【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5550 2562 9月份10006 7596 2191 5405 2410 10月份7640 5674 1295 4379 1966 11月份7221 4551 1186 3365 2670 12月份6898 3725 1298 2428 3172 （2）典型日電負(fù)荷曲線(xiàn)圖根據(jù)商業(yè)用電電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況，該商業(yè)綜合體小時(shí)用電平均負(fù)荷在4500左右，王府井內(nèi)設(shè)電影院和餐飲企業(yè)，電影院和部分餐飲企業(yè)為24h營(yíng)業(yè)，根據(jù)了解，電尖峰負(fù)荷基本出現(xiàn)在12：00~16：00和18：00~21：00，典型日電負(fù)荷曲線(xiàn)圖如下：典型日額定產(chǎn)量電負(fù)荷曲線(xiàn)（圖31） 冷、熱負(fù)荷情況、熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)沙王府井黃興路一店商業(yè)綜合體冷、熱負(fù)荷情況，業(yè)主提供了電空調(diào)和熱泵用電負(fù)荷相關(guān)文件，本報(bào)告在業(yè)主提供的用電負(fù)荷資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和復(fù)核，以滿(mǎn)足天然氣分布式能源站項(xiàng)目對(duì)負(fù)荷深度要求。具體參數(shù)見(jiàn)2012年和2013年空調(diào)設(shè)備小時(shí)用電負(fù)荷分析數(shù)據(jù)表（表34）：2012年和2013年空調(diào)設(shè)備小時(shí)用電負(fù)荷分析數(shù)據(jù)表（表34）日期商業(yè)除空調(diào)用電量空調(diào)用電量供冷（）供熱（）2013年千瓦時(shí)/小時(shí)（商業(yè)部分按16h/d，民用部分按24h/d）（分析數(shù)據(jù)）1月份4667 1333 　4385 2月份4698 904 　2975 3月份4644 805 　2647 4月份4590 664 　2186 5月份4963 855 4709 　6月份6213 1440 7935 　7月份6989 2187 12050 　8月份7628 2457 13537 　9月份6997 2154 11866 　10月份6104 1412 7782 　11月份5309 1491 　4906 12月份4745 1592 　5239 2013年平均5629 1441 9647 3723 2012年　　　1月份3246 1229 　4042 2月份7829 1397 　4595 3月份4094 1188 　3909 4月份4922 1050 　3453 5月份5783 1277 7036 　6月份4106 896 4939 　7月份7061 2203 12141 　8月份8234 2684 14787 　9月份7596 2191 12073 　10月份5674 1295 7136 　11月份4551 1186 　3901 12月份3725 1298 　4269 2012年平均5568 1491 9685 4028 夏季典型日空調(diào)冷負(fù)荷曲線(xiàn)圖根據(jù)冷負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表，該商業(yè)綜合體空調(diào)冷負(fù)荷主要在79月份。因該綜合體有大量餐飲企業(yè)和電影院，空調(diào)負(fù)荷曲線(xiàn)緊隨人流量波動(dòng)人員的散熱負(fù)荷增加，極端負(fù)荷主要集中在中餐和晚餐時(shí)段。夏季典型日負(fù)荷曲線(xiàn)圖如下：夏季典型日冷負(fù)荷曲線(xiàn)（圖32） 冬季典型日空調(diào)熱負(fù)荷曲線(xiàn)圖根據(jù)熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表，該商業(yè)綜合體空調(diào)熱負(fù)荷主要在11月份次年1月份。因該商業(yè)綜合體屬于節(jié)能建筑，如商業(yè)照明負(fù)荷、建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷基本全天相對(duì)較為穩(wěn)定，補(bǔ)充的新風(fēng)負(fù)荷隨人流量波動(dòng)稍有一定波動(dòng)，極端負(fù)荷主要集中在晚上營(yíng)業(yè)時(shí)段。冬季典型日負(fù)荷曲線(xiàn)圖如下：冬季典型日熱負(fù)荷曲線(xiàn)（圖33） 衛(wèi)生熱水負(fù)荷情況根據(jù)調(diào)查了解，長(zhǎng)沙王府井黃興路一店商業(yè)綜合體，但長(zhǎng)沙王府井黃興路一店物業(yè)公司管轄了周邊三興公寓、維也納酒店（長(zhǎng)沙步行街店）、王府井商務(wù)樓等。統(tǒng)計(jì)分析，維也納酒店擁有客房190間，三興公寓和王府井商務(wù)樓常住人口約1300人，以上三處建筑物均具有改造集中供衛(wèi)生熱水條件。依據(jù)民用建筑供衛(wèi)生熱水設(shè)計(jì)參數(shù)，賓館客房按每床位每日160L衛(wèi)生熱水，住宅用戶(hù)每人80L計(jì)算，每天可消耗衛(wèi)生水熱約為165t（熱水溫度按60℃，折算為8700kW/d，363 kW/h）計(jì)算考慮，使用時(shí)間為全天24h。4 分布式能源系統(tǒng)工程方案 能源站方案設(shè)計(jì)原則 以保證安全供能為首要前提新建的分布式能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)供能方式相比提高了區(qū)域性能源供應(yīng)的安全性，主要體現(xiàn)在以下方面：電力供應(yīng)方面增加了一路自發(fā)電系統(tǒng)，在特殊情況下可以保證能源站及其它部分重要負(fù)荷供電。因此，電力可通過(guò)電力和燃?xì)鈨煞N能源保障建筑能源供應(yīng)。 提高系統(tǒng)綜合能源利用效率、降低運(yùn)行成本。新建的分布式能源系統(tǒng)將通過(guò)采用能源梯級(jí)利用等多種能源利用技術(shù)提高系統(tǒng)綜合能源利用效率，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的政策要求；并力求通過(guò)合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)上體現(xiàn)節(jié)能收益，建設(shè)具有節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性的供能系統(tǒng)，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的年平均能源綜合利用率大于70％。 結(jié)合建筑實(shí)際情況，增強(qiáng)可實(shí)施性系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行緊密結(jié)合區(qū)域用能特點(diǎn)，按照區(qū)域冷熱電的需求變化規(guī)律提供高品質(zhì)的供能服務(wù)。與已有的區(qū)域建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案和工程進(jìn)度相結(jié)合，充分利用規(guī)劃區(qū)域的周邊資源。同時(shí)盡量臨近負(fù)荷中心，發(fā)揮分布式能源系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。，考慮到負(fù)荷峰值因素，能源站通過(guò)余熱利用系統(tǒng)供應(yīng)冷、熱、電基本負(fù)荷，調(diào)峰通過(guò)原能源系統(tǒng)設(shè)備，滿(mǎn)足尖峰負(fù)荷。 采用電力 10kV 接入商業(yè)綜合體總變電站。，其余的用電由電網(wǎng)解決。 能源站各項(xiàng)用水的水源均考慮采用商業(yè)綜合體總供水管網(wǎng)。 燃?xì)?、取水、線(xiàn)路、能源管道輸出等設(shè)計(jì)分界面為能源站界限外1米。 能源站為屋面全露天布置，根據(jù)《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)程》 CJJ145－2010中要求，當(dāng)能源站布置于屋面時(shí)，單臺(tái)發(fā)電及容量不應(yīng)大于2MW。 天然氣分布式能源站按較高的自動(dòng)化水平配置，能夠隨著外部負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行工況。 三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組選型原則本項(xiàng)目燃料為天然氣，對(duì)環(huán)境污染少，但燃料價(jià)格相對(duì)較高。因此，提高熱效率、降低能耗顯得十分必要。本項(xiàng)目的燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備應(yīng)考察其技術(shù)的先進(jìn)性、產(chǎn)品的成熟性和穩(wěn)定性，結(jié)合燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)分布式能源站的特點(diǎn)，擬定機(jī)組的選型原則如下： 應(yīng)綜合考慮能源供給的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，機(jī)組調(diào)節(jié)的靈活性，技術(shù)上的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)上的可行性。主機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬，適應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)能力強(qiáng)。 由于天然氣價(jià)格較高，應(yīng)盡可能選用高效率的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，以充分利用能源，降低能源供給價(jià)格。 全廠(chǎng)年平均能源綜合利用率大于70％。 選擇先進(jìn)、成熟的標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，具有高的可靠性及可用率，努力提高設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率，降低初投資以及日后運(yùn)行成本。 能滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求的低NOx排放和低噪音。 主機(jī)具有較佳的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。 用戶(hù)的供電可靠性要求較高時(shí)，發(fā)電機(jī)組不宜少于2臺(tái)。（并網(wǎng)運(yùn)行）容量根據(jù)基本電負(fù)荷曲線(xiàn)確定，單臺(tái)發(fā)電機(jī)組容量應(yīng)滿(mǎn)足低負(fù)荷運(yùn)行要求。 能源站發(fā)電機(jī)組規(guī)模聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組設(shè)備容量，按下列要求確定：（1）發(fā)電機(jī)組（并網(wǎng)運(yùn)行）容量根據(jù)基本電負(fù)荷曲線(xiàn)確定，單臺(tái)發(fā)電機(jī)組容量應(yīng)滿(mǎn)足低負(fù)荷運(yùn)行要求。（2）用戶(hù)的供電可靠性要求較高時(shí)，發(fā)電機(jī)組不宜少于2臺(tái)。（3）發(fā)電機(jī)組的余熱利用最大化。長(zhǎng)沙王府井黃興路一店商業(yè)綜合體變壓器總裝機(jī)容量為15080kVA。根據(jù)實(shí)際用電量統(tǒng)計(jì)分析和電負(fù)荷曲線(xiàn)，該商業(yè)綜合體小時(shí)用電平均負(fù)荷在4000kWh左右，本項(xiàng)目發(fā)電機(jī)組總?cè)萘靠稍?500kW至4000kW。下表是該范圍內(nèi)聯(lián)供機(jī)組（內(nèi)燃機(jī)型）的余熱量。 不同規(guī)模發(fā)電機(jī)組的余熱利用量（表41）總發(fā)電容量 kW總余熱制冷 kW總余熱制熱 kW15002000 150020002700 200025003300 250030004000 300035004670 350040005350 400045006019 4500該商業(yè)綜合體空調(diào)平均冷負(fù)荷約為9600kW/h，空調(diào)平均熱負(fù)荷為3000kW/h，可開(kāi)發(fā)利用衛(wèi)生熱水負(fù)荷約為360kW/h。結(jié)合本工程空調(diào)冷、熱負(fù)荷，總發(fā)電規(guī)模采用3000kW級(jí)別較為合適。4. 4 能源站設(shè)備配置 從實(shí)現(xiàn)冷（熱）電聯(lián)供的功能來(lái)說(shuō)，聯(lián)供能源系統(tǒng)中的主要設(shè)備有發(fā)電設(shè)備、余熱利用設(shè)備及調(diào)峰設(shè)備構(gòu)成。其中，發(fā)電機(jī)組包括燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組兩大類(lèi)；余熱利用設(shè)備主要是溴冷機(jī)和余熱鍋爐；調(diào)峰設(shè)備包括電制冷機(jī)、換熱器等。 發(fā)電設(shè)備的選擇 目前幾種較為常用的燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備比較如下表所示。燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備比較（表42）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)微燃機(jī)燃料電池容量（kW）205000100050000030250102000發(fā)電效率(%)2542213618283063綜合效率(%)7090507050706080燃料供應(yīng)壓力低、中壓中、高壓中、高壓低、中壓噪音高(中)中中低NOX含量(ppm)較大小小更小燃?xì)廨啓C(jī)單機(jī)容量較大，較為成熟的設(shè)備單機(jī)容量均遠(yuǎn)大于1000kW；燃?xì)馕⑷紮C(jī)單機(jī)容量較小，一般在250kW以下，其發(fā)電效率及綜合熱效率均較低，生產(chǎn)廠(chǎng)家也較少，相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格較高；燃料電池應(yīng)用較少，相對(duì)成本更高。本項(xiàng)目對(duì)于系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定可靠性均有較高的要求，因此微燃機(jī)和燃料電池同樣不適用于本項(xiàng)目。在本項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)中將主要考慮發(fā)電效率較高且設(shè)備技術(shù)成熟的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組。 燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組突出的優(yōu)勢(shì)是發(fā)電效率高、環(huán)境變化（海拔高度、溫度）對(duì)發(fā)電效率的影響力小、所需燃?xì)鈮毫Φ?、單位造價(jià)低，當(dāng)然也有余熱利用較為復(fù)雜、氮氧化物排放量略高的缺陷。但應(yīng)用于分布能源電源方面，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組有其它原動(dòng)機(jī)所不及的優(yōu)點(diǎn)： （1）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)生產(chǎn)歷史悠久，設(shè)備技術(shù)成熟，各種配套設(shè)備及控制系統(tǒng)都已經(jīng)形成模塊化組合，與發(fā)電機(jī)組的聯(lián)合應(yīng)用穩(wěn)定、可靠，發(fā)電機(jī)組也已經(jīng)形成了從小到大的系列化產(chǎn)品，在5000kW以下的發(fā)電容量范圍內(nèi)具有較多的選擇。（2）地理環(huán)境造成動(dòng)力輸出影響最小，高溫、高海拔下仍可正常運(yùn)行。（3）由下圖可見(jiàn)，當(dāng)電負(fù)荷在50%～100%范圍內(nèi)變化時(shí)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電效率變化趨勢(shì)平緩，具有良好的變工況特性。不同發(fā)電機(jī)隨負(fù)荷率變化曲線(xiàn)圖（圖41）（4）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)一般只需要中低壓燃?xì)饧纯桑?bar左右，一般的城市中壓管網(wǎng)完全能滿(mǎn)足其要求。 （5）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)速度時(shí)間快，有利于故障工況下的快速恢復(fù)。（6）與其它形式的發(fā)電機(jī)相比，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的噪音和NOx排放較差，但能滿(mǎn)足相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且隨著稀薄燃燒等新技術(shù)的應(yīng)用其環(huán)保特性不斷改善。綜上所述，發(fā)電設(shè)備選擇燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、可靠。根據(jù)冷熱電負(fù)荷分析，本項(xiàng)目單臺(tái)機(jī)組規(guī)模可以選擇：21500kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)，31000kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)，4750kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以及用戶(hù)的供電可靠性要求較高，冷熱負(fù)荷存在波動(dòng)性等方面考慮，發(fā)電機(jī)組不宜少于2臺(tái)，且考慮商業(yè)綜合體電力負(fù)荷波動(dòng)等情況，并結(jié)合燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)低負(fù)荷工況效率降低等因素影響。設(shè)計(jì)考慮對(duì)單臺(tái)功率1500kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)與1000kW級(jí)別和750kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)進(jìn)行比選：方案一：21500kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)技術(shù)雖已很成熟，但在不同級(jí)別的機(jī)型上差異較大，目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的中小型燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)中，國(guó)際主流制造商均有該級(jí)別機(jī)型，1500kW級(jí)別設(shè)備效率高，且國(guó)內(nèi)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)較為豐富。在并聯(lián)余熱利用設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)有成熟匹配的產(chǎn)品供應(yīng)，國(guó)內(nèi)多采用1+1（1臺(tái)發(fā)電機(jī)組配1臺(tái)溴化鋰煙氣機(jī)）配置方式，控制及配電等輔助系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，投資省。缺點(diǎn)：負(fù)荷適應(yīng)性相對(duì)單一。方案二：31000kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)技術(shù)雖已很成熟，但在不同級(jí)別的機(jī)型上差異較大，目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的中小型燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)中，國(guó)際主流制造商均有該級(jí)別機(jī)型，且國(guó)內(nèi)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)較為豐富。缺點(diǎn)：設(shè)備效率低于1500kW級(jí)別，如采用1+1（1臺(tái)發(fā)電機(jī)組配1臺(tái)溴化鋰煙氣機(jī)）配置方式，投資增加，能源站房面積超出原建設(shè)場(chǎng)地規(guī)劃。方案三：4750kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)多，供電可靠性提高，且負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)。技術(shù)已很成熟，但在不同級(jí)別的機(jī)型上差異較大，目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的中小型燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)中，1500kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)多于750kW級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)，國(guó)際主流制造商均有該級(jí)別機(jī)型。缺點(diǎn)：由于臺(tái)數(shù)的增多，檢修維護(hù)工作量以及備品備件量增加。在并聯(lián)余熱利用設(shè)備方面，如采用2+1（2臺(tái)發(fā)電機(jī)組配1臺(tái)溴化鋰煙氣機(jī)）配置方式較少，2臺(tái)機(jī)組發(fā)電組需同時(shí)升降負(fù)荷才能保證排氣背壓平衡，且投資增加，能源站房面積超出原建設(shè)場(chǎng)地規(guī)劃。綜上所訴，本項(xiàng)目選擇方案一2臺(tái)1500kW 級(jí)別燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組。燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)技術(shù)雖已很成熟，在國(guó)際上有很多著名制造商，如美國(guó) GE 公 司（顏巴赫）、 美國(guó)卡特比勒公司、美國(guó)瓦克夏公司、德國(guó) MWM 公司、芬蘭瓦錫蘭公司、美國(guó)康明斯公司等。這些廠(chǎng)家的產(chǎn)品質(zhì)量可靠，均有大量應(yīng)用案例，但各產(chǎn)品在技術(shù)特點(diǎn)、使用范圍、售后服務(wù)等各方面各有特點(diǎn)，在使用時(shí)應(yīng)全面考慮。以下是某公司1500kW級(jí)別（電壓等級(jí)10kV）燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組的技術(shù)參數(shù)：燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備參數(shù)表（表43）