天然气分布式能源站资源利用与节能分析

天然气分布式能源站资源利用与节能分析资源利用能源利用有利于优化和调整电源结构目前我国用于发电的一次能源主要依赖煤炭，2014年约占75%。水力发电约占19%，核能发电尚处于起步阶段。而风能、太阳能等新能源的应用还不具备大规模实施的条件。适量引进天然气发电，有利于优化和调整电源结构，逐步实现发电能源多元化。有利于缓解环境保护的压力由于天然气是一种高效清洁的气体能源，没有SO2和粉尘、灰渣污染，适于分散利用，只要技术经济分析合理，应该在适当的地区发展燃气分布式能源系统。天然气分布式能源系统应该是城市能源系统的一种必要的、有益的补充。本工程投产发电供热后，与同容量燃煤机组相比，烟尘排放量可减少约118.4吨、SO2排放量减少约293.3吨、CO2排放量减少约26987.2吨，NOx排放减少约232.3吨，可显著减轻日益严重的环保压力。天然气利用天然气具有洁净、高效、储藏丰富、价格稳定等特点，国内天然气探明储量约4.7万亿立方米，探明可采储量预测3.1万亿立方米；国外主要天然气资源国家储量：俄罗斯48.14万亿立方米、伊朗27.5万亿立方米、卡塔尔25.78万亿立方米、沙特6.75万亿立方米、阿联酋6.06万亿立方米、美国5.6万亿立方米。本工程分布式能源站达产后，设备年利用5280小时（220天），年共需天然气为816.5万标立方，天程。土地利用“十分珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地”是我国的一项基本国策，在工程建设中须切实加以贯彻执行，在满足生产，符合安全、防火、防爆、卫生等要求的前提下，本项目能源站为混凝土结构，建筑物结构设计使用年限为50年。水资源利用节水措施的总则为：资源化，减量化，分质供水用水，循序使用，循环利用，创建节水制度，加强节水用水管理。节水的主要途径一是一水多用，重复利用，循环使用；二是加强水务管理，防止跑冒滴漏，本工程采用的主要节水措施如下：实行分质供水按照各用水系统对水质的不同要求，实行分质供水，如锅炉补充水要求较高，采用化学软化水；设备冷却水对水质要求较低采用净水站净化处理的水即可；生活用水采用自来水。提高水的重复使用率设备冷却水采用循环水，用水全部回收循环使用降低生产用水量。加强水务管理能源站各用水系统均装设计量表计和阀门，以避免常流水。加强各用水点的用水和排水水量、水质的监控、监测，按水质、水量要求控制调度全厂用水。所有的厕所冲洗阀全部采用节水阀。建议能源站设立水务管理机构，统一管理全厂用水，设立奖罚制度，以制度形式把用水指标控制在较先进的水平上。建筑材料利用当地原材料利用能源站建设贯彻因地制宜、就地取材的方针。设计中优先选用符合要求的当地材料，如砖、砂石、水泥及保温材料等，以节省运输费用。尽量利用现场开挖的砂土进行回填，节约原材料和运输费用；利用当地生产的管桩，作为建筑物桩基，节省工程造价。节约和合理利用原材料措施（1）在混凝土构件中尽量采用预制件及多用途模板，以减少木材的消耗量。（2）主要生产建筑物采用合理的结构形式和轻型墙体材料，减少了建筑物的荷重，以节约钢材、水泥用量。（3）以强度控制的钢筋混凝土构件配筋尽量采用HRB400热轧钢筋，减少混凝土结构钢筋用量，节约费用。（4）设备和管道保温以及土建围护结构选用保温性能好的材料，减少热损。节能分析本工程设计所采取的节能措施及效果节约燃料在能源的生产和转化环节采用热电联产技术。常规的燃气利用系统，把天然气直接输入燃烧器去燃烧，实现供冷和供热的功能。高品位的清洁能源，用来生产低品位的能源，能源的品味跨度非常大，大大的降低了能源的使用效率。而采用热电联产系统，实现了能量的梯级利用，用高品位的燃气先去发电，生产较高品位的电能，燃气的能量的40%左右直接转化成高品位的电能；用发电的余热（烟气、冷却水）去制热，既实现了能源的梯级利用，又做到物尽其用，充分利用了燃气蕴涵的热能。年平均能源综合效率达到85.77%。降低电耗（1）电机节能选型说明选用发电效率高的燃气内燃发电机组；尽量选用节能设备，节约用电，如各种水泵及其它大功率用电设备应考虑采用变频等调节手段降低系统在部分负荷时段的能耗；照明设备均应采用节能灯具。（2）通过智能控制系统，主动参与的用户端的用能管理，实现供需两端动态匹配和实时优化，提高系统运行性能，降低能耗。节约用地的措施节约用地是我国的一项基本国策，近年来，随着经济的发展，住宅区建设、工矿企业建设、交通设施等基础建设用地猛增。因此，节约用地、少占耕地是我们每个设计者的责任。为达到此目的，我们分别在总平面布置和设备选型上采取了节约用地措施。（1）设备合理布置，充分利用空间能源站内设有燃气内燃发电机间、配电室、控制室、机柜间等，全部紧凑布置在能源站内，占用空间少。（2）采用占地小的工艺在余热利用上，本项目机组发电后烟气余热以及高温缸套水余热通过换热器用来预热来自锅炉冷渣机的40℃给水。节约用水的措施为体现资源节约、环境友好，在本项目中主要考虑了以下节水措施：（1）各系统补水安装用于计量的流量计，补水量可以实时地上传到上位机，及时发现系统故障，按计划用水。（2）采用雨污分流的排水系统，对雨水进行综合再利用。区分生活用水和生产用水。生产用水可以利用中水等再生水代替，如机房冲洗地面等用水采用中水，使水资源得到充分利用。（3）在施工和调试过程中，加强管理，合理安排工序，实现项目建设过程中的节水效果。（4）系统运行时，选择合理的系统工作压力，通过加强对用户端和室外管网的综合运行管理，减少跑、冒、滴、漏等的情况。实现系统补水量的严格控制。工艺系统设计时考虑的节能措施（1）优化管网设计在能源设备布局过程中，优化管网的路由，加强施工过程管理，严格控制管网施工过程的局部阻力的发生可能性，降低管网阻力，节约介质的输送能耗；经过测算，确定管网保温的经济厚度，既满足管道的保温要求，又使投资控制在合理范围之内。（2）运行方式在系统的控制环节中，通过构造闭环运行系统，实现供能效果，达到安全运能的标准，完全满足客户需求。由于自控系统具有自主学习的功能，所以可以不断提高能源的利用技术和水平，最终实现节能、高效、安全的运行模式。通过系统的控制，优化运行策略，可以挖掘节能潜力3～5%。（3）选用节能产品在辅机、电机、灯具选型时，选用节能型产品，以降低厂用电，节约能源。本工程设计的节能效果本项目采用燃气内燃机+换热器的天然气分布式能源系统供能，充分利用燃气及内燃机余热，满足厂区部分用电及热力需求，实现能源的梯级利用，与燃气锅炉直接供能方式相比，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。本项目达产后年耗天然气816.5万标立方，年供电3449.3万千瓦时，分布式能源联供效率达85.77%。表8.2-1:能耗指标表序号项目单位数据1能源站年供电量万千瓦时3519.6（与56页运行天数功率矛盾）2能源站年供蒸汽量（折蒸汽）万吨4.33能源站年耗天然气量万标立方816.54能源站年自用电量万千瓦时70.35联供系统综合能源利用效率%85.776年节标