天然气分布式能源解决方案工作范文.docx
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天然气分布式能源解决方案工作范文
天然气分布式能源解决方案
篇一：
XX超算中心天然气分布式能源站项目可行性研究工艺方案
XX超算中心天然气分布式能源站项目可行性研究工艺方案
1.设计原则
本项目在考虑能源站建设项目时除了遵照国家及有关部委制订的标准、规范进行项目实施以外，还将遵循以下主要原则：
（1）以保证安全供能为首要前提
新建的分布式能源系统提高了超算中心能源供应的安全性，主要体现在以下方面：
空调冷冻水供应方面改变单一用电的供能方式，变为天然气发电余热、电制冷等多种方式相结合；电力供应方面增加了一路自发电系统，在特殊情况下可以保证能源站及超算中心重要负荷供电。
因此无论空调和电力均可通过电力和燃气两种能源保障超算能源供应。
（2）提高系统综合能源利用效率、降低运行成本
新建的分布式能源系统将通过多种能源利用技术提高系统综合能源利用效率，符合国家节能环保的政策要求；并力求通过合理的系统设计从经济上体现节能收益，建设具有节能性和经济性的供能系统。
（3）结合超算中心实际情况，增强可实施性
系统设计、建设及运行紧密结合建筑用能特点，按照超算中心冷需求变化规律提供高品质的供能服务。
与已有的大学城供冷站相结合，充分利用现有资源，发挥最大效益。
同时能源站应尽量邻近负荷中心，发挥分布式能源系统优势。
2.应用技术分析——三联供系统
燃气冷热电三联供系统对天然气资源“温度对口、梯级利用”的技术原理如图6-2所示。
首先洁净的天然气在燃气发电设备内燃烧产生高温高压的气体用于发电做功，产出高品位的电能，发电做功后的中温段气体通过余热回收装置回收利用，用来制冷、供暖，其后低温段的烟气可以通过再次换热供生活热水后排放。
通过对能源的梯级利用，充分利用了一次能源，提高了系统综合能源利用率。
三联供技术一方面可以节能高效的解决建筑的供热、制冷问题，另一方面可以提高项目冷、热、电供应的安全性。
超算中心全年有稳定的冷负荷及电负荷，非常适合采用以天然气为燃料的燃气冷热电三联供系统，发挥其在高效、节能环保方面的优势。
3.机型选择及机组配置原则
燃气发电机组选择
目前用于燃气冷、热、电三联供系统的发电机组主要有小型燃气轮发电机组及燃气内燃发电机组。
燃气轮发电机组多应用于几十万平米以上的区域供能项目，燃气内燃发电机组可应用于几万至几十万平米的楼宇或区域供能项目。
本项目能源站需要满足超算中心全年部分供冷供电需求，就其建设规模来讲，采用燃气轮发电机组和燃气内燃发电机组均可。
燃气轮机发电机组特点
燃气轮机发电机具有体积小、运行成本低和寿命周期较长（大修周期在6万小时左右）、出口烟气温度较高、氮氧化物排放率低等优点。
燃气轮机发电机组发电电压等级高、功率大，供电半径大、适用于用电负荷较大的场所。
发电机输出功率受环境温度影响较大。
燃气轮机发电机组余热利用系统简单、高效。
燃气轮机发电机组启动时间较燃气内燃发电机组长。
燃气轮机发电机组一般需要次高压或高压燃气。
燃气轮机发电机组在正常情况下，利用市电作为机组的启动电源。
在停电启动时需要配备一台小容量的启动用发电机。
小型燃气轮机目前国外产品较为先进，如美国索拉公司、日本川崎公司、俄罗斯动力进出口公司、瑞士透平公司等多家公司，其产品质量可靠，技术先进，是目前燃气轮机设备中的佼佼者，应优先选用。
各厂家产品在技术性能方面各有千秋，其技术特点使用范围也不同，应根据项目具体情况选用。
燃气内燃发电机组特点
燃气内燃发电机组突出的优势是发电效率高、环境变化（海拔高度、温度）对发电效率的影响力小、所需燃气压力低、单位造价低，当然也有余热利用较为复杂、氮氧化物排放量略高的缺陷。
但燃气内燃发电机组应用在发电产业上，有其它原动机所不及的优点：
单机能源转换效率高，发电效率最高可达46%，能源消耗率低。
地理环境造成动力输出影响最小，高温、高海拔下可正常运行。
发电负载波动适应性强。
操作运转技术简单易掌握。
可直接利用低压天然气进入燃气内燃发电机组燃烧。
目前国外较多的分布式能源选择燃气内燃发电机组发电效率高、发电出力衰减受特殊恶劣地理环境影响最小的优势，在20～100MW热电联厂电厂或调峰电厂，以及楼宇式1～5MW冷热电三联供系统中都普遍安装燃气内燃发电机组。
燃气内燃发电机技术已很成熟，有很多著名制造商。
如美国康明斯公司、美国卡特比勒公司（CAT及MWM）、美国瓦克夏公司、德国MTU公司、芬兰瓦锡兰公司、GE颜巴赫等。
这些厂家的产品质量可靠，技术先进，是目前燃气内燃发电设备中普遍选用的产品。
但各产品在技术性能和技术特点使用范围方面存在差异，应在使用时详细对比选择。
发电机组的确定
在XX超算中心电负荷、冷负荷的实际负荷需求条件下，其三联供系统发电机组可以考虑使用燃气轮机和燃气内燃机。
针对本项目，燃气轮机也存在如下缺点：
（1）燃气轮机发电效率低
小型燃气轮发电机组的发电效率较低，通常为30%左右，而燃气内燃发电机组发电效率可达到40%以上，在本项目的燃气价格和市电价格情况下，当优先选用发电效率高的设备，才可以更好的保障项目的经济性。
（2）燃气轮机热电比高
热电比高是燃气轮机与燃气内燃机相比一个较大的特点，因此更适用于实际冷、热使用负荷明显高于电负荷的项目。
对于本项目来说，热电比大约为1:
1（电负荷考虑一定备用系数），按照余热尽量利用的原则会限制燃气轮机的选型，项目更适合选用燃气内燃机。
（3）燃气轮发电机组进气压力高
燃气轮机所要求的燃气进气压力高，通常燃气管道压力不能满足其要求，需要设置燃气压缩机，提升燃气压力。
综上所述，考虑到本项目能源站最终确定为地下建筑物，同时结合项目燃气供应情况、能源站供冷、供电负荷特点以及考虑减少项目建设投资、三联供系统经济性更好等各方面因素，本项目三联供能源站选择燃气内燃发电机组。
根据负荷分析及大学城第二、第三制冷站的供应容量，经优化分析计算，本项目初步考虑采用总装机规模在17MW左右的发电机组。
根据项目可调节性、分布实施可能性及市场机组供应情况，初步选定4300kW左右燃气内燃机。
在这个容量等级下较为成熟且应用案例较多的机组有：
MWM曼海姆TCG2032V16、GE颜巴赫JMS624、瓦锡兰9L34SG燃气发电机，这三台机组的基本参数参见表6-1。
燃气内燃发电机组重达77吨，机组净高也达到了米，设备对基础和厂房净高要求较高。
此外，9L34SG型机组需求燃气进口压力较高，若布置在地下，则不能满足相关燃气系统设计规范。
所以，本项目主要考虑TCG2032V16和JMS624机组。
这两个机组在排烟温度、机组长度、机组价格方面TCG2032V16机组较有优势，在机组重量、机组高度、发电功率、发电效率方面JMS624机组较有优势。
燃气内燃发电机组的选择还需要结合项目冷负荷、电负荷情况选择。
发电机组的年运行费用及生命周期内总运行费用也需要进行合理分析测算。
最终综合考虑系统投资、运行费用、能源效率等各方面因素以选择合理的机组。
TCG2032V16机组排烟温度高，能源综合利用效率高，本可研初步以其作为目标机组。
4.余热利用设备
三联供能源站余热利用工艺需综合考虑发电机组的种类、热效率、余热品质等参数后确定。
常见的系统工艺流程有发电机与直燃机的直接连接和经过余热锅炉的间接连接两种方式。
间接连接的系统工艺明显较直接连接复杂。
这种工艺出现较早，余热蒸汽/热水锅炉、蒸汽/热水直燃机等设备制造技术成熟，在国内外有大量成熟案例。
尤其适用于有一定蒸汽和热水需求的场合，可以通过调节从余热锅炉出来的进入直燃机的蒸汽/热水量，方便的调节负荷分配。
直接连接的工艺系统可选用的余热设备主要有烟气型或烟气热水型余热吸收式空调机组，设备制造技术在近年来发展逐渐成熟，使得余热利用工艺和设备得以简化。
直接连接工艺虽然在蒸汽和热水供应方面没有传统间接连接方式灵活，但是也具有工艺简单、占地少的突出优势，而且由于减少了换热环节，采用直接连接系统的热效率更高。
以发电功率1000kW的燃气内燃发电机组相关参数为例计算发电机组直接对接烟气热水型余热机组和间接连接热水型余热吸收式空调机组两种余热工艺如下表所示。
表
注：
上表中供冷收益按照等值供冷量下所节省的燃气费用（气价元/Nm3）
由上述计算可以看到，虽然采用烟气热水型机组的初投资远高于热水型机组，但是由于供冷效率的提高其每年增加的供冷收益也较为可观，增量投资回收期在3年左右。
因此本报告将优先考虑发电机组与烟气热水型吸收式空调机组直接对接的方案，以确保达到较高的余热利用率。
国内燃气三联供系统的余热设备较为成熟，并有大量案例，如北京燃气大楼三联供系统采用的是远大余热直燃机，而北京火车南站和蟹岛采用的是双良余热直燃机，另有部分国外设备得到应用，如印度Thermax、中日合资的同方川崎、烟台荏原等。
一般发动机排气温度在400℃~500℃，经吸收式空调机组余热利用后可将温度降至150℃左右，此后还可以设置烟气换热器进一步回收烟气中的热能制取热水，然后与缸套水一并送入余热机低发，最终排烟温度可降至110℃左右。
当烟气中的热能不能被完全利用时，可经过烟气三通阀直接进入烟道。
一般内燃机缸套水温度在80℃至120℃之间，可用于供热水。
润滑油和中冷器冷却水水温较低、热量较少，一般不加以利用。
为保持发动机适当的温度，这部分热量在不能完全利用时，必须通过水冷形式排出。
5.备用设备的选择
考虑到超算中心供冷安全性要求较高，不能够间断供冷。
当三联供系统出现突发故障的时候需要应急冷源迅速补充供应。
由于大学城第二、第三冷冻站距离超算中心
及本能源站均较远，当能源站一台余热机出现故障停机后，不能够确保及时通知第
二、第三制冷站，并迅速得到响应，补充不足供冷量。
在这种情况下，分布式能源站需要设置一定容量备用制冷设备，而且备用制冷设备需要在尽可能短的时间内达到额定制冷量。
考虑到项目燃气价格较高，燃气制冷成本较高，且溴化锂机组启动周期较长，因此不考虑直燃溴化锂制冷机组。
电制冷机组技术成熟，设备价格合理，因此确定采用电制冷作为备用应急制冷设备。
篇二：
分布式能源方案
目录
一、总论..................................................................3
二、项目编制技术原则......................................................4三、项目编制依据.........................................................5
四、余热利用机组参数......................................................6
五、运行方案及费用........................................................7
六、设备初投资比较........................................................8
七、投资回报期比较........................................................9
八、相关业绩.............................................................10
一、总论分布式能源（distributedenergysources）是指分布在用户端的能源综合利用系统。
一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷（植）联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标。
天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在75%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。
建筑冷热电联产，是解决建筑冷、热、电等全部能源需要并安装在用户现场的能源中心，是利用发电废热制冷制热的梯级能源利用技术，能源利用效率能够提高到80％以上，是当今世界高能效、高可靠、低排放的先进的能源技术手段，被各国政府、设计师、投资商所采纳。
冷热电联产系统是发电机与余热吸收式冷温水机组的有机整合，形成无接缝的冷、热、电联产。
其特征是余热吸收式冷温水机组直接回收发电机烟气（或缸套冷却水）热量，不通过中间二次换热，实现夏季制冷、冬季采暖和提供卫生热水，大幅降低了燃料消耗量。
节省运行费用，冷热电联产系统采用一体化设计，没有二次换热及复杂的水处理系统，方便了机房管理，减少了城市珍贵的占地，节省了客户运行费用。
冷热电联产系统控制上采用“余热利用优先”的原则，余热不足时可以补燃，为用户提供了多样化的能源选择，确保系统经济性。
二、项目编制技术原则
本报告的编制，从总体上体现了以下几个技术原则：
1、认真总结国内外分布式能源的先进技术和工艺，做到技术先进可靠、方案优化合理。
保证长周期稳定、高效益运行。
2、企业运营遵守环境保护法，以实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。
3、充分利用各种余热资源和设施以节省投资及运行费用，提高经济效益。
具体来讲，本报告主要贯彻原则如下：
（1）技术先进
（2）经济合理
（3）节约能量
（4）节约资金
（5）余热利用
（6）环境保护
（7）运行稳定
（8）安全可靠
三、项目编制依据
本系统方案的编制主要遵循以下相关国家标准、规范及设计手册，并满足与该项目有关的各项设计参数。
（1）《制冷设备安装、施工及验收规范》
（2）《建筑设备专业设计技术资料》
（3）《通风及空调工程安装、施工及验收规范》
（4）《设备及管道绝热工程设计规范》
（5）《实用供热空调设计手册》
（6）《通风与空调工程施工质量验收规范》
（7）《给水排水设计规范》
（8）国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》
（9）《空气调节设计手册》（中国建筑工业出版社）
（10）甲方提供的技术资料及相关要求。
篇三：
天然气分布式能源示范项目实施细则
天然气分布式能源示范项目实施细则
第一章总则
第一条为提高能源利用效率，促进能源结构调整和节能减排，积极推动天然气分布式能源有序发展，科学、规范指导示范项目的建设、运营和管理，按照示范先行、总结推广思路制定本细则。
第二条天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷、热、电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是实现天然气高效利用和结构优化的重要途径。
第三条国家发展改革委、国家能源局会同住房城乡建设部指导全国天然气分布式能源示范项目相关工作。
主要职责为：
（一）指导各省（自治区、直辖市）编制本辖区内天然气分布式能源规划，并根据规划确立各省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目规模；
（二）指导各省评选申报工作，对评选申报中出现重大问题的地区提出整改意见；
（三）会同有关部门制定天然气分布式能源示范项目鼓励政策及规范标准，协调相关政策落实中的重大问题；
（四）组织天然气分布式能源示范项目监督检查；
（五）推进“天然气分布式能源示范项目在线监测系统”建设。
第四条省（自治区、直辖市）发展改革委、能源局会同有关部门负责本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目相关工作。
主要职责为：
（一）编制并上报本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源发展规划；
（二）负责本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目的审核、评选、申报、管理及监督工作；
（三）依据本细则制定本省（自治区、直辖市）示范项目评选办法；
（四）按照国务院简政放权精神，优化天然气分布式能源项目审核程序；
（五）制定本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目鼓励政策。
第二章示范项目申报条件
第五条申报天然气分布式能源示范项目须同时满足以下条件：
（一）示范项目应纳入本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源发展规划。
（二）应由有相应资质的工程咨询单位编制项目申请报告，并经各省（自治区、直辖市）政府主管部门核准。
（三）应符合天然气分布式能源相关标准和技术规范，建设规模合理，系统配置优化。
（四）需与供气企业签订天然气购销合同，明确气源、气质、价格、调峰责任等供气条件。
第三章示范项目评选原则及要求
第六条天然气分布式能源示范项目评审原则
（一）因地制宜。
对二次能源需求性质相近且用户相对集中的楼宇（群），提倡采用楼宇型天然气分布式能源系统；对冷、热（包括蒸汽、热水）、电力需求较大的区域，提倡采用区域型天然气分布式能源系统。
（二）规模适当。
以冷、热、电负荷平衡、系统综合能源利用效率最大化为主要目的，按照服务区域的能源需求品种和预期负荷开展方案比选，优化系统配置，按经济合理原则确定供能范围。
（三）梯级利用。
高能高用，低能低用，温度对口，梯级利用，示范项目年平均综合能源利用率高于70%（节能率符合国家相关标准）。
（四）自主创新。
优先采用自主技术装备，招标采购要有利于自主技术装备的示范应用，对于自主化水平高的项目优先审批和安排。
（五）系统优化。
充分利用示范项目所在地自然条件，实现与太阳能、生物质能、地热、风能、水电等可再生能源以及储能装置的有机结合，形成互相补充的综合利用系统，增强能源供应可靠性和稳定性。
在京津冀鲁、长三角、珠三角地区，凡是列入煤炭减量替代的天然气分布式能源优先列入示范项目。
第七条各省（自治区、直辖市）要建立本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目评审专家库，亦可依托“金宏工程国家综合评价专家库”，向库中添加天然气分布式能源项目领域专家，并依据相关规定，从库中抽取相关专家组成本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目专家评审组。
第八条各省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目评审专家库应由本领域高级专业技术人员组成，专家人选要覆盖天然气分布式能源所涉及的各专业领域并应具有广泛代表性。
第九条各地区省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目专家评审组对项目申报材料进行审查评选，并提交评审报告和是否具备申报示范项目条件的建议。
第十条各省（自治区、直辖市）发展改革委、能源局会同有关部门对专家评审组推荐的示范项目进行审查。
通过审查的项目由各省（自治区、直辖市）发展改革委、能源局向国家发展改革委、国家能源局提交报备资料并附以下材料：
（一）本省（自治区、直辖市）天然气分布式能源示范项目推荐名单；
（二）拟推荐的各示范项目申报、评选过程材料；
（三）专家评审组对是否具备申报示范项目条件的材料；
（三）各省（自治区、直辖市）对各示范项目的审核批复文件。
第十一条各省（自治区、直辖市）提交的天然气分布式能源示范项目在网上公示15个工作日；没有异议的即为天然气分布式能源示范项目
第四章示范项目实施、验收、后评估
第十二条各省（自治区、直辖市）要加强对天然气分布式能源示范项目建设、运营的支持和监督，确保示范项目顺利实施、及时验收。
第十三条设计单位应按照通过专家评审的示范项目技术方案进行施工图设计。
图审机构应按照项目承担单位提供的施工图设计以及示范项目可行性研究报告对示范项目施工图设计进行审查，并出具项目审查合格证书。
第十四条示范项目竣工后由分布式能源项目的建设单位组织设计、施工、监理等单位进行验收，各省（自治区、直辖市）项目主管部门组织专家评审组参与并监督验收过程，并向国家有关部门报备竣工验收报告和质量监督报告
第十五条为加强对天然气分布式能源示范项目的指导和监督，国家将推进“天然气分布式能源示范项目在线监测系统”建设。
第十六条建成投产并试运行12个月（经历一个供暖季、一个供冷季运行）的天然气分布式能源示范项目必须进行后评估。
参与后评估的专家可从天然气分布式能源示范项目评审专家库中抽取。
形成的后评估意见需报备国家发展改革委、国家能源局、住房和城乡建设部。
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