天然气分布式能源站项目可行性研究报告

1 天然气分布式能源站 项目 1 项目概况 目 概况及 背景 目概况 长沙王府井百货有限责任公司是北京王府井百货（集团）股份有限公司旗下的全资子公司， 于 2004年 12月 02日正式入驻长沙，长沙王府井黄兴路一店 位于湖南省长沙市中心商业区黄兴中路，北邻贯穿长沙市区的五一大道，南邻以休闲娱乐闻名的解放西路及著名的黄兴路步行商业街，经营主体为地下一层至地上十层，配备大型地下停车场，建筑面积 6万多平方米，是长沙市目前单体面积 较 大的集购物、餐饮、娱乐、休闲为一体的百货商场。 长沙王府井黄兴路一店已运行十余年，公司管理 完善，经营利润逐年稳步提升。公司管理层不断完善经营管理模式，降低公司运营成本方面寻找新思路，近期公司了解到国内在大力发展 分布式供能系统， 该能源站系统的实施既能降低企业运营成本，在环保上又能实现节能减排，实现双赢。 因此，公司提出改建原能源供应系统，对新建天然气分布式能源站的必要性和可行性开展可行性研究工作。 目背景 分布式供能系统是目前在发达国家广泛应用以及我国政府积极倡导的一种先进能源系统技术。分布式供能系统多使用天然气等清洁能源，按照能源梯级利用的原则，采用高品位能源发电、低品位能源供热、制 冷或除湿的方式，在满足用户多种形式用能的同时，达到最大化能源利用效率，控制排放污染的作用。 2011 年 10 月，国家发改委、财政部、住建部和国家能源局联合下发了关于发展天然气分布式能源的指导意见，意见指出， “ 十二五 ” 期间建 2 设 1000 个左右天然气分布式能源项目，并拟建设 10 个左右各类典型特征的分布式能源示范区域，意见专门提出电网方面要加强对天然气分布式能源并网的配合，并提出今后将在财政、标准等多方面，进一步加强对天然气分布式能源的支持。 2012 年 3 月 5 日，温家宝总理在十一届全国人大五次会议所做的政府工作报告 中指出：推动战略性新兴产业健康发展，发展智能电网和分布式能源，实施节能发电调度、合同能源管理、政府节能采购等行之有效的管理方式。 2012 年 7 月国家发改委下发通知，下达首批国家天然气分布式能源示范项目，中央财政将对首批示范项目给予适当支持。这意味着国家天然气分布式能源示范项目大规模建设的序幕已经拉开 ， 国家鼓励政策的出台已在国内掀起了一个投资建设天然气分布式能源项目的热潮。 天然气分布式能源节能减排效果明显，可以优化天燃气利用，并能发挥对电网和天然气管网的双重削峰填谷作用，增加能源供应安全性。目前，我国天然气供 应日趋增加，智能电网建设步伐加快，专业化服务公司方兴未艾，天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。发展天然气分布式能源，以提高能源综合利用效率为首要目标，以实现节能减排任务为工作抓手，重点在能源负荷中心建设区域分布式能源系统和楼宇分布式能源系统。 2013年，湖南省颁布了湖南省天然气分布式能源发展规划；长沙市颁布了长沙市天然气分布式能源中长期发展规划。 到 2015 年，长沙规划建设 20 个天然气 冷热电三联供 项目，鼓励 在能源负荷中心建设区域分布式能源系统 ；为推进天然气分布式能源的有序发展， 长沙市 制定了相 关鼓励政策。 根据 节能减排财政策综合示范领导小组办公室关于做好 2013 年度长沙市节能减排财政策综合示范城市奖励资金支持备选项目申报工作的通知（长节能减排 2013 5 号） ， 长沙进一步加大了对 天然气分布式能源 项目的支持力度 。 3 设必要性 及意义 （ 1） 天然气分布式能源 站的建设以供应 长沙王府井黄兴路一店 的冷、热基本负荷需求为核心，优化商业综合体原能源供应系统模式和能源结构，保证商业综合体用能安全，并作为 长沙王府井黄兴路一店 的电源之一，弥补大规模集中供电系统的缺陷，充分发挥对电网和天然气管网的双重消峰填谷作用， 为 商业综合体 提供安全、 稳定电力同时也提高清洁能源消费比重，实现能源可持续发展 。 （ 2） 在长沙市天然气分布式能源中长期发展规划（ 2012）中，五一广场商业能源站属于重点项目之一。 所属的建筑物，若从电网购电，需按商业电价计费，年运行成本 较 高。 项目的冷、热、电负荷很集中，冷、热水外网半径短，外网投资费用低，损耗较小，且易于运行管理，探讨 天然气分布式能源 冷热电 三 联供系统的在本项目的应用很有必要并具有积极的示范 意义。 （ 3） 当采用燃气内燃机（或燃气轮机）作为原动机时，本项目利用高品位的热能发电， 低品位的热能供热和制冷，大幅提高了系统的总能效率，降低了燃气供应冷、热、电的成本。 （ 4） 天然气分布式能源 冷热电三联供 系统建在用户附近，配置灵活，便于按冷、热、电负荷的实际需要进行调节，不仅满足了区域内用户的用能需求，还节省了大量的供热管网建设和运行的费用，有助于电网和燃气供应的削峰填谷，减少碳化物及有害气体的排放，产生良好的社会效益，符合可持续发展战略，是未来能源技术发展的重要方向之一。 （ 5） 天然气分布式能源 冷热电三联供 系统以天然气作能源。天然气作为一种清洁、便利的能源，其使用范围越来越广，利用规模也越 来越大。天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电建设工期短，调峰性能好。天然气能源具有价 4 格低、污染少等优点。分布式燃气 冷热电三联供 系统属清洁能源生产技术，几乎无烟尘， （ 6） 天然气分布式能源 冷热电三联供 系统对燃气和电力有双重削峰填谷作用。电力高峰出现在夏季，燃气高峰则出现在冬季，采用分布式供能系统后，夏季燃烧天然气发电和制冷，增加夏季的燃气使用量，减少夏季电空调的电负荷，并可以降低大电网的供电压力。 （ 7） 天然气分布式能源 冷热电三联供 系统还具有备用电源的功能，在意外灾害、市电故障、电力检修等情况下，可为用户提供安全可靠地电力供应，对于需要双电源 商业综合体 用户尤其需要。 （ 8） 本工程建设有利于新型清洁节能技术的推广与应用，促进产业技术进步，节约资源和改善生态环境，符合可持续发展战略 ，符合相关产业政策和发展规划 ，也可得到节能减排财政策综合示范城市奖励资金 。 制依据 要国家相关技术标准 城镇燃气设计规范 2006； 燃气冷热电三联供工程技术规程 2010； 锅炉房设计规范 2008； 火力发电厂及变电所设计防火规范 2006； 建筑设计防火规范 2006； 建筑照明设计标准 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 公共建筑节能设计标准 2005； 采暖通风与空气调节设计规范 2003； 综合能耗计算通则 2589 2008； 石油化工设计能耗计算标准 50441 2007； 5 继电保护和安全自动装置技术规程 电测量及电能计量装置设计技术规程 5137 导体和电器选择设计技术规定 5222 交流电气装置的 过电压保护和绝缘配合 50064 交流电气装置的接地设计规范 50065 电力工程直流系统设计技术规程 5044 电力工程电缆设计规范 电力系统微机继电保护技术导则 769 建筑物防雷设计规范 建筑照明设计标准 爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范 供配电系统设计规范 低压配电设计规范 20以下变电所设计规范 建筑物防雷设计规范 生产过程安全卫生要求总则 12801 生活饮用水标准 5750 环境空气质量标准 2012； 地表水环境质量标准 2002； 声环境质量标准 污水综合排放标准 1996； 城市区域环境噪声标准 2008； 工业企业厂界噪音标准 2008； 火 力发电工程建设预算编制与计算标准 （ 2013 年版）； 电力工程建设概算定额 （ 2013 年版）； 发电工程装置性材料综合预算价格 （ 2008 年版）； 6 电力建设工程装置性材料预算价格 （ 2008 年版）； 工程勘察设计收费标准 （ 2002 年修订版）； 关法律、法规与区域规划等 中华人民共和国节约能源法； 中华人民共和国清洁生产促进法； 中华人民共和国电力法； 国务院关于加强节能工作的决定； “十二五 ”节能减排综合性工作方案； 国务院关于加快发展节能环保产业的意见； 国家发展和改革委员会财政部住房和城乡建设部国家能源局关于发展天然气分布式能源的指导意见； 长沙市人民政府办公厅关于印发 的通知； 关于印发 的通知 ； 固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法； 湖南省发展和改革委员会固定资产投资项目节能评估和审查试行办法； 长沙市节约能源 办法； 长沙市固定资产投资项目节能评估和审查办法； 产业结构调整指导目录（ 2011 年修订本）； 中国国民经济和社会发展的第十二个五年规划纲要； 长沙市国民经济和社会发展的第十二个五年规划纲要； 业主提供的相关资料 。 （ 1） 长沙王府井黄兴路一店 提供的办公楼 和 商业综合体 建筑及暖通、电力施工图纸，冷、热、电负荷统计数据。 （ 2） 我 公司与 湖南中悦达实业有限公司 签订的 项目咨询合同 。 7 究范围 本阶段为项目的可行性研究阶段，根据火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（ 5375要求，主要论证本项目的必要性和可行性，对项目可行方案进行技术经济比较，落实与项目有关的接入系统等外部条件，并估列项目建设的投资估算。同时说明合理利用资源情况，进行节能分析、风险分析及经济和社会影响分析。主要研究范围如下： （ 1） 论证本项目的必要性和可行性； （ 2） 对 长沙王府井黄兴路一店 冷、热、电负荷的 分析 ； （ 3）项目建设站址方案。综合站址的地理位置、自然环境、交通运输、水源、 水文气象、站址区域的稳定和地质情况等条件进行站址的论证 （ 4） 提出 天然气分布式能源 能源站主要工艺方案 ，以及燃料 输送、供水、电气等工程设想 ； （ 5） 天然气分布式能源 能源站主要设备 和配套设施 布置； （ 6） 天然气分布式能源 能源站 投资估算及技术经济分析 。 （ 7） 提出本项目建设的结论以及存在的问题和建议 程名称、地点及建设规模 本项目为“ 长沙王府井黄兴路一店 天然气分布式能源站工程可行性研究报告 ”，建设于 长沙王府井黄兴路一店顶层楼面 。 本 天然气分布式能源站 建设 规模为 2 装 2 气内燃发电机组，配 2 1745气热水型溴化锂制冷机组。系统总供应能力：发电量 冷 热 中采暖负荷：生热水负荷： W） 。 本项目计划建设周期 17个月， 计划 2015年 12月投入使用。 8 要 设计原则 本报告以科学发展观为指导，坚持开源节流并重，把能源安全放在核心地位，结合 长沙王府井黄兴路一店 资源情况提高能源综合利用效率，为 长沙王府井黄兴路一店 提供安全、 稳定、 经济、清洁、高效的能源保障 ， 将 天然气 分布能源系统建设成为能源高效利用典范和展示基地。 本项目在考虑能源匹配中心建设项目时，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） 根据天然气分布式能源示范项目实施细则的通知 (发改能源【 2014】 2382 号 )文件内容， 冷 、 热 、 电 联合供应 系统遵循 电量自发自用为主、多余上网，电网企业收购满足自用之外的上网电量。 遵循 余热利用最大化的原则，系统设备配置及运行模式由技术经济比较后确定。 本工程最终接入系统方案，以接入系统审查意见为准。 （ 2） 根据本项目各项负荷的种类、性质的情况，绘制不同季节典型日逐时负荷曲线及年负荷曲线，最终确定项目热、冷负荷。 （ 3） 联合供应系统 的年平均能源综合利用率大于 70。 （ 4） 联合供应系 统 设计最大程度考虑 削峰填谷 的目的，充分考虑储能的作用。 （ 5） 联合供应系统 设计智能化管理，做到能源利用效益最大化。 （ 6）本报告的经济评价所采用的天然气单价、供电单价、水价是参照长沙 市现行商业建筑价格及相关资料确定。 （ 7） 能源站设备自主化率达到 50%以上，以促进国产设备的技术进步和发展 。 （ 8）根据长沙市能源局 2012 年颁发的长沙市天然气分布式能源中长期规划 20122020 年，本项目隶属五一广场商业能源站区，项目的建设符合规划中发展的重点项目。 9 要技术经济指标 分布式能源站主要技术经济指标 见下表。 表 1分布式能源站主要技术经济指标 序号 项目 单位 数据 1 能源站年发电量 万 能源站年供冷量 热供冷量 能源站年供热量 热供热量 热供卫生热水热量 能源站年耗天然气量 万 供设备耗气量 万 能源站年自用电量 万 源站年自用水量 万 t 系统能源 综合 利用效率 % 统年平均能源综合利用率 % 发电设备年利用小时数 h 4158 8 设备自主化率 % 年节标煤量 t 1198 10 节能率 % 1 t/a 6768 12 t/a 252 13 t/a 108 14 t/a 2144 10 2 环境及资源条件分析 然环境概况 理位置 长沙王府井黄兴路一店位于湖南省长沙市中心商 业区黄兴中路，北邻贯穿长沙市区的五一大道，南邻以休闲娱乐闻名的解放西路及著名的黄兴路步行商业街，是长沙市目前单体面积较大的集购物、餐饮、娱乐、休闲为一体的百货商场 ，地理位置详见图 2 长沙王府井黄兴路一店地理位置（图 2 建设项目 地 11 象条件 湖南省 长沙 市位于长江中游之南、南岭以北，处于北纬 287，东经1083，属亚热带季风湿润气候。夏季多为海洋暖湿气团包围，温高湿重，盛夏时高温酷热。冬季常被西伯利亚和蒙古人民共和国一带南下的冷气团所控制，北方寒流频频 南下，且时常出现阴湿天气，气候比较湿冷。该地区属于典型的夏热冬冷地区。湖南省年平均气温在 16 18 之间，一年之中， 1月最冷，月平均气温一般为 4 7 ， 7 月最热，月平均气温为 27 30 ，气温年差一般大于 23 。 根据采暖通风与空气调节设计规范要求， 长沙王府井黄兴路一店 技改工程 项目按照 长沙 市室外气象资料作为计算依据： 夏季空气调节室外计算干球温度 ( )： 季空气调节室外计算湿球温度 ( )： 季空气调节室外设计日平均温度 ( )： 季室外平均风速（ m/s）： 季大气压力 （ 999200 冬季空气调节室外计算温度 ( )： 季室外相对湿度： 83% 冬季室外平均风速（ m/s）： 季大气压力（ 101960 源条件分析 对项目的资源条件进行详细的调研，包括太阳能、风能、 浅层 地热等资源情况，电力、燃气等传统资源的供应状况及应用政策，对项目资源情况 分析 如下。区域范围内优先适用清洁能源和可再生能源技术，煤炭等高污染的能源不 在 分析之列。 力 12 本项目建设地点位于 长沙市中心商业区黄兴中路， 该区域电力设施配套齐全， 长沙王府井黄兴路一店 采用书院 路 11010路 110供电规模是 8 台主变，分别为： 2000压器 2 台； 1600压器 2 台； 1250 压器 5 台 ； 1000 压器1 台； 630 压器 1 台 ，变压器总装机容量为 15080 然气 能源站 用燃气主要用于 燃气内燃发电机组 ， 长沙王府井黄兴路一店 配套建有天然气调压站 一座 ，调压站最大供应量： 1000h， 根据统计， 长沙王府井黄兴路一店 目前 天然气 实际用量为 高峰用气量为 150h。 源及供水方案 长沙王府井黄兴路一店 商业综合体 的供水由市政 1 根 管接入 ，综合体内部消防设有 1 根 网 。 商业综合体的 供水可以满足本项目要求。 它 条件 目前地表水资源距离能源站较远， 因此 不考虑利用地表水作为冷、热源的可行性 ； 长沙王府井黄兴路一店 原有 商业综合体 屋面 设计未考虑太阳能屋顶发电系统结构荷载 ，项目暂 不 考虑太阳能屋顶 发电系统。 13 3 冷、热、电负荷 分析 程 建设规模 长沙王府井百货有限责任公司是北京王府井百货（集团）股份有限公司旗下的全资子公 司，于 2004年 12月 02日正式入驻长沙，长沙王府井黄兴路一店位于湖南省长沙市中心商业区黄兴中路，北邻贯穿长沙市区的五一大道，南邻以休闲娱乐闻名的解放西路及著名的黄兴路步行商业街，经营主体为地下一层至地上十层，配备大型地下停车场，建筑面积 6万多平方米，是长沙市目前单体面积最大的集购物、餐饮、娱乐、休闲为一体的百货商场。为满足 该商业综合体 的冷、热、电负荷需求，拟建 天然气分布式能源站 ，并为 商业体 提供部分电力。 能源供应系统 长沙王府井黄兴路一店原设计采用集中供冷、供暖系统，电空调制冷机房设置 在 建筑物负一 层，内设 4台电空调主机及配套水泵系统；采暖用热泵露天设置于建筑物顶层。机组具体参数详见下表： 主机配置表（表 3 空调 台数 制冷量 采暖量 单机电功率 空调主机 1 2 4218 741 空调主机 2 2 1758 330 泵 6 831 11 77 总 量 10 16938 468 力负荷 情况 负荷 统计 长沙王府井黄兴路一店该区域电力设施 配套齐全，采用两路 110电站双路供电， 商业综合体 变压器总装机容量为 15080 下为 业主提供 14 2012年和 2013年实际电负荷统计数据表 （因王府井物业公司还管辖周边四栋商住楼，民用用电不计入本项目中，数据表将该部分单项开列） ： 2012年和 2013年 月用 电负荷统计数据 表 （表 3 日期 总用电量 商业总 用电量 空调用电量 商业（除空调） 用电量 民用用电量 2013年 千瓦时 /月（原始数据） 1 月份 3858960 2314776 661120 1653656 1544184 2 月份 3038880 2104600 405040 1699560 934280 3 月份 3350640 2303176 399120 1904056 1047464 4 月份 3189360 2202968 318880 1884088 986392 5 月份 3415200 2461512 423920 2037592 953688 6 月份 4023120 2982000 691280 2290720 1041120 7 月份 4648800 3466368 1084680 2381688 1182432 8 月份 4879920 3661624 1179280 2482344 1218296 9 月份 4722720 3470480 1068200 2402280 1252240 10月份 3962400 2929712 677960 2251752 1032688 11月份 3702000 2633344 739600 1893744 1068656 12月份 3291360 2277448 764320 1513128 1013912 2012 年 1 月份 2461440 1609960 609360 1000600 851480 2 月份 5317440 3507536 625760 2881776 1809904 3 月份 3102480 2030608 589280 1441328 1071872 4 月份 3393360 2362664 503760 1858904 1030696 5 月份 3850080 2868384 633400 2234984 981696 6 月份 2514720 1970744 430240 1540504 543976 7 月份 4579920 3502240 1092880 2409360 1077680 8 月份 5181840 3952248 1288160 2664088 1229592 9 月份 4962960 3767480 1086760 2680720 1195480 10月份 3666960 2723408 621640 2101768 943552 11月份 3581520 2257088 588160 1668928 1324432 12月份 3310800 1847696 622800 1224896 1463104 15 根据以上实际用电数据，分析 2012年和 2013年每天和每日实际电负荷情况： 2012年和 2013年日用电负荷分析数据表（表 3 日期 总用电量 商业总 用电量 空调用电量 商业（除空调） 用电量 民用用电量 2013年 千瓦时 /天（分析数据） 1月份 124483 74670 21326 53344 49812 2月份 108531 75164 14466 60699 33367 3月份 108085 74296 12875 61421 33789 4月份 106312 73432 10629 62803 32880 5月份 110168 79404 13675 65729 30764 6月份 134104 99400 23043 76357 34704 7月份 149961 111818 34990 76829 38143 8月份 162664 122054 39309 82745 40610 9月份 152346 111951 34458 77493 40395 10月份 132080 97657 22599 75058 34423 11月份 119419 84947 23858 61089 34473 12月份 109712 75915 25477 50438 33797 2012年 1月份 79401 51934 19657 32277 27467 2月份 189909 125269 22349 102921 64639 3月份 100080 65503 19009 46494 34577 4月份 113112 78755 16792 61963 34357 5月份 124196 92529 20432 72096 31668 6月份 83824 65691 14341 51350 18133 7月份 147739 112975 35254 77721 34764 8月份 172728 131742 42939 88803 40986 9月份 160095 121532 35057 86475 38564 10月份 122232 90780 20721 70059 31452 11月份 115533 72809 18973 53836 42724 12月份 110360 59604 20760 38844 48770 2012年和 2013年小时用电负荷分析数据表（ 表 3 16 日期 总用电量 商业总 用电量 空调用电量 商业 （ 除空调 ） 用电量 民用用电量 2013年 千瓦时 /小时（商业部分按 16h/d，民用部分按 24h/d）（分析数据） 1月份 7780 4667 1333 3334 3113 2月份 6783 4698 904 3794 2085 3月份 6755 4644 805 3839 2112 4月份 6645 4590 664 3925 2055 5月份 6885 4963 855 4108 1923 6月份 8382 6213 1440 4772 2169 7月份 9373 6989 2187 4802 2384 8月份 10167 7628 2457 5172 2538 9月份 9522 6997 2154 4843 2525 10月份 8255 6104 1412 4691 2151 11月份 7464 5309 1491 3818 2155 12月份 6857 4745 1592 3152 2112 2012年 1月份 4963 3246 1229 2017 1717 2月份 11869 7829 1397 6433 4040 3月份 6255 4094 1188 2906 2161 4月份 7070 4922 1050 3873 2147 5月份 7762 5783 1277 4506 1979 6月份 5239 4106 896 3209 1133 7月份 9234 7061 2203 4858 2173 8月份 10796 8234 2684 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）典型日电负荷曲线图 17 根据 商业用电 电负荷统计情况，该 商业综合体 小时用电平均负荷在 4500左右 ，王府井内设电影院和餐饮企业，电影院和部分餐饮企业为 24h 营业，根据了解，电尖峰负荷基本出现在 12： 0016： 00 和 18： 0021： 00，典型日电负荷曲线图如下： 典型日额定产量电负荷曲线（图 3 、热 负荷 情况 、热负荷统计 长沙王府井黄兴路一店 商业综合体 冷、热负荷情况，业主提供了电空调和热泵用电负荷相关文件，本报告在业主提供的用电负荷资料的基础上进行了完善和复核， 以满足天然气分布式能源站项目对负荷深度要求 。 具体 参数见 2012年和 2013年空调设备小时用电负荷分析数据表（表 3： 2012年和 2013年空调设备小时用电负荷分析数据表（表 3 18 日期 商业除空调用电量 空调用电量 供冷 （ 供热 （ 2013年 千瓦时 /小时（商业部分按 16h/d，民用部分按 24h/d）（分析数据） 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 季典型日空调冷负荷曲线图 19 根据冷负荷统计表，该商业综合体空调冷负荷主要在 7份。因该综合体有大量餐饮企业和电影院，空调负荷曲线紧随人流量波动 人员的散热负荷增加 ，极端负荷主要集中在中餐和晚餐时段。夏季典型日负荷曲线图如下： 夏季典型日冷负荷曲线（图 3 季典型日 空调 热负荷曲线图 根据热负荷统计表，该商业综合体空调热负荷主要在 11月份 月份。因该商业综合体属于节能建筑，如商业照明负荷、 建筑维护结构负荷基本全天相对较为稳定，补充的新风负荷随人流量波动稍有一定波动，极端负荷主要集中在晚上营业时段。冬季典型日负荷曲线图如下： 冬季典型日 热 负荷曲线（图 3 20 生热水 负荷 情况 根据调查了解，长沙王府井黄兴路一店商业综合体，但长沙王府井黄兴路一店物业公司管辖了周边三兴公寓、维也纳酒店（长沙步行街店）、王府井商务楼等。统计分析，维也纳酒店拥有客房 190 间，三兴公寓和王府井商务楼常住人口约 1300 人，以上三处建筑物均具有改造集中供卫生热水条件。依据民用建筑供卫生热水设计参数，宾 馆客房按每床位每日 160L 卫生热水，住宅用户每人 80L 计算，每天可消耗卫生水热约为 165t（热水温度按 60 ，折算为 8700kW/d， 363 kW/h）计算考虑，使用时间为全天 24h。 21 4 分布式能源系统工程方案 源站方案设计原则 保证安全供能为首要前提新建的分布式能源系统与传统供能方式相比提高了区域 性 能源供应的安全性，主要体现在以下方面：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 其它 部分重要负荷供电。因此，电力可通过电力和燃气两种能源保障建筑能源供应。 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采用能源梯级利用等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 ， 冷热电三联供 系统的年平均能源综合利用率大于 70 。 合建筑实际情况，增强可实施性系统设计、建设及运行紧密结合 区域 用能特点，按照区域冷热电 的 需求变化规律提供高品质的供能服务。与已有的区域建筑的规划、设计方案和工程进度相结合，充分利用规划区域的周边资源。同 时尽量临近负荷中心，发挥分布式能源系统优势。 项目属于能源系统改造， 考虑到负荷峰值因素，能源站通过余热利用系统供应冷、热 、电 基本负荷，调峰通过 原能源系统设备， 满足尖峰负荷 。 用电力 10入 商业综合体 总 变电站 。 源站 发电量以保证 长沙王府井黄兴路一店 基本用电量需求配置， 其余的用电由电网解决 。 源站各项用水的水源均考虑采用 商业综合体总供 水管网 。 气、取水、线路、能源管道输出等设计分界面为能源站 界限 外 1 米 。 源站为 屋面全露天布置 ，根据燃气冷热电三联供工程技术规程 2010 中要求，当能源站布置于屋面时，单台发电及容量不应大于2 22 源站循环冷却水系统采用机械通风冷却塔的循环供水系统 。 然气分布式能源站按较高的自动化水平配置，能够随着外部负荷变化，自动调节运行工况 。 联供系统发电机组选型原则 本项目燃料为天然气，对环境污染少，但燃料价格相对较高。因此，提高热效率、降低能耗显得十分必要。本项目的燃气发电设备应考察其技术的先进性、产品的成熟性和稳定性，结合燃气 内燃 发电 热电联产分布式能源站的特点，拟定机组的选型原则如下： 综合考虑 能源供给 的安全性、稳定性、可靠性，机组调节的灵活性，技术上的先进性、经济上的可行性 。主机的负荷调节范围宽，适应负荷波动能力强。 于天然气价格较高，应尽可能选用高效率的 燃气内燃发电机或 燃气轮机热电联产机组，以充分利用能源，降低 能源供给 价格 。 厂 年平均能源综合利用率大于 70。 择先进、成熟的标准系列产品，具有高的可靠性及可用率，努力提高设备的国产化率，降低初投资以及日后运行成本 。 满足环境保护要求的低 放和低噪音 。 机 具有较佳的技术优势和价格优势 。 户的供电可靠性要求较高时，发电机组不宜少于 2 台。 电机组（并网运行）容量根据基本电负荷曲线确定，单台发电机组容量应满足低负荷运行要求。 源站 发电机组规模 联供系统发电机组设备容量，按下列要求确定： 23 （ 1）发电机组（并网运行）容量根据基本电负荷曲线确定，单台发电机组容量应满足低负荷运行要求。 （ 2）用户的供电可靠性要求较高时，发电机组不宜少于 2 台。 （ 3）发电机组的余热利用最大化 。 长沙王府井黄兴路一店商业综合体变压器总装机容量为 15080据实际用电量统计分析和电负荷曲线，该商业综合体小时用电平均负荷在4000右，本项目发电机组总容量可在 1500 4000表是该范围内联供机组（内燃机型）的余热量。 不同规模发电机组的余热利用量（ 表 4 总发电容量 余热制冷 余热制热 500 2000 1500 2000 2700 2000 2500 3300 2500 3000 4000 3000 3500 4670 3500 4000 5350 4000 4500 6019 4500 该商业综合体空调 平均 冷负荷 约 为 9600kW/h，空调 平均 热负荷为3000kW/h，可开发利用卫生热水负荷约为 360kW/h。结合本工程空调冷、热负荷，总发电规模采用 3000别较为合适。 4. 4 能源站设备配置 从实现冷（热）电联供的功能来说，联供能源系统中的主要设备有发电设备、余热利用设备及调峰设备构成。其中，发电机组包括 燃气 内燃机发电机组和燃气轮机发电机组两大类；余热利用设备主要是溴冷机和余热锅炉；调峰设备包括 电制冷机、换热器等。 发电设备的选择 24 目前几种较为常用的燃气发电设备比较如下表所示。 燃气发电设备比较（ 表 4 燃气内燃机 燃气轮机 微燃机 燃料电池 容量（ 2000000电效率 (%) 25180合效率 (%) 70000料供应压力 低、中压 中、高压 中、高压 低、中压 噪音 高 (中 ) 中 中 低 较大 小 小 更小 燃气轮机单机容量较大，较为成熟的设备单机容量均远大于 1000气微燃机单机容量较小，一般在 250下，其发电效率及综合热效率均较低，生产厂家也较少，相应的设备价格较高；燃料电池应用较少，相对成本更高。本项目对于系统的经济性及稳定可靠性均有较高的要求，因此微燃机和燃料电池同样不适用于本项目。在本项目的方案设计中将主要考虑发电效率较高且设备技术成熟的燃气内燃发电机组。 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。但应用于分布能源电源方面，燃气内燃发电机组有其它原动机所不及的优点： （ 1）燃气内燃机生产历史悠久，设备技术成熟，各种配套设备及控制系统都已经形成模块化组合，与发电机组的联合应用稳定、可靠，发电机组也已经形成了从小到大的系列化产品，在 5000下的发电容量范围内具有较多的选择。 （ 2）地理环境造成动力输出影响最小，高温、高海拔下仍可正常运行。 （ 3）由下图可见，当电负荷在 50% 100%范围内变化时，燃气内燃机发电效率变化趋势平缓，具有良好的变工况特性 。 25 ）燃气发电机负荷率燃气内燃机燃气轮机微燃机不同发电机随负荷率变化曲线 图 （ 图 4 （ 4）燃气内燃机一般只需要中低压燃气即可，如某型号发电出力1000量范围的燃气内燃机进气压力为 3右，一般的城市中压管网完全能满足其要求。 （ 5）燃气内燃机的启动速度时间快，有利于故障工况下的快速恢复。 （ 6）与其它形式的发电机相比，燃气内燃机的噪音和 放较差，但能满足相关的国家标准，并且随着稀薄燃烧等新技术的应用其环保特性不断改善。 综上所述，发电设备选择燃气内燃发电机组安全、经济、可靠。 根据 冷热电 负荷 分析，本项目单台机组规模可以选择： 2 1500别燃气内燃发电机， 3 1000别燃气内燃发电机， 4 750别燃气内燃发电机。结合实际运行经验，以及用户的供电可靠性要求较高，冷热负荷存在波动性等方面考虑，发电机组不宜少于 2 台，且考虑 商业综合体 电力负荷波动等情况，并结合燃气内燃发电机低负荷工况效率降低等因素影响。设计考虑对单台功率 150000050 方案一： 2 1500别燃气内燃发电机 优点：燃气内燃发电机技术虽已很成熟 ，但在不同级别的机型上差异较 26 大，目前国内已投运的中小型燃气内燃发电机中，国际主流制造商均有该级别机型， 1500别设备效率高，且国内运行维护经验较为丰富。在并联余热利用设备方面，国内有成熟匹配的产品供应， 国内多采用 1+1（ 1 台发电机组配 1 台溴化锂烟气机）配置方式，控制及配电等辅助系统相对简单，投资省。 缺点：负荷适应性相对单一。 方案二： 3 1000