【文章內(nèi)容簡介】 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）典型日電負荷曲線圖根據(jù)商業(yè)用電電負荷統(tǒng)計情況，該商業(yè)綜合體小時用電平均負荷在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營業(yè)，根據(jù)了解，電尖峰負荷基本出現(xiàn)在12：00~16：00和18：00~21：00，典型日電負荷曲線圖如下：典型日額定產(chǎn)量電負荷曲線（圖31） 冷、熱負荷情況、熱負荷統(tǒng)計長沙王府井黃興路一店商業(yè)綜合體冷、熱負荷情況，業(yè)主提供了電空調(diào)和熱泵用電負荷相關(guān)文件，本報告在業(yè)主提供的用電負荷資料的基礎(chǔ)上進行了完善和復核，以滿足天然氣分布式能源站項目對負荷深度要求。具體參數(shù)見2012年和2013年空調(diào)設(shè)備小時用電負荷分析數(shù)據(jù)表（表34）：2012年和2013年空調(diào)設(shè)備小時用電負荷分析數(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/小時（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)冷負荷曲線圖根據(jù)冷負荷統(tǒng)計表，該商業(yè)綜合體空調(diào)冷負荷主要在79月份。因該綜合體有大量餐飲企業(yè)和電影院，空調(diào)負荷曲線緊隨人流量波動人員的散熱負荷增加，極端負荷主要集中在中餐和晚餐時段。夏季典型日負荷曲線圖如下：夏季典型日冷負荷曲線（圖32） 冬季典型日空調(diào)熱負荷曲線圖根據(jù)熱負荷統(tǒng)計表，該商業(yè)綜合體空調(diào)熱負荷主要在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)照明負荷、建筑維護結(jié)構(gòu)負荷基本全天相對較為穩(wěn)定，補充的新風負荷隨人流量波動稍有一定波動，極端負荷主要集中在晚上營業(yè)時段。冬季典型日負荷曲線圖如下：冬季典型日熱負荷曲線（圖33） 衛(wèi)生熱水負荷情況根據(jù)調(diào)查了解，長沙王府井黃興路一店商業(yè)綜合體，但長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（長沙步行街店）、王府井商務樓等。統(tǒng)計分析，維也納酒店擁有客房190間，三興公寓和王府井商務樓常住人口約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)計參數(shù)，賓館客房按每床位每日160L衛(wèi)生熱水，住宅用戶每人80L計算，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）計算考慮，使用時間為全天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)域性能源供應的安全性，主要體現(xiàn)在以下方面：電力供應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荷供電。因此，電力可通過電力和燃氣兩種能源保障建筑能源供應。 提高系統(tǒng)綜合能源利用效率、降低運行成本。新建的分布式能源系統(tǒng)將通過采用能源梯級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，符合國家節(jié)能環(huán)保的政策要求；并力求通過合理的系統(tǒng)設(shè)計從經(jīng)濟上體現(xiàn)節(jié)能收益，建設(shè)具有節(jié)能性和經(jīng)濟性的供能系統(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)合建筑實際情況，增強可實施性系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)及運行緊密結(jié)合區(qū)域用能特點，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。與已有的區(qū)域建筑的規(guī)劃、設(shè)計方案和工程進度相結(jié)合，充分利用規(guī)劃區(qū)域的周邊資源。同時盡量臨近負荷中心，發(fā)揮分布式能源系統(tǒng)優(yōu)勢。，考慮到負荷峰值因素，能源站通過余熱利用系統(tǒng)供應冷、熱、電基本負荷，調(diào)峰通過原能源系統(tǒng)設(shè)備，滿足尖峰負荷。 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。 能源站各項用水的水源均考慮采用商業(yè)綜合體總供水管網(wǎng)。 燃氣、取水、線路、能源管道輸出等設(shè)計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)《燃氣冷熱電三聯(lián)供工程技術(shù)規(guī)程》 CJJ145－2010中要求，當能源站布置于屋面時，單臺發(fā)電及容量不應大于2MW。 天然氣分布式能源站按較高的自動化水平配置，能夠隨著外部負荷變化，自動調(diào)節(jié)運行工況。 三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電機組選型原則本項目燃料為天然氣，對環(huán)境污染少，但燃料價格相對較高。因此，提高熱效率、降低能耗顯得十分必要。本項目的燃氣發(fā)電設(shè)備應考察其技術(shù)的先進性、產(chǎn)品的成熟性和穩(wěn)定性，結(jié)合燃氣內(nèi)燃發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)分布式能源站的特點，擬定機組的選型原則如下： 應綜合考慮能源供給的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，機組調(diào)節(jié)的靈活性，技術(shù)上的先進性、經(jīng)濟上的可行性。主機的負荷調(diào)節(jié)范圍寬，適應負荷波動能力強。 由于天然氣價格較高，應盡可能選用高效率的燃氣內(nèi)燃發(fā)電機或燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)機組，以充分利用能源，降低能源供給價格。 全廠年平均能源綜合利用率大于70％。 選擇先進、成熟的標準系列產(chǎn)品，具有高的可靠性及可用率，努力提高設(shè)備的國產(chǎn)化率，降低初投資以及日后運行成本。 能滿足環(huán)境保護要求的低NOx排放和低噪音。 主機具有較佳的技術(shù)優(yōu)勢和價格優(yōu)勢。 用戶的供電可靠性要求較高時，發(fā)電機組不宜少于2臺。（并網(wǎng)運行）容量根據(jù)基本電負荷曲線確定，單臺發(fā)電機組容量應滿足低負荷運行要求。 能源站發(fā)電機組規(guī)模聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電機組設(shè)備容量，按下列要求確定：（1）發(fā)電機組（并網(wǎng)運行）容量根據(jù)基本電負荷曲線確定，單臺發(fā)電機組容量應滿足低負荷運行要求。（2）用戶的供電可靠性要求較高時，發(fā)電機組不宜少于2臺。（3）發(fā)電機組的余熱利用最大化。長沙王府井黃興路一店商業(yè)綜合體變壓器總裝機容量為15080kVA。根據(jù)實際用電量統(tǒng)計分析和電負荷曲線，該商業(yè)綜合體小時用電平均負荷在4000kWh左右，本項目發(fā)電機組總?cè)萘靠稍?500kW至4000kW。下表是該范圍內(nèi)聯(lián)供機組（內(nèi)燃機型）的余熱量。 不同規(guī)模發(fā)電機組的余熱利用量（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)平均冷負荷約為9600kW/h，空調(diào)平均熱負荷為3000kW/h，可開發(fā)利用衛(wèi)生熱水負荷約為360kW/h。結(jié)合本工程空調(diào)冷、熱負荷，總發(fā)電規(guī)模采用3000kW級別較為合適。4. 4 能源站設(shè)備配置 從實現(xiàn)冷（熱）電聯(lián)供的功能來說，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)電機組包括燃氣內(nèi)燃機發(fā)電機組和燃氣輪機發(fā)電機組兩大類；余熱利用設(shè)備主要是溴冷機和余熱鍋爐；調(diào)峰設(shè)備包括電制冷機、換熱器等。 發(fā)電設(shè)備的選擇 目前幾種較為常用的燃氣發(fā)電設(shè)備比較如下表所示。燃氣發(fā)電設(shè)備比較（表42）燃氣內(nèi)燃機燃氣輪機微燃機燃料電池容量（kW）205000100050000030250102000發(fā)電效率(%)2542213618283063綜合效率(%)7090507050706080燃料供應壓力低、中壓中、高壓中、高壓低、中壓噪音高(中)中中低NOX含量(ppm)較大小小更小燃氣輪機單機容量較大，較為成熟的設(shè)備單機容量均遠大于1000kW；燃氣微燃機單機容量較小，一般在250kW以下，其發(fā)電效率及綜合熱效率均較低，生產(chǎn)廠家也較少，相應的設(shè)備價格較高；燃料電池應用較少，相對成本更高。本項目對于系統(tǒng)的經(jīng)濟性及穩(wěn)定可靠性均有較高的要求，因此微燃機和燃料電池同樣不適用于本項目。在本項目的方案設(shè)計中將主要考慮發(fā)電效率較高且設(shè)備技術(shù)成熟的燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組。 燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組突出的優(yōu)勢是發(fā)電效率高、環(huán)境變化（海拔高度、溫度）對發(fā)電效率的影響力小、所需燃氣壓力低、單位造價低，當然也有余熱利用較為復雜、氮氧化物排放量略高的缺陷。但應用于分布能源電源方面，燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組有其它原動機所不及的優(yōu)點： （1）燃氣內(nèi)燃機生產(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)電機組的聯(lián)合應用穩(wěn)定、可靠，發(fā)電機組也已經(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)境造成動力輸出影響最小，高溫、高海拔下仍可正常運行。（3）由下圖可見，當電負荷在50%～100%范圍內(nèi)變化時，燃氣內(nèi)燃機發(fā)電效率變化趨勢平緩，具有良好的變工況特性。不同發(fā)電機隨負荷率變化曲線圖（圖41）（4）燃氣內(nèi)燃機一般只需要中低壓燃氣即可，～3bar左右，一般的城市中壓管網(wǎng)完全能滿足其要求。 （5）燃氣內(nèi)燃機的啟動速度時間快，有利于故障工況下的快速恢復。（6）與其它形式的發(fā)電機相比，燃氣內(nèi)燃機的噪音和NOx排放較差，但能滿足相關(guān)的國家標準，并且隨著稀薄燃燒等新技術(shù)的應用其環(huán)保特性不斷改善。綜上所述，發(fā)電設(shè)備選擇燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組安全、經(jīng)濟、可靠。根據(jù)冷熱電負荷分析，本項目單臺機組規(guī)模可以選擇：21500kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機，31000kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機，4750kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機。結(jié)合實際運行經(jīng)驗，以及用戶的供電可靠性要求較高，冷熱負荷存在波動性等方面考慮，發(fā)電機組不宜少于2臺，且考慮商業(yè)綜合體電力負荷波動等情況，并結(jié)合燃氣內(nèi)燃發(fā)電機低負荷工況效率降低等因素影響。設(shè)計考慮對單臺功率1500kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機與1000kW級別和750kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機進行比選：方案一：21500kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機優(yōu)點：燃氣內(nèi)燃發(fā)電機技術(shù)雖已很成熟，但在不同級別的機型上差異較大，目前國內(nèi)已投運的中小型燃氣內(nèi)燃發(fā)電機中，國際主流制造商均有該級別機型，1500kW級別設(shè)備效率高，且國內(nèi)運行維護經(jīng)驗較為豐富。在并聯(lián)余熱利用設(shè)備方面，國內(nèi)有成熟匹配的產(chǎn)品供應，國內(nèi)多采用1+1（1臺發(fā)電機組配1臺溴化鋰煙氣機）配置方式，控制及配電等輔助系統(tǒng)相對簡單，投資省。缺點：負荷適應性相對單一。方案二：31000kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機優(yōu)點：燃氣內(nèi)燃發(fā)電機技術(shù)雖已很成熟，但在不同級別的機型上差異較大，目前國內(nèi)已投運的中小型燃氣內(nèi)燃發(fā)電機中，國際主流制造商均有該級別機型，且國內(nèi)運行維護經(jīng)驗較為豐富。缺點：設(shè)備效率低于1500kW級別，如采用1+1（1臺發(fā)電機組配1臺溴化鋰煙氣機）配置方式，投資增加，能源站房面積超出原建設(shè)場地規(guī)劃。方案三：4750kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機優(yōu)點：燃氣內(nèi)燃發(fā)電機臺數(shù)多，供電可靠性提高，且負荷適應性強。技術(shù)已很成熟，但在不同級別的機型上差異較大，目前國內(nèi)已投運的中小型燃氣內(nèi)燃發(fā)電機中，1500kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機機組臺數(shù)多于750kW級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機，國際主流制造商均有該級別機型。缺點：由于臺數(shù)的增多，檢修維護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臺發(fā)電機組配1臺溴化鋰煙氣機）配置方式較少，2臺機組發(fā)電組需同時升降負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)場地規(guī)劃。綜上所訴，本項目選擇方案一2臺1500kW 級別燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組。燃氣內(nèi)燃發(fā)電機技術(shù)雖已很成熟，在國際上有很多著名制造商，如美國 GE 公 司（顏巴赫）、 美國卡特比勒公司、美國瓦克夏公司、德國 MWM 公司、芬蘭瓦錫蘭公司、美國康明斯公司等。這些廠家的產(chǎn)品質(zhì)量可靠，均有大量應用案例，但各產(chǎn)品在技術(shù)特點、使用范圍、售后服務等各方面各有特點，在使用時應全面考慮。以下是某公司1500kW級別（電壓等級10kV）燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組的技術(shù)參數(shù)：燃氣發(fā)電設(shè)備參數(shù)表（表43）