【天然气】项目案例：华电产业园分布式能源站

2018-02-26 分布式能源 华气能源猎头

项目概况

华电产业园位于北京市丰台区花乡四合庄中关村科技园东区，园区内主要有商业办公楼、四星级商务酒店、精品商务设施、人防地下室及附属建筑等，产业园地上建筑面积约17万平方米，地下建筑面积约8万平方米，园区规划见图1。园区具有良好的热、电、冷负荷条件，适合采用冷热电联产的分布式能源站作为能源供应方式。

1、能源站装机配置

为了节约投资，并保证能源站的主机效率最大化，根据园区的冷、热、电负荷需求及季节用能的变化规律，同时考虑机组年利用小时数，能源站主机装机按照“欠匹配”、“以冷热定电”的原则确定。根据能源站为园区提供冷、热空调和生活热水，同时提供电力供应的需求，能源站配置2台3349千瓦燃气内燃发电机组(GE颜巴赫JMS620)+2台2907千瓦烟气热水溴化锂机组(远大BHE250X)+2台3489千瓦溴化锂直燃机组(双良ZXQII-349)+2台1784千瓦螺杆式水冷机组(顿汉布什)+1套1500千瓦冷塔供冷系统+35立方米生活热水蓄热系统。最大供冷能力为16360千瓦，供热能力为11704千瓦，生活热水供应能力为3500千瓦。

同时，华电产业园分布式能源系统方案根据北京地区气候特点，在能量梯级利用、内燃发电机组和多能源互补技术的集成等方面寻求突破。工程采取光、气互补冷热电联供技术，在华电产业园屋顶布置15千瓦光伏组件，光伏与内燃机发电形成互补，在白天用电高峰时，通过光伏发电做补充调峰。采用全工况和一体化控制技术，对光、气发电进行合理运行方案控制。

2、工艺流程及布置

项目系统流程为：天然气与空气混合后进入内燃机发电机组先进行发电，内燃机产生的高温烟气及缸套水、高温中冷水进入烟气热水混合型溴化锂机组，夏季产生冷水、冬季产生热水，进行供冷或供热。当冷热负荷的需求大于内燃机所能提供的基本负荷时，启动辅助设备进行调峰。热水负荷在各分用户的分站内通过水-水换热器进行换热后提供，系统工艺流程如图2所示，主要设备布置见图3。

项目运行效果

1、系统运行模式

华电产业园分布式能源站自2014年2月初投入商业运行以来，截止2017年10月末，连续稳定运行3年8个月，系统供电安全可靠，冷热供应运行稳定，并产生了可观的经济效益。华电产业园是新一代实用型分布式能源站的成功示范，系统主要运行模式如下：

1)供热期(11月15日~第二年3月15日)

在冬季供热季，采用内燃机发电机组+烟气热水溴化锂机组+直燃机相联合的供热方式。冬季采暖由能源站提供热媒热水，供回水温度为60/50摄氏度。此外，电制冷机作为冬季网络机房的备用冷源;当室外温度低于5摄氏度时启动冷塔循环供冷系统。

2)供冷期(5月1日~9月15日)

在夏季制冷季，采用内燃机发电机组+烟气热水溴化锂机组+直燃机相联合供冷及供热水的方式。内燃机带基本制冷负荷，并由内燃机的缸套水及中冷水或烟气提供生活热水负荷的用热。夏季制冷由能源站提供符合制冷温度要求的冷水，供回水温度为7/14摄氏度。此外，电制冷机作为园区内白天冷负荷的调峰设备，并满足网络机房及酒店的夜间冷负荷需求。

3)过渡季(3月16日~4月30日、9月16日~11月14日)

在过渡季节，因存在生活热水负荷，考虑运行1台内燃机发电机组，并在额定工况下运行。此外，电制冷机满足网络机房及酒店冷负荷需求。

2、系统运行效果

华电产业园分布式能源站投入商业运行以来，系统运行稳定，投产后电力及空调冷热、生活热水供应良好。项目采用内燃机发电机组+溴化锂机组的联合供能方式，符合国家鼓励发展分布式能源的政策，能源利用效率高，电力全部就地消纳，具备孤网运行能力，满足园区的全部电力需求，极大的降低了系统网损，提高了地区供电的可靠性。分布式能源站综合能源利用率81.13%，节能率22.96%;满足了园区总建筑面积25万平方米的供能需求，其中，供冷的总建筑面积为19.24万平方米，供热的总建筑面积为18.02万平方米。

华电产业园分布式能源站是第一个在国内实现了地产开发和能源配套自给，实现了楼宇型项目电力“发-输-配-售”一体化平台，荣获“2014年度中国分布式能源优秀项目奖”。并依托国家“十二五”科技支撑研究课题，第一个在国内进行了太阳能光伏与燃气分布式的集成应用，为多能源互补进行了示范。

项目特点

华电产业园分布式能源站是典型的楼宇式分布式能源项目，该项目实现了能源梯级利用，是一个先进的、节能的示范工程，具有很好社会经济效益和环境效益，项目的技术特点总结如下：

1、能源综合利用效率高。内燃机发电余热首先经烟气热水溴化锂机组利用，夏季供冷、冬季供热，烟气热水溴化锂机组出口烟气经烟气热水板换热从而进一步利用，全年能源综合利用率81.13%，高于国家要求的70%。
2、采用了蓄能单元和冷塔供冷技术。生活热水设置蓄热水箱，提高能源站适应热水负荷波动性的能力，并使烟气余热充分得到利用;网络机房冬季供冷采用开式冷塔间接供冷系统，电制冷机仅作为供冷备用设备，节能效果十分显著。间接供冷系统采用能源站的电制冷机冷却塔，提高了能源站设备的利用率。
3、能源站发电采用“余电上网”方式。分布式能源发电与光伏发电互补，电力优先在产业园内就地消纳，优先满足园区的电力需求，行成了以天然气为核心的微电网系统，是真正意义的分布式能源。
4、机房采用了有效的降噪措施。内燃机加降噪罩壳、进排风口设置消音装置、隔声门采用法国进口设备、能源站内屋顶和墙壁粘贴多空吸音板。能源站的降噪效果显著，可成为类似项目的成功示范。
5、能源站布置极为紧凑。能源站采用地下布置，占地1415平方米，建筑面积1729平方米，占地指标0.21平方米/千瓦，比同类项目占地节省30%~50%。
6、节能环保。能源站每年一次能源节约量为2103吨(折合标煤)，每年CO2减排量8308吨，随着产业园入住率的提高，预计2020年，每年可节约一次能源2733吨(折合标煤)，每年CO2减排量达10800吨，具有显著的环境效益。

结语

华电产业园分布式能源站通过冷、热、电三联供等方式实现能源的梯级利用，符合国家发展高效供能系统的要求，是未来能源发展的主力方向之一;本能源站展现现代工业园区的绿色环保理念，集高效性、经济性、可靠性和安全性于一体，而且分布式能源符合城市清洁低碳的战略发展目标。“十三五”时期是全面落实首都城市战略定位、深入实施京津冀协同发展战略、加快建设国际一流、和谐宜居之都的关键时期，首都能源发展进入了一个新阶段，而分布式能源系统为首都能源发展提供了科学的选择。

来源:分布式能源

编辑：华气能源猎头（微号：energyhunt）

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