行在线监测(图1)。漏水探测传感器实时或定时将采集到的供水管道漏水振动信号,通过无线通讯方式发送到数据传输设备,并存储到应用服务器。系统利用漏水探测传感器和大数据分析技术,实时分析地下供水管网渗漏情况,及时发现漏点并进行排除。
图1 现场施工图
1)供水管网渗漏监测平台系统架构(图2)。
2)产品技术指标。基于智能传感器网络的供水管网渗漏监测系统(图3-图5)主要技术指标如下:①系统支持供水管网实时在线监测和漏点定位;②探测范围0~300m(铸铁管)、0~100m(PE管);③漏点精确度在1%以内,漏点定位范围1~2m;④支持不少于10万只传感单元,最小采集周期不大于1h;⑤传感器工作温度:-20~80℃;⑥通讯方式:GPRS无线为主,433、LoRa等。
图2 供水管网渗漏监测平台系统架构
3)产品主要功能。
a.即时报警。利用三重检测技术,采用多特征融合算法,适用于多材质管道(金属及非金属管材),实现远程信号采集任务,即时对管道泄露予以报警及记录。
图3 水管网漏测系统之一
b.精确定位。通过时钟补偿方法,硬件辅助时间戳系统构建,将精确范围缩短至1%以内。
图4 水管网漏测系统之二
c.数据分析。通过对存储数据的分析,建立有效预警机制,可监控管道使用寿命及损坏情况并进行数据分析,方便提前更换。
图5 水管网漏测系统之三
d.移动应用。出现预警信息可通过手机端告知客户,同时与地图相连,能准确定位漏点信息,方便维修(图6)。
图6 手机端直接定位漏点信息
(2)建设能耗监测管理平台和用水子系统(图7)。以能耗监测系统为技术支撑实现校园能耗的精细化管理。通过安装远程计量表实现教学办公区用水计量到楼栋,学生公寓区用水用电计量到房间。系统可实时采集能耗数据、分类分项统计分析,并根据分析结果及时采取措施提升节能效益。
图7 用水子系统
(3)更换终端节水器具。通过将台盆、淋浴器、卫生间冲水箱等改造成新式水龙头、控制阀等实现节水目标(图8)。节水型用水器具普及率达100%。每日主动无死角巡查检修,提前发现问题,保障正常供水用水,用水器具正常运行率大于98%。
图8 更换终端节水器具
(4)宿舍采用智能水电收费管理系统,实行定额管理
在学生宿舍公寓加装热水智能管理系统,使得学生对热水进行有偿使用,在运行过程中实现预付费管理,定额管理,从而减少学生洗浴用水的浪费。
3. 明确项目运维实施方案
常工电子成立节水管理办公室,并针对本项目派驻专职管理团队,提供24 h的技术和运维服务,及时对地下供水管网巡检和维修,发现“跑、冒、滴、漏”现象及时协调修复。管理团队由2名人员组成,5~8名运营维修人员负责日常巡检、维修等工作。
4. 细化项目管理实施方案
向学校师生介绍我国水资源利用形势及节约潜力方面的宣传资料,介绍我国的水资源利用形势及节约潜力,使广大学生了解节约水资源的重要性和紧迫性,形成“节约用水、从我做起”的观念,自觉养成节约用水的良好习惯。
三、主要成效
自6月份开始实施本项目,7月正式施工,截止到2019年12月,常工院巫山路校区用水量下降40%左右(图9)。改造前,学校夜间漏水量约20t/h。乙方采用物联网查漏方式共计发现供水管网存在13处漏点,目前已对12处进行了修复,还有一处因教学原因暂未修复。通过改造,学校漏水数据下降至5t/h。预计项目全年可累计节约用水量达10万t,节省水费达39万元。
该项目的建设,是江苏省首家高校合同节水项目,模式新颖,产品创新,是我国首家采用物联网探漏的合同节水项目,在高校节水项目中起到带头示范作用,产生的社会效益不可估量。
(1)管理智慧化。管理更安全科学,人工智能管控,平台数据一目了然。
(2)探漏智能化。精准的物联网可视化探漏技术,管网漏损数据实时监测,漏点误差控制在1%以内,精准率达99%(截至2020年3月,共计查出探漏点13个)
(3)节水高效化。节水率达42%以上,平均节水率达25%以上(截至2020年3月)。
(4)运维专业化。专业的运维团队,24h驻点服务(终端节水器具100%覆盖)。
图9 节水成效一览表