分布式能源技术发展现状及应用分析课件

天然气分布式能源技术发展现状

及应用分析分布式能源与动力装置事业部

12/28/2022上海航天能源股份有限公司简介上海航天能源股份有限公司（SAE）的主要股东：

中国航天科技集团公司（67%）上海燃气集团有限公司（10%）等上海航天能源股份有限公司主要业务部门：信息化集成系统事业部工程项目营销部分布式能源与动力装置事业部美国Capstone微燃机中国区代理德国MWM燃气内燃机合作伙伴中国城市燃气协会分布式能源专委会常务副主任单位上海市天然气供应保障与高效利用工程技术中心上海航天能源股份有限公司简介上海航天能源股份有限公司投资的主要子公司：

上海飞奥燃气设备有限公司（SAE60%、ItalyFiorentini40%）上海皆科管道系统有限公司（SAE51%、ItalyGECO49%）常熟上海飞奥压力容器制造有限公司上海舜华新能源系统有限公司重要生产基地：江苏盛伟压力容器制造有限公司辽宁汇中能源科技有限公司分布式能源技术发展现状及应用分析分布式能源技术发展现状分布式能源技术政策及规划分布式能源技术组成分布式能源技术装备及选用分布式能源技术应用评估分析分布式能源技术的应用案例介绍（宾馆酒店、医院、办公楼、工业等）天然气分布式能源发展现状

分布式能源在我国提出已有30多年，项目研究和示范也已有10多年。比较典型的早期项目就是上海浦东国际机场项目。国务院研究室在2011年初分布在北京、上海、重庆和广东召开座谈会，并于4月向国家最高领导机关提交“关于加快天然气冷热电联供能源发展的建议”。2011年10月四部委发布《关于发展天然气分布式能源的指导意见》；2012年3月温总理在《政府工作报告》中提出：“加强用能管理，发展智能电网和分布式能源，……等有效的管理方式。优化能源结构，推动传统能源清洁高效利用，……”。上海浦东机场4000kW燃气轮机和余热蒸汽锅炉组成的CHP系统分布式能源系统组成2011年10月，国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部和国家能源局联合发文《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号）：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，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。分布式能源技术政策、规划及规范（一）国家发改委《“十二五”新能源产业发展规划纲要》明确提出“促进分布式能源系统的推广应用”。同时，国家能源局委托中国城市燃气协会组织开展

“十二五”天然气分布式能源发展形式、国内外市场和技术示范、相关标准规范、与智能电网关系等问题的专题研究。（二）国家出台了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》。2011年10月，国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局联合下发的《关于发展天然气分布式能源的指导意见》提出：“十二五”初期启动一批天然气分布式能源示范项目，“十二五”期间建设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。分布式能源技术政策、规划及规范（五）《国务院关于大力实施促进中部地区崛起战略的若干意见》2012.8.31因地制宜推广分布式新能源发电；扎实推进江西南昌国家低碳城市试点，适当扩大中部地区低碳省份和低碳城市试点范围；加大工业、建筑、交通等领域节能工作力度，推进重点节能工程建设。加大惩罚性电价、差别电价实施力度和范围。加快推行合同能源管理，大力发展节能环保产业。分布式能源系统组成《关于发展天然气分布式能源的指导意见》提出：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，包括城市工业园区、旅游集中服务区、生态园区、大型商业设施等。主设备是否具有连续运行能力，可靠性如何？发电效率、余热的品质考虑实施现场的安装条件、环境条件（振动、噪声、排放）机组的维护保养、全寿命周期费用自动控制要求设备选用关注点燃气轮机燃气内燃机微燃机动力设备余热利用设备余热回收器余热吸收式冷温水机组供能设备及其选用项目燃气发动机小型燃气轮机微型燃气轮机单机功率3～22000kW500～20000kW30～200kW发电效率30～46.8%25～41%24~33%NOx排放小于100ppm小于25ppm小于9ppm热电比热电比较小热电比大热电比大余热品质余热品质佳，500度烟气余热品质佳，500度烟气余热佳，烟气300度体积重量较重、体积较大重、体积大体积小、重量轻噪声噪声大，通常大于100dB噪声大，通常大于100dB噪声小于75dB（1m）其他余热回收复杂天然气进气压力一般不小于1.6MPa，需要增压设备可多台组合，灵活可靠，可直接接溴化锂直燃空调系统外围设备多、基础投资大，一般需要独立的厂房需要独立的厂房数字化控制，可远程管理；无外围系统、无需专用厂房动力设备比较供能设备及其选用燃气发动机一览国外日本洋马5～350西班牙高斯科尔304～1204美国康明斯995～2000奥地利颜巴赫294～4029德国MWM400～4300三菱重工315～5750德国曼8538～17076德国TES100～2000芬兰瓦锡兰4343～18759美国瓦克夏220～3234美国卡特彼勒125～3860德国MTU116～2145国内广柴（中速）750～1000济柴5～580河柴160～1100胜动24～600小型燃气轮机日本川崎610～17370德国西门子5400～19100美国索拉1210～15000小型燃气轮机一览航空发动机技术30kW、65kW、200kW600kW、800kW、1000kW适用多种燃料超低排放量(<9ppmNOx)室内、室外或楼顶均可简易安装维护管理简单、便捷可并网或孤网运行可靠性高Capstone微型燃气轮机Capstone微型燃气轮机

往复式内燃机

压缩机叶轮永磁铁透平叶轮成百上千个运动部件涡轮机仅此一个运动部件比较基本免维护

Capstone燃气轮机

往复式内燃机保养周期表

（以Caterpillar为例）没有按此所述进行正确的保养将会导致发动机性能下降和/或加速发动机部件的磨损。40,000小时大修，无小修，无需保养

20年设计寿命平均每年计划维护时间不超过4小时，大修计算在内大部分部件可以在运行中更换8000小时更换燃料过滤器更换空气过滤器更换点火器20,000小时更换喷嘴更换热电偶更换电池板40,000小时发动机维修需要时保养轴承（滚珠轴承）–润滑冷却系统冷却液液样（2级）–取样发动机空气滤清器滤芯–更换燃料计量阀–检查发电机–干燥处理发电机组–测试绝缘材料–测试大修考虑事项旋转整流器–测试空间加热器–检查节气控制阀（油门）–检查气门杆凸出量–测量/记录变阻器–测试绕组–测试每日保养空气启动马达润滑器油位–检查空气罐中的水气和沉积物–排放轴承温度–测量/记录冷却系统冷却液液位–检查发动机空气滤清器保养指示器–检查发动机机油油位–检查燃料系统燃料滤清器压差–检查除烟滤清器压差–检查发电机–检测发电机负载–检查功率因数–检查定子绕组温度–测量/记录电压和频率–检查围绕发动机检查每周备用发电机组保养建议最初的250个工作小时曲轴箱窜气–测量/记录气缸压力–测量/记录气门杆凸出量–测量/记录

每250个工作小时蓄电池电解液液位–检查发动机机油油样–取样除烟滤清器–排放最初的1000个工作小时冷却系统冷却液液样（1级）–取样冷却系统补充用冷却液添加剂（SCA）–测试/添加发动机转速/正时传感器–清洁/检验每1000个工作小时后冷器冷凝器–排空交流发电机–检查皮带–检查/调整/更换曲轴箱压力–测量曲轴减振器–检查发动机曲轴箱呼吸器–清洗发动机机油–更换发动机机油滤清器–更换发动机气门间隙和桥臂–调整燃气压力调节器冷凝水–排放软管和卡箍–检查/更换点火系统正时–检查/调整空气进气系统–检验水箱–清洁水泵–检查每2000个工作小时冷却系统冷却液液样（1级）–取样冷却系统补充用冷却液添加剂（SCA）–测试/添加发动机转速/正时传感器–清洁/检验发电机组振动–检验定子引线–检查每3000个工作小时点火系统火花塞–更换每4000个工作小时空气启动马达润滑器油杯–清洗压缩机旁路–检查曲轴箱窜气–测量/记录气缸压力–测量/记录发动机的固定–检查发动机保护装置–检查启动马达–检查每8000个工作小时冷却系统冷却液液样（2级）–取样除烟滤清器滤芯–更换旋转整流器–检查涡轮增压器–检查水温调节器–更换在10000至20000个工作小时之间大修（发动机上部）每24000个工作小时或每3年冷却系统冷却液（DEAC）–更换在30000至60000个工作小时之间大修（在机架上）在50000至100000个工作小时之间轴承检查。大修（主要件）比较建设分布式能源系统会增加成本吗？初投资相对较大节省了部分电力增容的固定投资节省了占地面积节省了运行人员和维护费用节省了备用燃油储罐许可和投资节省了锅炉和空调机投资（部分项目中）运行支出仅为燃料费用电、热、冷综合收益整个运行寿命的节支收益项目评估分析分布式能源项目收益分析

收益=发电收益＋供热（冷）收益

－天然气消耗费用－运行维护费用

气价、电价决定了分布式供能项目的基本经济效益走向；

由于各地的气价差别较大，因此一个完全一样的项目就可以有不一样的结果；因此，具体项目需要具体分析。项目评估分析分布式能源项目收益分析(楼供)

项目评估分析项目地上海天然气价格（元/NM3)2.43电价(元/kW.h)0.9热价(元/kW.h)0.55项目地南昌天然气价格（元/NM3)3.68电价(元/kW.h)1.0584热价(元/kW.h)0.5项目地上海年运行时间(h)年收益(万元)简单投资回收期(年)3000986.040001314.550001633.6项目地南昌年运行时间(h)年收益(万元)简单投资回收期(年)3000629.54000837.150001035.7说明：1.总投资仅含分布式能源系统机电部分，不包括土建费用；2.收益已扣除设备维护费用，但未扣人工管理；

3.投资回收未计设备折旧、贷款利息等分布式能源项目收益分析(区供)

项目评估分析项目地上海天然气价格（元/NM3)2.43电价(元/kW.h)0.6热价(元/kW.h)0.55项目地南昌天然气价格（元/NM3)3.68电价(元/kW.h)1.0584热价(元/kW.h)0.5项目地上海年运行时间(h)年收益(万元)简单投资回收期(年)300028135.3400037504.0500046883.2项目地南昌年运行时间(h)年收益(万元)简单投资回收期(年)300033334.5400044443.4500055552.7说明：1.总投资仅含分布式能源系统机电部分，不包括土建费用；2.收益已扣除设备维护费用，但未扣人工管理;3.投资回收未计设备折旧、贷款利息等已实施的具体项目实例

据不完全统计，目前全国已完成分布式能源项目近50个；航天能源已完成分布式能源项目17个，在建项目3个，审批项目5个，可研项目近20个。深圳燃气集团总部办公大楼系统配置：4台C200微燃机1台C65微燃机1台溴化锂制冷机智能控制管理系统供能能力：发电：865kW制冷：1163kW生活热水：2t/h已实施的具体项目实例（办公）建筑概况：建筑面积约6万平方米，分布式能源系统供能能力约占建筑最大设计负荷的14~15%。上海航天宾馆该系统装有2台Capstone公司生产的C65ICHP微燃机，每台容量为65kW，热水产量为5t/h（15-60℃）。

该系统于2012年2月投运，微燃机产生的热水完全满足宾馆（建筑面积13741平方米，客房总数186间、350个床位）的洗浴需求。

该系统总投资320万元，相比原系统，年收益约60万元，静态回收期约5.3年。已实施的具体项目实例（酒店）已实施的具体项目实例（医院）

系统采用3台美国Capstone公司生产的C65ICHP微型燃气轮机一体机，发电195kW，生活热水6-8t/h，产生的热水全部满足医院病人的洗浴需求和手术室的热水需求。分布式能源系统由发电机组、热交换器、泵、阀、蓄热水箱和热水管道及进口关税、并网费等组成，系统设备的投资估算为550万元左右。上海第一人民医院发电量130kW，供热量220kW；实现了分布式供能系统与原有烘干设备的完美匹配；改变传统烘干直接燃烧气、油、电等高品位能源供热现状；预计年经济收益可达35万，节约标煤90t，减排210t。已实施的具体项目实例（工业）玉柴联合动力发电容量600kW，余热量638kW；发电机产生烟气余热用于预加热工业用导热油；产生的缸套水余热用于驱动温水补燃吸收式制冷机，工艺制冷；年预计节省费用260万，节约标煤440t，减排CO21069t。已实施的具体项目实例（工业）昆山福伊特纸业申能大厦CCHP系统已实施的具体项目实例（楼宇）杭州燃气七堡基地CCHP系统已实施的具体项目实例（楼宇）南方电网CCHP系统已实施的具体项目实例（楼宇）上海市北燃气CCHP系统已实施的具体项目实例（楼宇）其它部分投运案例项目名称工程描述上海飞奥CCHP系统