樓宇化分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)設計方案

1、樓宇化分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)設計方案 一、概述：2000年由國家發(fā)展計劃委員會、國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會、建設部和國家環(huán)保總局聯(lián)合下發(fā)了關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定，這是貫徹中華人民共和國節(jié)能法，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、落實環(huán)?；緡吆吞岣哔Y源綜合利用效率的重要行政規(guī)章。規(guī)定再次明確了國家鼓勵發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的政策，支持發(fā)展以天然氣為燃料的燃氣輪機熱電冷聯(lián)產(chǎn)項目，特別強調(diào)了國家積極支持發(fā)展燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)和小型燃氣熱電聯(lián)冷產(chǎn)。國家計委已在"十五"計劃實施方案中確定在北京、上海積極抓好試點工程。目前，北京、天津等地正在積極利用陜甘寧天然氣資源，并計劃建設第二條陜京管線。上海、江蘇和浙江等地也

2、正在努力開拓"西氣東輸"工程實施后的天然氣市場，這些都為發(fā)展小型燃氣輪機及微型燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)提供了良好的機遇。世界各國實踐表明，發(fā)展能源梯級利用的小型熱電冷聯(lián)產(chǎn)是合理、高效地利用天然氣資源的最佳手段，對于改善環(huán)境、降低因燃料調(diào)整帶來的成本增加，也是最好的解決方案之一。為適應國家關(guān)于環(huán)境保護的要求，改善首都及周邊地區(qū)的大氣質(zhì)量，開拓天然氣合理、高效的用途，擬在北京發(fā)展樓宇化分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)，建設一批以天然氣為燃料的燃氣熱電冷系統(tǒng)，以替代和優(yōu)化整合目前由常規(guī)的燃煤、燃油、燃氣鍋爐采暖；燃氣、電力空調(diào)制冷和備用柴油機組成的能源系統(tǒng)，提高北京電力供應的安全可靠性，緩解夏季制冷用電

3、高峰，平衡天然氣利用，降低天然氣成本，擴大天然氣市場。二、方案構(gòu)思：    在北京地區(qū)，擁有大量規(guī)模在50,000平方米左右的公用性和商用性建筑，研究制定這一規(guī)模的熱電冷一體化綜合技術(shù)解決方案，對于北京的環(huán)境保護、提高電力供應安全和減緩電空調(diào)調(diào)峰壓力，以及北京的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義。設計一種技術(shù)可靠、適用性強、經(jīng)濟性能良好，滿足特別是醫(yī)院、酒店、綜合辦公大樓等用戶需求的綜合技術(shù)解決方案，是發(fā)展這一容量及樓宇化熱電冷聯(lián)產(chǎn)的關(guān)鍵。根據(jù)世界的發(fā)展趨勢和國際上的最新設計理念，本方案推薦采用小型燃氣輪機技術(shù)，并結(jié)合采用余熱鍋爐-蒸汽溴化鋰空調(diào)，或者直接采用余熱溴化鋰空調(diào)互

4、相連接，直接提供電力、制冷冷水、采暖熱水和生活用熱水。如果需要，可在余熱溴化鋰空調(diào)的燃燒腔內(nèi)，或煙氣出口處再設置熱交換器生產(chǎn)蒸汽。                     華盛頓水門飯店安裝了土星熱電冷系統(tǒng) 三、設計依據(jù)：    根據(jù)國家發(fā)展計劃委員會、國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會，以及國家電力公司要求，為積極推動分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)項目在北京的實施，落實國家"十五"規(guī)劃

5、中"在北京建設熱電冷聯(lián)產(chǎn)試點工作"，實現(xiàn)北京市政府"迎接奧運會，建設新北京"的目標，依據(jù)中國電機工程協(xié)會熱電專業(yè)委員會王振銘秘書長的建議，本方案能源配置采取以下原則："以基荷電力定容量，不足電力從電網(wǎng)補充，不足熱量補燃解決"和電力"并網(wǎng)不上網(wǎng)售電"，并采取"友好同步發(fā)電"的設計觀念，即與供電公司、燃氣公司和用戶友好相處，平行同步供電。暖通指標參照中國建筑科學研究院李先瑞研究員提供的北京地區(qū)實際測量得出的"空調(diào)設計冷暖負荷指標"和"生活熱水負荷指標"作為建筑

6、采暖、制冷和生活熱水供應標準。以美國索拉透平公司、加拿大普拉特o惠特尼公司和遠大空調(diào)有限公司提供的應用設備技術(shù)方案研究編制了以下解決方案：    小型燃氣輪機-余熱（補燃）鍋爐蒸汽溴化鋰吸收式空調(diào)機熱電冷聯(lián)產(chǎn)方案與小型燃氣輪機-余熱 / 直燃溴化鋰吸收式空調(diào)機熱電冷聯(lián)產(chǎn)方案    備注：方案可以根據(jù)用電安全需求，采用1套1,180kW索拉土星20機組，也可以采用2套457kW普惠ST5S 機組，因為兩種機組容量、效率相當，本方案只論述土星20機組方案。北京地區(qū)基本環(huán)境條件：平均溫度12（計算按15），相對適度60%，海拔高度50m。美

7、國圣地亞哥海軍醫(yī)院安裝了3臺土星機組 四、設備介紹： 1、索拉透平公司是世界上最大的小型工業(yè)型燃氣輪機制造廠家，產(chǎn)品行銷全球，至今生產(chǎn)的燃氣輪機已超過11,500臺，其中引進中國的機組近70臺。索拉小燃機設計精良，堅固耐用，性能可靠，是一種很適合在分布失熱電聯(lián)產(chǎn)項目中廣泛應用的動力設備。為更好地配合在中國市場的售后服務，索拉已決定在天津港保稅區(qū)建設備件支援中心提供備件支持，能夠為中國用戶，特別是北京地區(qū)用戶提供及時的服務支持。     土星（Saturn）20機組，出力1,121kW，發(fā)電效率24.3%，排煙溫度503，煙氣流量23,367kg/h，大修

8、周期3萬小時。噪音小于85分貝，屬于高頻噪音，易于控制。                               土星機組剖面圖                 &#

9、160;                   Solar Saturn20技術(shù)指標Solar Saturn 20燃機單機發(fā)電容量 kW 1177 燃氣輪機長度 mm 5,980 燃氣輪機寬度 mm 2,200 燃氣輪機高度 mm 2,180 燃氣輪機重量 kg 9980 燃氣輪機重量 kg 9980 燃氣輪機煙氣流量 t/hrs 23.172 燃氣輪機煙氣溫度 504.8 燃氣輪機煙氣熱量 GJ/hrs 12.431

10、 2、普拉特惠特尼公司是世界上最大的小型航空發(fā)動機制造商，中國民航大量使用該公司發(fā)動機產(chǎn)品。以該公司發(fā)動機組裝的地面發(fā)電機設備多達數(shù)幾千臺，其設備技術(shù)先進，輕巧可靠的技術(shù)特性在同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。      ST5S機組，出力457kW，頂峰出力563kW，發(fā)電效率23.5%，排煙溫度587，煙氣流量8,280kg/h，大修壽命周期3.2萬小時 P&W ST5 迷你燃氣輪機ST5技術(shù)指標 機組 單位 ST5R回熱循環(huán)型 ST5S熱電聯(lián)產(chǎn)型 功率 kW 395 457 效率 % 32.7 23.5 排煙溫度 365 587 煙氣流量 k

11、g/s 2.22 2.3 轉(zhuǎn)速 Rpm 30,000 30,000 長 mm 1,359 1,099 重量 kg 1,800 800 3、余熱鍋爐，可以采用杭州鍋爐廠或哈爾濱鍋爐廠與703研究所的產(chǎn)品，也可以采用國外廠家或其在國內(nèi)合資企業(yè)的產(chǎn)品。小型余熱鍋爐是一種技術(shù)非常成熟的產(chǎn)品，早以被世界和中國廣泛應用。余熱鍋爐可以采用補燃技術(shù)，增加供熱能力，提高供熱靈活性。                   

12、60;                                                   索拉熱電系統(tǒng)余熱鍋爐補燃工況比較

13、環(huán)境工作溫度 15 環(huán)境工作濕度 % 60 燃氣輪機燃料耗量 MJ 17,454.42 kWh 4,848.45 燃氣輪機出力 kW 1,177 發(fā)電效率 % 24.28 余熱鍋爐排煙溫度 512.70 余熱鍋爐蒸汽量 kg/h 3,400 蒸汽壓力 Bar 8 蒸汽溫度 170.42 蒸汽焓值 kJ/kg 2,768.4 余熱回收量 MJ/h 9,412.6 kWh 2,614.60 熱電聯(lián)產(chǎn)效率 % 78.20 補燃820     余熱鍋爐蒸汽量 kg/h 6,520 余熱回收量 MJ/h 18,050.0 kWh 5013.88 補燃燃料量 MJ 7,804.00 k

14、Wh 2,167.78 熱電聯(lián)產(chǎn)效率 % 88.24 補燃927     余熱鍋爐蒸汽量 kg/h 7,556 余熱回收量 MJ/h 20,918.0 kWh 5,810.56 補燃燃料量 MJ 10,546.00 kWh 2,929.44 熱電聯(lián)產(chǎn)效率 % 89.84   4、蒸汽溴化鋰空調(diào)機組，國內(nèi)外有遠大、大連三洋、雙良、凱利等幾十個廠家可以提供各種規(guī)格的產(chǎn)品，選擇余地極大，本方案以三洋NG61M型800冷噸蒸汽溴化鋰空調(diào)機組技術(shù)指標作為參考。 余熱鍋爐與三洋NG61M型蒸汽溴化鋰空調(diào)機組技術(shù)參數(shù)環(huán)境工作溫度 15 環(huán)境工作濕度 % 60 燃氣輪機燃料耗量

15、GJ 17.45 燃氣輪機出力 kW 1,177 余熱鍋爐進口溫度 512.70 煙氣量 kg/h 22,917.86 余熱鍋爐蒸汽發(fā)生量 kg/h 3,856.18 除氧蒸汽消耗量 kg/h 456.50 有效蒸汽供應量 kg/h 3,399.68 蒸汽壓力 Bar 8 蒸汽溫度 170.42 蒸汽焓值 kJ/kg 2,768.40 余熱回收量 MJ/h 9,411.67   大卡 2,247.94   kWk 2,614.35 制冷機長度 mm 5,690 制冷機寬度 mm 2,500 制冷機高度 mm 3,330 制冷機運轉(zhuǎn)重量 kg/h 26,600 制冷COP &

16、#160; 1.0465 制冷量 大卡 2,352.47   kWh 2,735.92 冷噸 USRT 777.25   5、余熱溴化鋰空調(diào)機組，目前遠大和大連三洋等公司都可以提供，但本方案將按照遠大空調(diào)有限公司提供的遠大BHRS250VII型余熱雙效吸收式冷溫水機組技術(shù)參數(shù)指標作為基本設計依據(jù)。該機組在燃氣輪機停運時可以直燃供熱制冷，并可以增加容量作為冷熱高峰的調(diào)節(jié)手段，保證滿足需求的供應平衡。      遠大產(chǎn)品在國內(nèi)外擁有很高的聲望，余熱溴化鋰空調(diào)機已經(jīng)銷往美國，該公司與Salor機組的配套方案已經(jīng)在美國能源部中標，現(xiàn)正在實施之

17、中。目前這一技術(shù)正在爭取在北京燃氣集團調(diào)度中心項目中使用。 遠大BHRS250VII型余熱雙效吸收式冷溫水機組技術(shù)參數(shù)遠大直燃機長度 mm 6,600 遠大直燃機寬度 mm 2,600 遠大直燃機高度 mm 2,850 遠大直燃機重量 kg 25,000 COP   1.27 余熱回收能力 kW 2261（制冷）2430（供熱） 制冷量 kW 2,871 供熱量 kW 2,248 冷水進出口溫度 12-7 冷水流量 M3/h 500 溫水進出口溫度 57-65 溫水流量 M3/h 241 冷卻水進出口溫度 32-37.3 溫水流量 M3/h 805 五、需求分析： 

18、0;  項目對于能源的需求主要在電力、采暖、制冷和生活熱水，以及部分蒸汽用于消毒等需求。用戶的需求往往是不恒定的，需要進行一些調(diào)節(jié)。通過蓄熱和蓄冷技術(shù)進行一些調(diào)節(jié)，力求總量平衡。盡量減少夜間低谷低電價時段的運行，避免浪費可以提高經(jīng)濟效益。本方案按夜間8小時50%出力考慮，總量可以保證實現(xiàn)平衡。需求與保證能力的比較項目單位指標保證面積m250,000采暖設計指標W/m256.3設計指標容量需求kW2815制冷設計指標W/m269.3設計指標容量需求kW3465采暖應用指標W/m233.9應用指標容量需求kW169524小時連續(xù)供暖需求kW40,680制冷設計指標W/m244設計指標容量

19、需求kW2,20024小時連續(xù)制冷需求kW52,800方案供暖指標W/m245方案供暖能力kW2,24820小時連續(xù)供暖能力kW44,960方案制冷指標W/m257方案制冷能力kW287120小時連續(xù)制冷能力kW57,420六、容量選擇：    根據(jù)已經(jīng)確定的原則，本方案計劃在熱力和制冷上基本滿足平均負荷需求，而電力解決25%-50%的負荷需求，保證關(guān)鍵部位的電力供應安全。    因目前建筑部門適用的建筑暖通空調(diào)設計標準是上世紀80年的標準，大大落后于目前建筑的實際建設應用水平，如果按上述標準配置系統(tǒng)，必然造成設備投資的巨大浪費。因此

20、，本方案將根據(jù)北京地區(qū)實際測量標準設計。    電力系統(tǒng)采用外網(wǎng)提供不足電力補充、安全備用和調(diào)節(jié)；熱力和制冷系統(tǒng)應利用一些原有系統(tǒng)作為備用和調(diào)節(jié)手段，如果沒有可利用系統(tǒng)，使用余熱溴化鋰空調(diào)機直燃增容供熱制冷峰荷也是解決問題的重要方法之一。    因此燃氣發(fā)電裝置的功率選擇，主要要依照"以熱（冷）定電"的原則，因為熱力和制冷一般是無法得到外部支持的，而電力是可以依靠外網(wǎng)補充，所以電力容量最好小于大樓要求的電力需求，并具有較大的調(diào)節(jié)靈活性?？晒┻x擇的最佳燃氣發(fā)電裝置是1,000kW級小型燃氣輪機，索拉土星20機組是一個

21、適用的機組選擇。索拉-遠大系統(tǒng)熱電冷匹配容量指標保障供熱/制冷面積m250,000設計供電指標W/m250-80供電總量kW/hrs1170標準單位建筑平米供電量  23.40設計供熱應用指標W/m234-50供暖總量kW/hrs2248標準單位建筑平米供熱量W/m249.03kJ/m2177kCal/m242余熱/直燃機 COP 值  1.27設計應用制冷指標W/m244-60制冷總量kW/hrs2871標準單位建筑平米制冷量W/m257.42kJ/m2207kCal/m249索拉-遠大系統(tǒng)工況變化熱電冷出力比較電力負荷實測標準100807060504030電力輸出kW1

22、,17093681970258546835150000平米單位電量W/m240-8023.418.7216.3814.0411.79.367.02發(fā)電效率24.122.6521.6320.3318.716.6214.12尾氣流量kg/h23,36723,33523,31523,29423,27023,24323,216尾氣溫度503.4444.6416.8390.1364.5340317.7余熱利用量kW2,2611,8521,6591,4751,2981,130977COP1.271.351.391.441.491.51.52制冷負荷100878074675952制冷量kW2,8712,50

23、02,3062,1241,9341,6951,48650000平米單位冷量W/m244-6057.425046.1242.4838.6833.929.72排氣溫度145145145145145145145回收余熱kW2,4302,1351,9951,8611,7321,6091,497供熱效率92.592.592.592.592.592.592.5供熱負荷100979185797368余熱供熱量kW2,2481,9751,8461,7221,6021,4881,38550000平米單位熱量W/m234-3744.9639.536.9234.4432.0429.7627.7  七、運行

24、時間：    每一個項目都有不同的內(nèi)部需求和需求規(guī)律，設備利用時間也有所不同，我們在次主要研究最適合采用本技術(shù)的醫(yī)院、賓館等項目的規(guī)律。預計設備利用時間季節(jié)單位周期天數(shù)日利用小時比例實際利用時間冬季采暖期hrs10.20-4.101722039.27%3440夏季制冷期hrs5.16-9.201282029.22%2560春秋非采暖制冷期hrs4.1-5.14/9.16-10.31651611.87%1040全年hrs36524100.00%8760實際利用時間hrs36519.2980.37%7040 安裝在建筑物一側(cè)的Solar燃機 八、電價與發(fā)電節(jié)

25、約支出：北京商業(yè)和非普通工業(yè)用電的價格構(gòu)成比較復雜，一般采用非普通工業(yè)平均電價0.58kWh，高峰0.92kWh，平峰0.56kWh，低谷0.26kWh。電價與發(fā)電節(jié)支時段季節(jié)出力運行時間利用時間小時發(fā)電量發(fā)電量電價電費節(jié)支單位%hrshrskWhkWh元/kWh元高冬季采暖期100%81,3761,1701,609,9200.921,481,126夏季制冷期100%81,0241,1701,198,0800.921,102,234峰春秋非采暖制冷期100%85201,170608,4000.92559,728平冬季采暖期100%81,3761,1701,609,9200.56901,555夏

26、季制冷期100%81,0241,1701,198,0800.56670,925峰春秋非采暖制冷期50%8260585152,1000.5685,176低冬季采暖期50%8688585402,4800.26104,645夏季制冷期50%8512585299,5200.2677,875谷春秋非采暖制冷期0%80000.260合計6,780 7,078,500 4,983,264 九、熱價、冷價與供熱制冷節(jié)約支出：熱價應按照北京天然氣集中供熱費用進行核定，目前北京市執(zhí)行的天然氣集中供熱價格為30元/m2/a。熱價項目單位數(shù)值標準熱價元/m2/a30采暖周期days121hrs2,904供暖標準W/m

27、240kCal/m234熱價元/MW258.3元/kW0.258 冷價可以按照電制冷成本價和天然氣制冷成本價格進行平衡，天然氣制冷還需要電力和水冷等成本，所以以電力平均價格作為制冷成本價格是接近天然氣制冷的實際成本，是比較合理的指標。各種電價氣價下的制冷成本項目單位數(shù)值制冷成本高峰電價元/kWh0.920.3067平峰電價元/kWh0.560.1867低谷電價元/kWh0.260.0867平均值元/kWh0.580.1933高峰天然氣氣價元/Nm31.800.1689低谷天然氣氣價元/Nm31.400.1314供熱制冷的節(jié)支情況分析：供熱制冷的節(jié)約支出時段季節(jié)出力運行時間利用時間小時

28、冷熱量冷熱量冷熱價冷熱節(jié)支單位%hrshrskWhkWh元/kWh元高冬季采暖期100%81,3762,2483,093,2480.258798,876夏季制冷期100%81,0242,8712,939,9040.307901,571峰春秋非采暖制冷期100%8520957497,6400.307152,610平冬季采暖期100%81,3762,2483,093,2480.258798,876夏季制冷期100%81,0242,8712,939,9040.187548,782峰春秋非采暖制冷期80000.1870低冬季采暖期79%81,087.041,7761,930,4960.258498,5

29、79夏季制冷期67%8686.081,9241,319,7230.087114376谷春秋非采暖制冷期0%80000合計7,093.12 15,814,163 3,813,669  十,燃料：在城市中使用小型燃氣輪機主要使用清潔、安全的天然氣燃料，在北京使用陜甘寧氣田天然氣，西氣東輸工程第一階段也將采用陜甘寧氣。天然氣熱值：不小于34888.6kJ/Nm3( 8333 kCal/Nm3 )。陜甘寧天然氣成分及特性具體成分如下： 燃氣儲份分析表項目單位組成數(shù)值甲烷%CH495.9494乙烷%C2H60.9075丙烷%C3H80.1367硫化氫%H2S0.0002二氧化碳%CO23.00

30、0水%H2O0.0062高位熱值MJ/Nm3  39.0051低位熱值MJ/Nm3  35.1597密度Kg/Nm3  0.7616比重    0.589動力粘度U×10-4  0.1056運動粘度V×10-4  0.1385爆炸上限%  5.10爆炸下限%  15.36天然氣單價：非采暖季節(jié)1.4元/Nm3 采暖季節(jié)1.8元/Nm3應用氣價冬季天然氣氣價元/Nm31.8執(zhí)行周期月5夏季天然氣氣價元/Nm31.4執(zhí)行周期月7平均氣價元/Nm31.57 此外，小型燃氣輪機有一突

31、出優(yōu)勢，就是在天然氣供應出現(xiàn)問題時，可以自動切換其他液體燃料，如：柴油、液化石油氣。十一、裝機方案：索拉燃氣輪機方案：工程根據(jù)"以基荷電力定容量，不足電力從電網(wǎng)補充，不足熱量補燃解決"和"并網(wǎng)不上網(wǎng)" 原則，建議選用一臺1,000kW級發(fā)電設備，由于國內(nèi)使用最多的小型燃氣輪機主要是索拉（ Solar ）透平公司的產(chǎn)品，資料充分，所以燃氣輪機以Solar Turbines生產(chǎn)的Saturn20機組技術(shù)數(shù)據(jù)作為設計依據(jù)，若采用余熱高爐溴化鋰空調(diào)以Solar和大連三洋空調(diào)公司NG-61M機組配套系統(tǒng)為依據(jù)，若采用余熱型溴化鋰空調(diào)以遠大BHRS250 機組為依據(jù)

32、。Solar Saturn20 燃氣輪機技術(shù)指標（ISO工況）項目單位技術(shù)指標發(fā)電出力kW1121燃料耗量GJ17.45單位燃耗%24.28發(fā)電效率kJ/kWh14825.83排煙溫度512.7煙氣流量kg/hrs22918余熱回收量kW2474熱電綜合效率%75.32長mm5980寬mm2200高mm2180重kg9980  余熱鍋爐與三洋蒸汽溴化鋰空調(diào)技術(shù)指標環(huán)境工作溫度15環(huán)境工作濕度%60燃氣輪機燃料耗量GJ17.45燃氣輪機出力kW1176.5余熱鍋爐進口溫度512.7煙氣量kg/h22917.86余熱鍋爐蒸汽發(fā)生量kg/h3856.18除氧蒸汽消耗量kg/h45

33、6.50 有效蒸汽供應量kg/h3399.68蒸汽壓力Bar8.00蒸汽溫度170.42蒸汽焓值kJ/kg2768.40余熱回收量MJ/h9411.67大卡2247.94kW2614.35制冷COP1.0465制冷量大卡2352.47kW2735.92冷噸USRT777.25遠大余熱雙效吸收式冷溫水機BHRS250與燃氣輪機Saturn 20冷熱電聯(lián)產(chǎn)參數(shù)項 目單位數(shù)量SATURN20燃氣輪機電力負荷100807060504030電力輸出kW1170936 819 702 585 468 351 發(fā)電效率24.10 22.65 21.63 20.33 18.70 16.62 14.12 尾氣流

34、量kg/h23,36723,33523,31523,29423,27023,24323,216尾氣溫度503.4444.6416.8390.1364.5340.0317.7  BHRS250遠大余熱雙效吸收式冷溫水機制    冷排氣溫度170 170 170 170 170 170 170 回收余熱104kcal/h194 159 143 127 112 97 84 KW2,261 1,852 1,659 1,475 1,298 1,130 977 COP  1.27 1.35 1.39 1.44 1.49 1.50 1.52 制冷負荷100 87 80

35、 74 67 59 52 余熱制冷量104kCal/h247 215 198 183 166 146 128 KW2,871 2,500 2,306 2,124 1,934 1,695 1,486 供    熱排氣溫度145 145 145 145 145 145 145 回收余熱104kCal/h209 184 172 160 149 138 129 KW2,430 2,135 1,995 1,861 1,732 1,609 1,497 供熱效率92.5 92.5 92.5 92.5 92.5 92.5 92.5 供熱負荷100 97 91 85 79 73 68 余熱供

36、熱量104kCal/h193 170 159 148 138 128 119 KW2,248 1,975 1,846 1,722 1,602 1,488 1,385 其它額定參數(shù)冷水出口溫度7 冷卻水出口溫度37.3冷水進口溫度12 冷卻水進口溫度32 冷水流量M3/h500 冷卻水流量m3/h805 溫水出口溫度65 溫水進口溫度57溫水流量M3/h241 注：1.燃氣輪機：連續(xù)功率；海拔高度：5m；環(huán)境溫度：15；相對濕度：60；天然氣低位熱值：8400kcal/Nm3。 2.冷溫水機：技術(shù)條件依據(jù) JIS B 8622-1994吸收式制冷機。 燃氣輪機前置循環(huán)余熱綜合利用熱電冷

37、聯(lián)產(chǎn)技術(shù)方案：A、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)方案，即：燃氣輪機-余熱鍋爐-蒸汽溴化鋰吸收式空調(diào)機方案（方案）。該方案是由燃氣輪機首先利用天然氣發(fā)電，將煙氣中的余熱通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換成蒸汽利用，冬季依靠熱交換器轉(zhuǎn)換熱水采暖，夏季依靠蒸汽溴化鋰吸收式空調(diào)機制冷。這是一個傳統(tǒng)的解決方案，適合于蒸汽需要量比較大，蒸汽品質(zhì)要求比較高的項目，例如：醫(yī)院等。該方案還特別適合改造已經(jīng)購買蒸汽鍋爐和蒸汽蒸汽溴化鋰吸收式空調(diào)機的單位進行熱電冷聯(lián)產(chǎn)改造。本方案可能還需要一臺小型蒸汽鍋爐提供冬季、夏季燃氣輪機不運行時段的采暖、制冷，以及安全備用。系統(tǒng)比較復雜，運行維護成本高，增加了壓力容器，安全要求也比較高。因此，

38、我們不建議采用這一技術(shù)解決方案。圖1 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)方案I采用間接熱源和溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的工藝示意圖B、燃氣輪機-余熱 / 直燃溴化鋰吸收式空調(diào)機聯(lián)合循環(huán)方案（方案）。該方案也是由燃氣輪機首先利用天然氣發(fā)電，所不同的是將煙氣中的余熱直接通過余熱 / 直燃溴化鋰吸收式空調(diào)機收轉(zhuǎn)利用，冬季轉(zhuǎn)換熱水采暖，夏季轉(zhuǎn)換冷水制冷。設備淘汰了方案I 的余熱蒸汽鍋爐和備用蒸汽鍋爐系統(tǒng)，以及化學水系統(tǒng)，蒸汽瀉排系統(tǒng)，效率大大提高。在燃氣輪機不運行時段，有溴化鋰吸收式空調(diào)機直燃運行。不論安全性、經(jīng)濟性都好于方案I，因此我們推薦采用這一技術(shù)解決方案，我們只對這一技術(shù)解決方案進行經(jīng)濟評價。圖2 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)方

39、案II 采用直接熱源和溴化鋰吸收式制冷循環(huán)工藝示意圖上述兩方案比較，從需求角度，各有千秋，采用燃氣輪機-蒸汽鍋爐-蒸汽溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)適合于大量需要蒸汽消毒的醫(yī)院項目和已經(jīng)使用蒸汽溴化鋰空調(diào)單位的技術(shù)改造；從造價和運行經(jīng)濟性角度，采用燃氣輪機-余熱溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省了鍋爐系統(tǒng)和化學水系統(tǒng)等，必然有優(yōu)勢。從需求匹配角度，燃氣輪機-余熱溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)更加合理。相比之下，燃氣輪機-余熱溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)更有優(yōu)勢，我們研究的重點將集中在這種方式上。方案供熱制冷能力比較方案  III方式單位燃機-鍋爐-空調(diào)燃機-空調(diào)供熱能力kW26142248十二、燃料消耗量與燃料成本：燃氣輪機機組天然氣耗量計算結(jié)

40、果列表如下： 使用Saturn20燃氣輪機的供熱能力可以滿足50,000平方米級建筑樓宇的實際需求。如果需要達到設計最高值，方案I需要安裝一臺小型天然氣蒸汽鍋爐，作為尖峰調(diào)峰使用，也可作為夜間保溫設施，以保障熱力系統(tǒng)的安全運行。方案II，可以利用擴大余熱直燃機的功率，使其達到項目采暖、制冷的設施要求。燃氣輪機天然氣消耗量時段季節(jié)出力運行時間利用時間小時燃耗燃料耗量燃料價格燃料費用單位%hrshrsm3m3元/m3元高冬季采暖期100%81376501.03689,4211.81,240,957夏季制冷期100%81024501.03513,0571.4718,280峰春秋非采暖制冷期100%8

41、520501.03260,5371.4364,752平冬季采暖期100%81376501.03689,4211.81,240,957夏季制冷期100%81024501.03513,0571.4718,280峰春秋非采暖制冷期50%8260322.86839,431.4117,520低冬季采暖期50%8688322.86222,1261.8399,827夏季制冷期50%8512322.86165,3031.4231,424谷春秋非采暖制冷期0%80001.40合計6,780 3,136,865 5,031,998 十三、設備投資：中國已經(jīng)加入WTO，明年起進口關(guān)稅將逐步降低，增值稅也將逐步被消費

42、稅代替，總體稅收將不斷處于下降趨勢。稅制對于本項目影響較大，占進口設備的30%左右，因此未來的總投資將會降低。工程造價估算燃氣輪機設備投資美元750,000元6,202,500關(guān)稅（含增值稅）元1,860,750余熱直燃機設備投資元2,469,060運費/工程安裝費用元2,000,000預計工程總造價元12,532,310單位平米分攤元/M2250.65預計工程總造價1,253萬元，這一費用不包括土地費用和建筑物內(nèi)部的暖通空調(diào)系統(tǒng)的投資，采用國內(nèi)工程總包，采用方案II作為技術(shù)解決方案。十四、投資收益與回收年限：發(fā)電節(jié)支元/a4,983,264制冷供熱節(jié)支元/a3,813,669總收入元/a8,

43、796,933kWh 運行費用元/kWh0.065年運行費用元/a547,560冬季天然氣價格元/m31.8冬季燃氣支出元/a2,881,742夏季天然氣價格元/m31.4夏季燃氣支出元/a2,150,257燃料支出元/a5,031,998總支出元/a5,579,558收益元/a3,217,374投資償還周期A3.9燃氣輪機部分償還周期a2.8折舊周期A20設備折舊費元/a626,615.5年節(jié)約支出元/a2,590,759工程總造價可以在4年之內(nèi)得到回收。由于即使不采用燃氣輪機，也要投資建設采暖、制冷和熱水系統(tǒng)。實際上，真正增加的支出只是燃氣輪機部分，而燃氣輪機、進口關(guān)稅和1/2的工程建設安

44、裝費用部分的回收周期不到3年，而設備的使用周期長達20-30年之久，其投資效益極為明顯。在折舊期20年的情況下，每年節(jié)約支出為259萬元。                                       &#

45、160;             密執(zhí)根州一小區(qū)的熱電設施 十五、與其他方式比較：在項目建設中，采用燃氣輪機熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，可以減少投資一路供電投資，在北京地區(qū)，電力線路一般需要埋地，施工費用平均170萬元/公里，電力增容費240元/kVA，如果功率系數(shù)在0.8，折合300元/kW，1,170千瓦電力加上減少電制冷的增容費可節(jié)約投資63.8萬元；集中采暖的增容和配套費120元/平方米；電空調(diào)制冷投資100元/平方米；如果采用燃氣鍋爐需要3臺750kW熱水鍋爐，每臺80萬元，需

46、要240萬元。而采用熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，就不再需要這些投資了。項目單位小燃機熱電冷購電鍋爐空調(diào)購電集中供熱電空調(diào)購電集中供熱蒸汽空調(diào)購電直燃機建筑面積m250000電力增容費（kVA）元/kVA240240240240240功率系數(shù)0.80.80.80.80.8電力增容費（kW）元/kW300300300300300制冷容量kW2,8712,8712,8712,8712,871COP333折合電空調(diào)容量kW957957957減少電力增容費元/a 287,100 287,100 287,100 第二路電力施工費元/km 1,700,000 平均建設長度km1.2減少電力施工費元/a 2,040,00

47、0 集中采暖配套費元/m2120120節(jié)約集中采暖費元/a 6,000,000 6,000,000 集中制冷設備單位投資元/m260集中制冷設備投資元/a 3,000,000 3,000,000 3,000,000 分散制冷設備單位投資元/m2100100分散制冷設備投資元/a 5,000,000 5,000,000 燃氣鍋爐投資元/a 2,400,000 燃氣輪機投資元/a 9,563,250 電力節(jié)約增容費元/a 351,000 實際增加投資元/a9,885,150 7,400,000 11,000,000 8,712,900 2,712,900 采用燃氣輪機熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的建設投資大于其

48、他方式的技術(shù)解決方案，它的優(yōu)勢在于經(jīng)濟性明顯好于其他方式。北京地區(qū)各種能源解決方式的能源支出比較項目單位小燃機熱電冷購電鍋爐空調(diào)購電集中供熱電空調(diào)購電集中供熱蒸汽空調(diào)購電直燃機總發(fā)電功率 kW1200供電量 kW1170-1170-1170-1170-1170預計年設備發(fā)電小時hrs64086408640864086408年發(fā)電購電量kWh7497360-7497360-7497360-7497360-7497360平均電價元/kWh0.560.560.560.560.56年發(fā)購電收入支出元/a 4,198,522 -4,198,522 -4,198,522 -4,198,522 -4,198

49、,522 供暖功率 kW22482248224822482248預計年設備供熱小時hrs36243624362436243624年供熱量kWh81467528146752814675281467528146752熱價元/kWh0.19060.21850.24510.25760.1906供熱收入元/a1,552,9671,552,967-1,552,967-1,552,9671,552,967總制冷功率kW28712871287128712871預計設備制冷小時hrs27842784278427842784年制冷量kWh79928647992864799286479928647992864冷價元

50、/kWh0.15250.18670.18670.25760.1525制冷收入元/a1,218,906-1,492,001-1,492,001-2,058,9621,218,906天然氣總耗量m3/hrs501.03272.940.000.00272.94天然氣價格元/m31.571.8    1.57年耗氣量Nm33210616989151    1749029年燃料成本元/a-5,040,667-1,780,472    -2,745,975小時運行費用元/hrs58.529.2514.6257.312529.25年運行費用元/a-374,868-187,434-93,717-46,859-187,434自營總支出元/a-5,415,535-7,658,429-7,337,207-7,857,309-7,131,931自營節(jié)約支出元/a2,242,8930321,222-520,102526,498 上海地區(qū)商業(yè)建筑各種能源解決方式的能源支出比較項目 單位 小燃機熱電冷 購電鍋爐空調(diào) 購電集中供熱電空調(diào) 購電集中供熱蒸汽空調(diào)