一、項(xiàng)目概述：
由北京某投資有限公司承建的北京某購物中心項(xiàng)目即將開工建設(shè)，該項(xiàng)目位于北京某工業(yè)開發(fā)區(qū)，總建筑面積373，000m 2，其中購物中心326，960m 2，酒店式公寓46，040m 2，項(xiàng)目建成后將是北京最大、最現(xiàn)代化的商業(yè)購物中心。
北京恩耐特分布能源公司已為本項(xiàng)目編制了項(xiàng)目熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)解決方案，根據(jù)業(yè)主要求，本公司在恩耐特分方案基礎(chǔ)上再提出能源島解決方案，供業(yè)主和有關(guān)專家參考。
采用熱電冷能源供應(yīng)中心技術(shù)來解決大型購物中心的電力、制冷、采暖、熱水和新風(fēng)除濕，以及游泳池溫水等能源產(chǎn)品供應(yīng)，這是世界發(fā)達(dá)國家普遍采用的先進(jìn)能源技術(shù)，它通過對(duì)能源的“溫度對(duì)口。梯級(jí)利用”，實(shí)現(xiàn)高度的節(jié)能，從而降低用戶能源成本，并實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。
北京市委書記劉淇最近在一份專家建議上批示，北京應(yīng)該發(fā)展使用分布式能源系統(tǒng)建設(shè)的中、小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)，另有三位副市長明確支持在北京大力發(fā)展小型分布式能源系統(tǒng)，以解決北京的電力、熱力瓶徑問題，同時(shí)優(yōu)化天然氣使用結(jié)構(gòu)。 為什么要發(fā)展分布式能源--小型燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)，首先該技術(shù)有非常好的經(jīng)濟(jì)性，北京市物價(jià)局已經(jīng)公布用于區(qū)域熱電冷聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的天然氣價(jià)格為1.4元/立主米，以天然氣價(jià)格使用小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)的項(xiàng)目，在北京商業(yè)用電高峰、平峰兩段平均電價(jià)0.814元/kWh條件下，供熱期每利用1立方米天然氣可以產(chǎn)生3.44元的直接經(jīng)濟(jì)收益，減去天然氣成本的效益為2.04元；制冷期可以產(chǎn)生3.24元的直接經(jīng)濟(jì)收益，減去天然氣成本的效益為1.84元，等于免費(fèi)使用天然氣后再有0.44～0.64元的經(jīng)濟(jì)收益，完全可以滿足設(shè)備運(yùn)行成本和折舊，是一種“一本萬利”的新技術(shù)，既節(jié)約了能源，又節(jié)約了金錢。
天然氣產(chǎn)值分析(北京商業(yè)峰段平均電價(jià))
項(xiàng) 目 單 位 小型燃機(jī) 熱電冷 微型燃機(jī) 熱電冷 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 熱電冷
燃?xì)馔馊紮C(jī) 熱電 燃?xì)忮仩t 蒸汽溴化鋰
天然氣價(jià)格 元/m 3 1.4 1.65 1.65 1.65 1.8/1.7
發(fā)電效率 30% 28% 35% 31.50% 0.00%
單位燃?xì)獍l(fā)電量 kWh/m 3 2.93 2.73 3.42 3.08 0.00
電價(jià) 元/kWh 0.814
發(fā)電收益 元/m 3 2.39 2.23 2.78 2.50 0.00
供熱效率 50% 50% 40% 50% 85%
單位燃?xì)夤崃?kWh/m 3 4.88 4.88 3.91 4.88 8.30
供熱成本價(jià) 元/kWh 0.2168
供熱收益 元/m 3 1.06 1.06 0.85 1.06 1.80#p#分頁標(biāo)題#e#
熱電聯(lián)產(chǎn)收益 元/m 3 3.44 3.29 3.63 3.56 1.80
供熱差值 2.04 1.64 1.98 1.91 0.00
單位燃?xì)庵评淞?kWh/m 3 4.88 3.66 2.54 9.77
制冷成本價(jià) 元/kWh 0.1740
制冷收益 元/m 3 0.85 0.64 0.44 1.70
冷電聯(lián)產(chǎn)收益 元/m 3 3.24 2.86 3.22 1.70
效益差值 1.84 1.21 1.57 0.00
上表說明發(fā)展燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)對(duì)用戶具有極好的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)際上在發(fā)電供熱以外，還有免費(fèi)的高溫?zé)崴蛏钣玫臏厮?yīng)，并可以利用余熱鍋爐的排煙的廢煙氣進(jìn)行除濕干燥，其經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。
二、設(shè)計(jì)原則
分布式能源設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵因素是根據(jù)用戶的實(shí)際需要，對(duì)于用戶的多種需求特性進(jìn)行實(shí)事求是的分析，制定一個(gè)具有最大適用性的設(shè)計(jì)方案。
北京某購物中心項(xiàng)目的特性是現(xiàn)場沒有現(xiàn)成的電力、熱力供應(yīng)條件，但有天然氣高中壓管道供應(yīng)，如果采用傳統(tǒng)方式必須自建變電站并施工進(jìn)行電力接入，同時(shí)自建鍋爐房、換熱站、制冷系統(tǒng)、新風(fēng)除濕系統(tǒng)、熱水鍋爐、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等能源設(shè)施。還需要解決施工電源、施工階段的臨時(shí)建筑采暖等一系列問題。所以建設(shè)能源中心將可以一攬子解決該工程的所有能源需求，并有效降低工程中能源系統(tǒng)建設(shè)的綜合投入，真正實(shí)現(xiàn)即節(jié)能又省錢。
此外，購物中心的能源使用結(jié)構(gòu)比較簡單，電力、采暖、制冷、新風(fēng)系統(tǒng)基本同步，需求相對(duì)比較匹配，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)因素不復(fù)雜，自主保障困難不大。因此，我們建議采用：能源島設(shè)計(jì)方案，即自己解決全部能源供應(yīng)，除天然氣和水利管網(wǎng)外不與外部能源設(shè)施聯(lián)系，自給自足。
由于本項(xiàng)目工程浩大，可以采用多機(jī)組方案，且可以使用天然氣/柴油雙燃料的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，所以完全可以實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的自保和安全。
在北京發(fā)展分布式能源項(xiàng)目中，最大阻力是電力部門，因此采用能源島技術(shù)解決方案可以不依靠電力系統(tǒng)，不用與電力公司周旋，自己掌握主動(dòng)。
三、工程設(shè)想：
利用現(xiàn)有天然氣中壓管道氣源條件，首先購置3臺(tái)1000kW級(jí) 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，解決工程建設(shè)的電力供應(yīng)，并負(fù)擔(dān)建設(shè)期臨時(shí)建筑物的采暖供應(yīng)。在主體工程?hào)|南角地下室建設(shè)一熱電冷能源綜合供應(yīng)中心，主設(shè)備采用兩臺(tái)調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行可靠的5500千瓦等級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，并利用其余熱驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)28噸級(jí)補(bǔ)燃/余熱鍋爐，冬季利用余熱產(chǎn)生24噸蒸汽支持供熱系統(tǒng)運(yùn)行；夏季將系統(tǒng)總量最大補(bǔ)燃到52噸蒸汽以支持制冷運(yùn)行；過度期提供20噸蒸汽以支持熱水和除濕系統(tǒng)的運(yùn)行。 #p#分頁標(biāo)題#e#
采用8公斤180℃過熱蒸汽，在主體工程外建設(shè)一條熱力環(huán)網(wǎng)蒸汽管線，輸送蒸汽支撐4個(gè)角中的東北、西北和西南三個(gè)熱力--制冷站。每站安裝1臺(tái)2500冷噸蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組，4000kW板式(汽-水)換熱器，以及蒸汽除濕機(jī)組和一個(gè)用于供應(yīng)衛(wèi)生熱水的蓄熱式(水-，水)換熱器。而能源中心自身除1臺(tái)2500冷噸蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組，4000kW板式(汽-水)換熱器和一個(gè)衛(wèi)生熱水(水-水)蓄熱式換熱器外，除濕將利用鍋爐排出的150℃煙氣，同時(shí)還要回收內(nèi)燃機(jī)的余熱參加系統(tǒng)運(yùn)行。在冬季，由于燃?xì)廨啓C(jī)熱電系統(tǒng)主要在9-22點(diǎn)使用，23-8點(diǎn)需要采用蓄熱技術(shù)解決采暖保溫問題，所以必須建設(shè)一些蓄熱水池，將白天用不完的熱量儲(chǔ)存起來，在夜間使用。
電力系統(tǒng)采用6600V電壓輸出，支持系統(tǒng)內(nèi)6kV環(huán)網(wǎng)，利用燃?xì)廨啓C(jī)的靈活調(diào)節(jié)性能，直接支持購物中心總用電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，兩套5.5MW燃?xì)廨啓C(jī)作為系統(tǒng)基本負(fù)荷和細(xì)部電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3臺(tái)1MW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)擔(dān)任梯級(jí)調(diào)節(jié)和燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后的系統(tǒng)電力供應(yīng)，以保障酒店式公寓和購物中心內(nèi)外區(qū)域的基本照明需求。
一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)采用雙燃料保障系統(tǒng)，在天然氣供應(yīng)中斷供氣時(shí)作為應(yīng)急電源使用。
四、項(xiàng)目條件：
1、北京地區(qū)基本環(huán)境條件：海拔高度：48M，平均溫度14℃，相對(duì)濕度60%。由于購物中心
主要利用時(shí)間為上午9點(diǎn)至晚上10點(diǎn)，所以本方案主要參考日間平均溫度。
北京季節(jié)平均溫度趨勢圖
2、天然氣：低熱值(LHV)8400kCal/M 3，價(jià)格1.4元/M 3
陜甘寧天然氣成分
項(xiàng)目 組成 單位 數(shù)值
甲烷 CH 4 % 95.9494
乙烷 C 2H 6 % 0.9075
丙烷 C 3H 8 % 0.1367
硫化氫 H 2S % 0.0002
二氧化碳 CO 2 % 3
水 H 2O % 0.0062
高位熱值 HHV MJ/Nm 3 39.0051
kCal/Nm 3 9316.21
低位熱值 LHV MJ/Nm 3 35.1597
kCal/Nm 3 8397.75
密度 Kg/Nm 3 0.7616
比重 0.589
動(dòng)力粘度 U×10 -4 0.1056
運(yùn)行粘度 V×10 -4 0.1385
爆炸上限 % 5.1
爆炸下限 % 15.36
3、北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實(shí)行兩部制電價(jià)為：北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)已經(jīng)實(shí)行兩部制電價(jià)，容量電價(jià)為30元/月；電量電價(jià)為：高峰0.4703元/kWh，平峰0.3643元/kWh，低谷0.2733元/kh。 #p#分頁標(biāo)題#e#
北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)電價(jià)
用戶類別 兩部制電價(jià) 單一制電價(jià)
容量電價(jià)元 /月/千伏安
電量電價(jià)(元/千瓦時(shí))高峰 平段 低谷 電量電
價(jià) 元/千瓦時(shí)
工業(yè)用電電價(jià)
其中：100KW及以上 30 0.431 0.335 0.252
100KW及以下 20 0.725 0.488 0.272
商業(yè)用電電價(jià) 30 0.469 0.363 0.272 0.8
其他用電電價(jià) 28 0.495 .376 0.272 0.7
居民生活用電電價(jià) 0.44
燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用電價(jià)
時(shí)段 容量電價(jià) 電價(jià) 利用時(shí)間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰平均 30 0.4703 7
0.3643 7
0.4173 14
應(yīng)用電價(jià) 0.4856
#1號(hào)內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用電價(jià)
時(shí)段 容量電價(jià) 電價(jià) 利用時(shí)間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰低谷平均 30
0.4703 8
0.3643 8
0.2733 8
0.3693 24
應(yīng)用電價(jià) 0.4104
#2#3號(hào)內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用電價(jià)
時(shí)段 容量電價(jià) 電價(jià) 利用時(shí)間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰平均 30
0.4703 6
0.3643 3
0.4350 9
應(yīng)用電價(jià) 0.5446
4、熱價(jià)：北京市規(guī)定采暖鍋爐的天然氣價(jià)格為1.8元/M 3，按照鍋爐實(shí)際供熱效率85%計(jì)算，熱價(jià)為0.2168元/kWh。
5、冷價(jià)：北京市為鼓勵(lì)夏季利用天然氣，對(duì)制冷用氣實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠氣價(jià)，價(jià)格為1.7元/M 3，按照有效制冷COP1計(jì)算，冷價(jià)為0.174元/kWh。
6、設(shè)備利用時(shí)間：購物中心每日8∶30至22∶30營業(yè)，年利用時(shí)間5270小時(shí)。燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)利用時(shí)間季節(jié) 天數(shù) 日運(yùn)行小時(shí) 季運(yùn)行時(shí)間
供暖季 151 14 2114
供冷季 174 14 2436
過渡季 40 14 720
總和 365 5270
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)其中1臺(tái)終年運(yùn)行，另2臺(tái)每日調(diào)峰運(yùn)行，每日平均運(yùn)行9小時(shí)，也為14小時(shí)，年利用5270小時(shí)。
五、主要設(shè)備：
1、燃?xì)廨啓C(jī)：
燃機(jī)前置循環(huán)(也稱：單循環(huán))熱電聯(lián)產(chǎn)是一種技術(shù)先進(jìn)、高效率、低污染的清潔燃燒熱電生產(chǎn)工藝，它先通過燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)將空氣壓縮十幾倍注入燃燒室與燃料混燒，溫度超過1，000℃，使壓縮空氣熱膨脹推動(dòng)葉片帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電進(jìn)行首次能源利用；功后熱煙氣溫度一般還有500℃，將其排入余熱鍋爐轉(zhuǎn)換蒸汽，加以利用。本項(xiàng)目建議采用2臺(tái)美國索拉公司金牛座(TAURUS)60燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。 系統(tǒng)示意圖由于工藝決定，燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)具有許多優(yōu)勢。首先是維護(hù)率低：燃?xì)廨啓C(jī)是一種連續(xù)運(yùn)行的發(fā)電技術(shù)，不同于內(nèi)燃機(jī)需要不斷點(diǎn)火和更換機(jī)油，基本不需要太大的維護(hù)工作量。由于維護(hù)率低，設(shè)備可利用率非常高，天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)組平均可利用時(shí)間小于7000小時(shí)，而燃?xì)廨啓C(jī)平均超過8000小時(shí)。索拉燃?xì)廨啓C(jī)的大修周期為30000小時(shí)，檢修時(shí)可以預(yù)先租用一臺(tái)機(jī)組，一般在48小時(shí)內(nèi)可以完成更換，如果需求穩(wěn)定，年設(shè)備利用小時(shí)能夠達(dá)到8500小時(shí)以上。由此進(jìn)一步帶來的效益是發(fā)電運(yùn)行成本低，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的運(yùn)行成本為0.1-0.13元/kWh，燃?xì)廨啓C(jī)為0.03-0.055元/kWh。 #p#分頁標(biāo)題#e#
索拉公司是位于美國加州圣地亞哥市的專業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)制造廠家，屬于世界500強(qiáng)企業(yè)卡特彼勒公司的子公司。該公司生產(chǎn)的小型燃?xì)廨啓C(jī)在世界同類產(chǎn)品市場上的占有率超過70%，截止到去年，已經(jīng)生產(chǎn)從700～15000kW各類燃?xì)廨啓C(jī)超過11566臺(tái)，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間11.08億小時(shí)。
索拉業(yè)績
Experience by Package Units Sold Est.Hours(000's)
Compressor Sets 3.325 475.390
Mechanical Drives 2.254 287.730
Generator Sets 5.169 299.000
Packager Associates 818 45.930
Total 11,566 1,108,050
索拉公司在中國已經(jīng)銷售了98套機(jī)組，主要在油田和海上平臺(tái)，以及大量熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目上，是中國使用最多的小型燃?xì)廨啓C(jī)。該公司已經(jīng)在天津港保稅區(qū)建立的備品備件倉庫，備有各種型號(hào)機(jī)組的大量備件、部件、易損消耗件和備用機(jī)組。在北京還有多名售后服務(wù)和技術(shù)支援專家，能夠提供及時(shí)而又廉價(jià)的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。
金牛座(Taurus)60技術(shù)參數(shù)(ISO工況)：
發(fā)電出力： 5500kW
發(fā)電熱耗：11840JG/kWh
發(fā)電效率：30.4%
煙氣流量：23240kg/hr
排煙溫度：510℃
燃?xì)膺M(jìn)氣壓力：17.24Bar
機(jī)組長度：8800mm
機(jī)組寬度：2500mm
機(jī)組高度：2600mm
機(jī)組重量：29478kg
2、余熱鍋爐：
是用于回收燃?xì)廨啓C(jī)余熱煙氣，將其轉(zhuǎn)換為工業(yè)蒸汽的主要設(shè)備。余熱鍋爐可以采用國內(nèi)一些專業(yè)廠家的產(chǎn)品，主要廠家有：
(1)杭州鍋爐廠：該廠是國內(nèi)專門從事余熱鍋爐制造的廠家，是國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)電廠余熱鍋爐的主要生產(chǎn)廠家。但該廠比較偏重于較大的余熱鍋爐；
(2)艦船工業(yè)總公司703所：該所是我國艦船動(dòng)力的主要設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，專門設(shè)計(jì)制造船用和陸用動(dòng)力設(shè)備的作熱回收鍋爐，也曾為國內(nèi)許多燃?xì)廨啓C(jī)電廠配套鍋爐；
(3)機(jī)械工業(yè)部成套所：不僅在國內(nèi)設(shè)計(jì)和組織制造了大量燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)余熱鍋爐，還在國外援建項(xiàng)目中大量供應(yīng)余熱鍋爐。若從用金牛座60機(jī)組，應(yīng)采用2套燃?xì)廨啓C(jī)各拖帶1臺(tái)補(bǔ)燃余熱鍋爐，這樣系統(tǒng)比較安全可靠。
余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽可以采用8kg180℃低壓供熱方式為標(biāo)準(zhǔn)，直接用于供應(yīng)工業(yè)蒸汽。采用低壓蒸汽供熱系統(tǒng)，綜合控制系統(tǒng)和化學(xué)水系統(tǒng)等都比較簡單，工程造價(jià)低廉，同時(shí)也更加節(jié)能。采用蒸汽系統(tǒng)的另一好處是，在夏季氣溫比較高時(shí)，可以使用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組給燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣進(jìn)行預(yù)冷，降低空氣溫度能達(dá)到增加發(fā)電機(jī)組出力和提高發(fā)電效率的效果。#p#分頁標(biāo)題#e#
建議采用2臺(tái)補(bǔ)燃鍋爐的溫度應(yīng)達(dá)到925℃的余熱鍋爐，每臺(tái)鍋爐每小時(shí)可以產(chǎn)生27噸8Bar180℃蒸汽，總供54噸蒸汽，最大制冷能量為12555.26冷噸，折合44194.5kW，超過預(yù)計(jì)需求16.4%。如果考慮內(nèi)燃機(jī)可利用的熱量制冷，將達(dá)到48166.5kW，超過預(yù)計(jì)需求的26.87%，為設(shè)計(jì)指標(biāo)的98.4%。
3、制冷機(jī)組：利用蒸汽的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組，建議采用2500冷噸超大型機(jī)組，使用大型機(jī)組占地省，維護(hù)成本低，單位投資也比較低。
2500冷噸冷水機(jī)組技術(shù)參數(shù)：
制冷能力： 2500USRT 8793kW
冷水出口溫度：7℃
冷水進(jìn)口溫度：13℃
冷水流量：1260t/h
冷卻水流量：2267t/h
冷卻水進(jìn)口溫度：30℃
冷卻水出口溫度：36℃
蒸汽耗量：10750kg/h
蒸汽溫度：170℃
蒸汽壓力：8Bar
蒸汽單位耗量：4.3kg/USRT
蒸汽凝水回水溫度：90℃
耗電量：66kWh
機(jī)組長度：9499mm
機(jī)組寬度：3594mm
機(jī)組高度：4700mm
4、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)：
使用天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)，推薦使用美國卡特彼勒3516LE型1011kW發(fā)電機(jī)組或奧地利顏巴赫J(rèn)MS320GS-N.L型973kW發(fā)電機(jī)組。卡特機(jī)組35該系列機(jī)組性能穩(wěn)定，堅(jiān)固可靠，在全世界和中國都大量使用。顏巴赫是專門制造燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的公司，具有發(fā)電效率高，系統(tǒng)集成化高等優(yōu)勢。
顏巴赫J(rèn)MS320GS-N.L型機(jī)組數(shù)據(jù)：
發(fā)電機(jī)出力： 973kW
發(fā)電效率：38%
供熱出力：1324kW
供熱效率：52%
綜合效率：90%
供熱水溫：90℃
回水溫度：70
汽缸數(shù)量：20缸
機(jī)組長度：5200mm
機(jī)組寬度：1900mm
機(jī)組高度：2300mm
機(jī)組重量：11400
余熱回收裝置長度：4650mm
余熱回收裝置寬度：1550mm
余熱回收裝置高度：3560mm
5、除濕機(jī)組：(暫空)
六、需求分析：
1、建筑面積與用途特征：本項(xiàng)目總建筑面積37.3萬平方米，其中需要采暖制冷的建筑面積為25.883萬平方米，69.4%，除4萬平方米酒店式公寓外，基本都是對(duì)電力、空調(diào)需求極大的商業(yè)性建筑物，包括凈高極大的電影院等設(shè)施。該建筑屬于對(duì)能源需求較大的建筑，建議業(yè)主注意建筑的節(jié)能性。
建筑面積與用途#p#分頁標(biāo)題#e#
名 稱 面積m 2 冷熱負(fù)荷要求 備 注
北京 某購物 中心 項(xiàng)目
購物 中心 地下二層 48，475 元
地下一層 99，715 部分有 空調(diào)、采暖 面積40020m 2
首層 65，320 有
二層 55，630 有
三層 57，820 有
酒店式 公寓
地下二層 3，000 無
地下一層 3，000 無
1-14層 40，040 有 468套公寓
總 計(jì) 373，000
其中需空調(diào)、采暖 面積(商業(yè)區(qū)) 258，830
其中不需空調(diào)、 采暖面積 114，170
2、建筑能源設(shè)計(jì)指標(biāo)：
根據(jù)恩耐特公司方案，建筑設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：
項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)指標(biāo)
項(xiàng) 目 單位 需空調(diào)、采暖區(qū)域 其它區(qū)域
商業(yè)區(qū) 酒店式公寓 車庫、庫房等 合 計(jì)
建筑面積 m 2 218790 40040 114170 373000
空調(diào)供冷概算指標(biāo) w/m 2 210 75 0
冷綜合需求 kW 45，945.90 3，003.00 48，948.90
采暖供熱概算指標(biāo) w/m 2 75 70 0
熱綜合需求 kW 16，409.25 2，802.80 19，212.05
電負(fù)荷指標(biāo) w/m 2 120 80 20
電綜合需求 kW 26，254.80 3，203.20 2，283.40 31，741.40
3、建議應(yīng)用指標(biāo)：
根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定的用能指標(biāo)往往大大超過實(shí)際需求，原因主要的根據(jù)特定環(huán)境下的極端溫度條件下，且不考慮節(jié)能因素。根據(jù)中國建筑科學(xué)研究院暖通空調(diào)所李先瑞研究員的研究，制冷需求在商場項(xiàng)目中，未采用節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，為209-244w/M2；若商場采用了節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)，為175-198w/M2。商場的照明主要是照明，如果不使用節(jié)能燈具，每平方米照度達(dá)80-110w，不僅耗電，還產(chǎn)生大量熱能需要增加空調(diào)負(fù)荷的浪費(fèi)。而利用節(jié)能達(dá)到同樣照度，僅需要22w/M2，而且減少空調(diào)的能耗。如果本項(xiàng)目注意采用自然通風(fēng)和將制冷與除濕分離，將可以大大降低用能指標(biāo)。
建議采用的節(jié)能指標(biāo)
項(xiàng) 目 單位 需空調(diào)、采暖區(qū)域 其它區(qū)域
商業(yè)區(qū) 酒店式公寓 車庫、庫房等 合 計(jì)
建筑面積 m 2 218790 40040 114170 373000
空調(diào)供冷概算指標(biāo) w/m 2 120 40 0
冷綜合需求 kW 26，254.80 1，601.60 27，856.40
新風(fēng)除濕指標(biāo) w/m 2 60 30 0#p#分頁標(biāo)題#e#
除濕綜合需求 kW 13，127.40 1，201.20 14，328.60
空調(diào)綜合指標(biāo) w/m 2 180 70 0
空調(diào)系統(tǒng)綜合需求 kW 39，382.20 2，802.80 42，185.00
采暖供熱概算指標(biāo) w/m 2 65 50 0
熱綜合需求 kW 14，221.35 2，002.00 16，223.35
電負(fù)荷指標(biāo) w/m 2 60 35 10
電綜合需求 kW 13，127.40 1，401.40 1，141.70 15，670.50
4、同步系數(shù)：
存在兩層問題：(1)電力、熱力、制冷之間的同步問題；(2)用戶同時(shí)使用能源的同步問題。任何建筑的電力、熱力和制冷，都不可能同時(shí)達(dá)到最大需求，因此存在一個(gè)“同步系數(shù)”問題。例如制冷，夏季下午是日照最強(qiáng)的時(shí)間，制冷需求最高，但購物中心中的人流不是最大峰值，如果能夠自然采光，電力需求比較低；而人流最大峰值出現(xiàn)在下班以后的7點(diǎn)鐘左右，這時(shí)日照因素基本沒有了，制冷已經(jīng)不是峰值，但電力進(jìn)入峰值時(shí)段，除濕系統(tǒng)也已經(jīng)達(dá)到最大值。另外，對(duì)于采暖，人流大對(duì)于熱的需求低，人流小反而對(duì)于熱的需求大。這些因素需要系統(tǒng)有比較大的調(diào)節(jié)靈活性，才能有效保證需求的變化。購物中心是一種店鋪林立的商業(yè)形式，是由一家一家獨(dú)立的商業(yè)店鋪分別租用或購買其中的面積經(jīng)營。每個(gè)用戶經(jīng)營商品和營業(yè)性質(zhì)不同于對(duì)電力、熱力和制冷的使用方式也有所不同。例如：商品銷售、餐飲、娛樂項(xiàng)目和購物中心內(nèi)公共設(shè)施的人流高峰時(shí)間不同，能源需求的高峰也不相同，這其中存在相當(dāng)大的互補(bǔ)性。實(shí)際上，國外大型購物中心中，總有相當(dāng)一部分面積處于改造、裝修、維護(hù)和停業(yè)之中。所以，同步系數(shù)也是必須考慮的一個(gè)問題。
綜合同步系數(shù)與預(yù)計(jì)實(shí)際需求
項(xiàng)目 單位 電力 熱力 制冷
需求容量 kW 15，670.50 16，223.35 42，185.00
綜合同步系數(shù) % 90% 95% 90%
預(yù)計(jì)實(shí)際需求 kW 14，103.45 15，412.18 37，966.50
七、容量確定：
對(duì)于分布式能源的技術(shù)解決方案，容量的可增減性--柔性因素非常關(guān)鍵，由于用戶的用能方式在建設(shè)初期難以確定，特別對(duì)于熱電冷都要自己解決的能源島方案。為防止投資的浪費(fèi)，應(yīng)該采用比較謹(jǐn)慎的選擇，“從小到大”，選擇比較低的指標(biāo)來確定機(jī)組，但要留出擴(kuò)建的余地和設(shè)備空間。
如果由燃?xì)廨啓C(jī)承擔(dān)系統(tǒng)全部供熱和制冷，將采用冬季直接供熱，夏季余熱鍋爐補(bǔ)燃運(yùn)行，預(yù)計(jì)夏季最炎熱的6、7、8三個(gè)月，鍋爐補(bǔ)燃溫度將達(dá)到88℃以上。由于沒有SolarT60 5500kW機(jī)組的計(jì)算軟件，本方案按照5200kW機(jī)組測算。 #p#分頁標(biāo)題#e#
環(huán)境溫度影響與容量匹配關(guān)系
月份 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均值
平均溫度 ℃ 1 4 11 21 27 31 31 30 26 20 9 3 17.83
單機(jī)出力 kW 5550 5446 5193 4826 4608 4460 4460 4498 4654 4863 5266 5481 4911
雙機(jī)出力 kW 11100 10892 10386 9652 9216 8920 8920 8996 9290 9726 10532 10962 9883
單機(jī)熱量 kg/h 12045 12001 11865 11613 21563 23221 23221 22800 21652 11640 11908 12016 16295
雙機(jī)熱量 kg/h 24090 24002 23730 23226 43126 46442 46442 45600 43304 23280 23816 24032 32591
鍋爐溫度 ℃ 484 485 488.4 493 750 814 814 800 750 492.4 487.4 485 612
單機(jī)燃耗 GJ 64.93 64.12 62.18 59.35 79.457 82.054 82.054 81.403 79.878 59.63 62.74 64.39 70.18
雙機(jī)燃耗 GJ 129.86 128.24 124.36 118.7 158.914 164.108 164.108 162.806 159.756 119.26 126.48 128.78 140.36
容量與需求指標(biāo)關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 電 熱 冷
使用面積 m 2 373，000 258，830 258，830
設(shè)計(jì)需求量 kW 31，741.40 19，212.05 48，948.90
平均指標(biāo) w/m 2 85.10 74.23 189.12
節(jié)能需求量 kW 15，670.50 16，223.35 42，185.00
平均指標(biāo) w/m 2 42.01 62.68 162.98
預(yù)計(jì)實(shí)際需求量 kW 14，103.45 15，412.18 37，966.50
平均指標(biāo) w/m 2 37.81 59.55 146.69
系統(tǒng)發(fā)電與用電需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號(hào)燃機(jī) 2號(hào)燃機(jī) 3號(hào)燃機(jī) 4號(hào)燃機(jī) 5號(hào)燃機(jī)
單機(jī)發(fā)電量 kW 5500 5500 1000 1000 1000
累計(jì)發(fā)電容量 kW 5500 11000 12000 13000 14000
建筑單位面積電量 w/m 2 14.75 29.49 32.17 34.85 37.53
供需比例 % 39.00% 78.00% 85.09% 92.18% 99.27%
上表說明電力基本可以滿足預(yù)計(jì)的負(fù)荷需求，如果不能滿足，可以增加內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。如果項(xiàng)目Ⅱ期工程上馬，也可以考慮再增加1臺(tái)5500kW燃?xì)廨啓C(jī)。 #p#分頁標(biāo)題#e#
系統(tǒng)供冷與冷需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號(hào) 燃機(jī) 1號(hào) 補(bǔ)燃 2號(hào) 燃機(jī) 2號(hào) 補(bǔ)燃 3號(hào) 燃機(jī) 4號(hào) 燃機(jī) 5號(hào) 燃機(jī)
單機(jī)供冷量 kW 9623.5 12460.8 9623.5 1240.8 1324 1324 1324
累計(jì)供冷量 kW 9623.5 22084.3 31707.8 44168.6 45492.6 46816.6 48140.6
建筑單位面積冷量 w/m 2 37.18 85.32 122.50 170.65 175.76 180.88 185.99
供需比例 % 25.35% 58.17% 83.51% 116.33% 119.82% 123.31%[JP] 126.79%
上表說明系統(tǒng)制冷量完全可以滿足需求，而且可選擇的運(yùn)行方式很多，由于補(bǔ)燃鍋爐的技術(shù)
靈活性，可以通過調(diào)節(jié)補(bǔ)燃系統(tǒng)燃料耗量來調(diào)節(jié)供熱，能夠保證系統(tǒng)不會(huì)浪費(fèi)能源。
系統(tǒng)供熱與熱需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號(hào)燃機(jī) 2號(hào)燃機(jī) 3號(hào)燃機(jī) 4號(hào)燃機(jī) 5號(hào)燃機(jī)
單機(jī)供熱量 kW 9623.5 9623.5 1324 1324 1324
累計(jì)供熱量 kW 9623.5 19247 20571 21895 23219
建筑單位面積熱量 w/m 2 37.18 74.36 79.48 84.59 89.71
供需比例 % 62.44% 124.87% 133.46% 142.05% 150.64%
由于本項(xiàng)目的熱指標(biāo)比較低，所以熱量難以消納。但是考慮到熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)每天僅運(yùn)行14小時(shí)，另外10小時(shí)仍需要采暖，如果利用普通水蓄熱，蓄能溫度40-90℃，蓄能溫差50℃，將需要4個(gè)466立方米水池，長10m寬10m深5m；若采用濃鹽水，蓄能溫度40-98℃，蓄能溫差58℃，將需要4個(gè)400立方米水池，長10m寬8m深5m。水池可置于地下，不占用建筑面積，夏季可用于蓄冷水，如果按15℃蓄能溫差計(jì)算，可蓄能32500kW，作為尖峰調(diào)峰負(fù)荷使用。
蓄熱系統(tǒng)容量要求
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
多余熱量 kWh 7740
蓄能時(shí)間 hrs 14
蓄能總量 kWh 108355
放能時(shí)間 hrs 10
單位時(shí)間放熱量 kWh 10836
單位面積放熱量 w/m 2 42
八、投資估算：
1、預(yù)計(jì)不采用熱電冷系統(tǒng)的投資為1.03億元。
傳統(tǒng)方式造價(jià)估算
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
變電站 萬 RMB 3500
電力接入施工 萬 RMB 1500
天然氣鍋爐 萬 RMB 300
備用發(fā)電機(jī) 萬 RMB 800
制冷機(jī)造價(jià) 萬 RMB 2600
冷卻塔水泵 萬 RMB 500#p#分頁標(biāo)題#e#
各種換熱器 萬 RMB 85
輔助設(shè)備 萬 RMB 100
運(yùn)輸安裝 萬 RMB 300
工程施工 萬 RMB 500
工程前期 萬 RMB 50
其他 萬 RMB 65
總造價(jià) 萬 RMB 10300
2、熱電冷聯(lián)產(chǎn)的造價(jià)為1.1億元，比傳統(tǒng)方式僅增加700萬元。但本方案未考慮燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口稅和增值稅，而且不包括土地成本。
熱電冷系統(tǒng)造價(jià)估算
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
燃?xì)廨啓C(jī)單價(jià) 萬 USD 210 萬 RMB 1737
裝機(jī)數(shù)量 unit 2
燃?xì)廨啓C(jī)總價(jià) 萬 RMB 3473
余熱鍋爐單價(jià) 萬 RMB 350
裝機(jī)數(shù)量 unit 2
余熱鍋爐總價(jià) 萬 RMB 700
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)單價(jià) 萬 RMB 450
裝機(jī)數(shù)量 unit 3
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)總價(jià) 萬 RMB 1350
制冷機(jī)組單價(jià) 萬 RMB 650
裝機(jī)數(shù)量 unit 4
制冷機(jī)總價(jià) 萬 RMB 2600
冷卻塔水泵 萬 RMB 500
各種換熱器 萬 RMB 85
輔助設(shè)備 萬 RMB 250
運(yùn)輸安裝 萬 RMB 950
工程施工 萬 RMB 900
工程前期 萬 RMB 80
其他 萬 RMB 112
總造價(jià) 萬 RMB 11000
九、環(huán)境保護(hù)：
使用天然氣，基本沒有二氧化硫污染，主要污染物為氮氧化物(NO X)，北京市規(guī)定為200mg/m 3。
燃?xì)廨啓C(jī)可選用低排放為25ppm，相當(dāng)不到60mg/m 3，非常環(huán)保。
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)250mg/m 3，有所超標(biāo)，將來進(jìn)入永久廠房后，可以采用煙道催化技術(shù)降低排放。
補(bǔ)燃余熱鍋爐預(yù)計(jì)的補(bǔ)燃溫度設(shè)計(jì)在927℃以下，這是NO X大量生成以內(nèi)，而且實(shí)際補(bǔ)燃溫度多在850℃以下，所以也不會(huì)大量生成NO X。
十、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：
項(xiàng)目主要收益來自發(fā)電、供熱和制冷，本方案未考慮生活熱水供應(yīng)收益。項(xiàng)目主要支出為燃料消耗成本和運(yùn)行費(fèi)用。
1、發(fā)電收益：預(yù)計(jì)年發(fā)電收益3227萬元。
發(fā)電收益估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
應(yīng)用發(fā)電容量 kW 9，883 973 1，946 10，856
年利用時(shí)間 hrs 5270 8760 3285
年發(fā)電量 萬 kWh 5，208.17 852.35 639.26 6，060.51
適用電費(fèi) 元/kWh 0.4856 0.4104 0.5446
#p#分頁標(biāo)題#e#
發(fā)電收益 萬元/a 2，529.14 349.80 348.11 3，227.06
2、供熱收益：年供熱收益為1064萬元。
供熱收益估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
應(yīng)用供熱容量 kW 19，247 1，324 2，648 23，219
年利用時(shí)間 hrs 2114 3624 1359
年供熱量 萬 kWh 4，068.82 479.82 359.86 4，548.63
適用熱費(fèi) 元/kWh 0.2168 0.2168 0.2168
供熱收益 萬元/a 882.12 104.02 78.02 1，064.16
3、制冷收益：預(yù)計(jì)年制冷收益1787萬元。
制冷收益估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
應(yīng)用制冷容量 kW 38，194 1，324 2，648 42，166
年利用時(shí)間 hrs 2436 4176 1566
年制冷量 萬 kWh 9，304.13 552.90 414.68 9，857.03
適用冷費(fèi) 元/kWh 0.1740 0.1740 0.1740
制冷收益 萬元/a 1，618.92 96.21 72.15 1，787.28
4、燃料成本：預(yù)計(jì)年消耗燃料成本3506萬元。
燃料成本估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
耗熱 GJ/h 140.36 9.2 18.4 149.56
年利用時(shí)間 hrs 5270 8760 3285
年熱耗 JG/a 739，720 80，592 60，444 820，312.04
折合天然氣 萬/m 3 2，103.32 229.16 171.87 2，332.48
天然氣價(jià) 元/m 3 1.40 1.40 1.40
燃?xì)獬杀?萬元/a 2，945 321 241 3，506.08
5、運(yùn)行成本：燃?xì)廨啓C(jī)一般運(yùn)行成本為0.03-0.055元kWh，考慮到需要承擔(dān)制冷系統(tǒng)的維護(hù)，特取高值。內(nèi)燃機(jī)為0.08-0.12元kWh，運(yùn)行成本取中間值。
運(yùn)行成本估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
年發(fā)電量 萬kWh 5，208.17 852.35 639.26 6，060.51
運(yùn)行成本 元/kWh 0.055 0.1 0.1
年運(yùn)行成本 萬元 286.45 85.23 63.93 435.61
6、效益評(píng)估：本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好，年凈收益為1642萬元，可以在5.15年收回全部投資，而在同等熱、電、冷價(jià)格條件下，傳統(tǒng)方式將永遠(yuǎn)不能回收投資，每年還要支付巨額運(yùn)行成本。如果只計(jì)算熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)方式的增量投資，0.33年(即：4個(gè)月)可以回收所增加的全部投資。 #p#分頁標(biāo)題#e#
投資收益估算
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
發(fā)電收益 萬元/a 3，227.06
供熱收益 萬元/a 1，064.16
制冷收益 萬元/a 1，787.28
燃?xì)獬杀?萬元/a (3，506.08)
年運(yùn)行成本 萬元/a (435.61)
設(shè)備折舊 萬元/a (495.02)
凈收益 萬元/a 1，641.79
投資回收周期 a 5.15
增量投資回收周期 a 0.33
十一、結(jié)論：
本項(xiàng)目即可節(jié)約投資，又能降低能源成本，經(jīng)濟(jì)效益良好。環(huán)?？梢赃_(dá)標(biāo)，同時(shí)節(jié)約能源，能源綜合利用效率高達(dá)80%以上，其發(fā)電效率和熱電比均已超過國家政策要求，屬于國家法律和政策明令鼓勵(lì)的項(xiàng)目和技術(shù)?？紤]到設(shè)備交貨周期和建設(shè)周期，建議盡早上馬展開必要的論證設(shè)計(jì)工作。
由北京某投資有限公司承建的北京某購物中心項(xiàng)目即將開工建設(shè)，該項(xiàng)目位于北京某工業(yè)開發(fā)區(qū)，總建筑面積373，000m 2，其中購物中心326，960m 2，酒店式公寓46，040m 2，項(xiàng)目建成后將是北京最大、最現(xiàn)代化的商業(yè)購物中心。
北京恩耐特分布能源公司已為本項(xiàng)目編制了項(xiàng)目熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)解決方案，根據(jù)業(yè)主要求，本公司在恩耐特分方案基礎(chǔ)上再提出能源島解決方案，供業(yè)主和有關(guān)專家參考。
采用熱電冷能源供應(yīng)中心技術(shù)來解決大型購物中心的電力、制冷、采暖、熱水和新風(fēng)除濕，以及游泳池溫水等能源產(chǎn)品供應(yīng)，這是世界發(fā)達(dá)國家普遍采用的先進(jìn)能源技術(shù)，它通過對(duì)能源的“溫度對(duì)口。梯級(jí)利用”，實(shí)現(xiàn)高度的節(jié)能，從而降低用戶能源成本，并實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。
北京市委書記劉淇最近在一份專家建議上批示，北京應(yīng)該發(fā)展使用分布式能源系統(tǒng)建設(shè)的中、小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)，另有三位副市長明確支持在北京大力發(fā)展小型分布式能源系統(tǒng)，以解決北京的電力、熱力瓶徑問題，同時(shí)優(yōu)化天然氣使用結(jié)構(gòu)。 為什么要發(fā)展分布式能源--小型燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)，首先該技術(shù)有非常好的經(jīng)濟(jì)性，北京市物價(jià)局已經(jīng)公布用于區(qū)域熱電冷聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的天然氣價(jià)格為1.4元/立主米，以天然氣價(jià)格使用小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)的項(xiàng)目，在北京商業(yè)用電高峰、平峰兩段平均電價(jià)0.814元/kWh條件下，供熱期每利用1立方米天然氣可以產(chǎn)生3.44元的直接經(jīng)濟(jì)收益，減去天然氣成本的效益為2.04元；制冷期可以產(chǎn)生3.24元的直接經(jīng)濟(jì)收益，減去天然氣成本的效益為1.84元，等于免費(fèi)使用天然氣后再有0.44～0.64元的經(jīng)濟(jì)收益，完全可以滿足設(shè)備運(yùn)行成本和折舊，是一種“一本萬利”的新技術(shù)，既節(jié)約了能源，又節(jié)約了金錢。
天然氣產(chǎn)值分析(北京商業(yè)峰段平均電價(jià))
項(xiàng) 目 單 位 小型燃機(jī) 熱電冷 微型燃機(jī) 熱電冷 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 熱電冷
燃?xì)馔馊紮C(jī) 熱電 燃?xì)忮仩t 蒸汽溴化鋰
天然氣價(jià)格 元/m 3 1.4 1.65 1.65 1.65 1.8/1.7
發(fā)電效率 30% 28% 35% 31.50% 0.00%
單位燃?xì)獍l(fā)電量 kWh/m 3 2.93 2.73 3.42 3.08 0.00
電價(jià) 元/kWh 0.814
發(fā)電收益 元/m 3 2.39 2.23 2.78 2.50 0.00
供熱效率 50% 50% 40% 50% 85%
單位燃?xì)夤崃?kWh/m 3 4.88 4.88 3.91 4.88 8.30
供熱成本價(jià) 元/kWh 0.2168
供熱收益 元/m 3 1.06 1.06 0.85 1.06 1.80#p#分頁標(biāo)題#e#
熱電聯(lián)產(chǎn)收益 元/m 3 3.44 3.29 3.63 3.56 1.80
供熱差值 2.04 1.64 1.98 1.91 0.00
單位燃?xì)庵评淞?kWh/m 3 4.88 3.66 2.54 9.77
制冷成本價(jià) 元/kWh 0.1740
制冷收益 元/m 3 0.85 0.64 0.44 1.70
冷電聯(lián)產(chǎn)收益 元/m 3 3.24 2.86 3.22 1.70
效益差值 1.84 1.21 1.57 0.00
上表說明發(fā)展燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)對(duì)用戶具有極好的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)際上在發(fā)電供熱以外，還有免費(fèi)的高溫?zé)崴蛏钣玫臏厮?yīng)，并可以利用余熱鍋爐的排煙的廢煙氣進(jìn)行除濕干燥，其經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。
二、設(shè)計(jì)原則
分布式能源設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵因素是根據(jù)用戶的實(shí)際需要，對(duì)于用戶的多種需求特性進(jìn)行實(shí)事求是的分析，制定一個(gè)具有最大適用性的設(shè)計(jì)方案。
北京某購物中心項(xiàng)目的特性是現(xiàn)場沒有現(xiàn)成的電力、熱力供應(yīng)條件，但有天然氣高中壓管道供應(yīng)，如果采用傳統(tǒng)方式必須自建變電站并施工進(jìn)行電力接入，同時(shí)自建鍋爐房、換熱站、制冷系統(tǒng)、新風(fēng)除濕系統(tǒng)、熱水鍋爐、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等能源設(shè)施。還需要解決施工電源、施工階段的臨時(shí)建筑采暖等一系列問題。所以建設(shè)能源中心將可以一攬子解決該工程的所有能源需求，并有效降低工程中能源系統(tǒng)建設(shè)的綜合投入，真正實(shí)現(xiàn)即節(jié)能又省錢。
此外，購物中心的能源使用結(jié)構(gòu)比較簡單，電力、采暖、制冷、新風(fēng)系統(tǒng)基本同步，需求相對(duì)比較匹配，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)因素不復(fù)雜，自主保障困難不大。因此，我們建議采用：能源島設(shè)計(jì)方案，即自己解決全部能源供應(yīng)，除天然氣和水利管網(wǎng)外不與外部能源設(shè)施聯(lián)系，自給自足。
由于本項(xiàng)目工程浩大，可以采用多機(jī)組方案，且可以使用天然氣/柴油雙燃料的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，所以完全可以實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的自保和安全。
在北京發(fā)展分布式能源項(xiàng)目中，最大阻力是電力部門，因此采用能源島技術(shù)解決方案可以不依靠電力系統(tǒng)，不用與電力公司周旋，自己掌握主動(dòng)。
三、工程設(shè)想：
利用現(xiàn)有天然氣中壓管道氣源條件，首先購置3臺(tái)1000kW級(jí) 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，解決工程建設(shè)的電力供應(yīng)，并負(fù)擔(dān)建設(shè)期臨時(shí)建筑物的采暖供應(yīng)。在主體工程?hào)|南角地下室建設(shè)一熱電冷能源綜合供應(yīng)中心，主設(shè)備采用兩臺(tái)調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行可靠的5500千瓦等級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，并利用其余熱驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)28噸級(jí)補(bǔ)燃/余熱鍋爐，冬季利用余熱產(chǎn)生24噸蒸汽支持供熱系統(tǒng)運(yùn)行；夏季將系統(tǒng)總量最大補(bǔ)燃到52噸蒸汽以支持制冷運(yùn)行；過度期提供20噸蒸汽以支持熱水和除濕系統(tǒng)的運(yùn)行。 #p#分頁標(biāo)題#e#
采用8公斤180℃過熱蒸汽，在主體工程外建設(shè)一條熱力環(huán)網(wǎng)蒸汽管線，輸送蒸汽支撐4個(gè)角中的東北、西北和西南三個(gè)熱力--制冷站。每站安裝1臺(tái)2500冷噸蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組，4000kW板式(汽-水)換熱器，以及蒸汽除濕機(jī)組和一個(gè)用于供應(yīng)衛(wèi)生熱水的蓄熱式(水-，水)換熱器。而能源中心自身除1臺(tái)2500冷噸蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組，4000kW板式(汽-水)換熱器和一個(gè)衛(wèi)生熱水(水-水)蓄熱式換熱器外，除濕將利用鍋爐排出的150℃煙氣，同時(shí)還要回收內(nèi)燃機(jī)的余熱參加系統(tǒng)運(yùn)行。在冬季，由于燃?xì)廨啓C(jī)熱電系統(tǒng)主要在9-22點(diǎn)使用，23-8點(diǎn)需要采用蓄熱技術(shù)解決采暖保溫問題，所以必須建設(shè)一些蓄熱水池，將白天用不完的熱量儲(chǔ)存起來，在夜間使用。
電力系統(tǒng)采用6600V電壓輸出，支持系統(tǒng)內(nèi)6kV環(huán)網(wǎng)，利用燃?xì)廨啓C(jī)的靈活調(diào)節(jié)性能，直接支持購物中心總用電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，兩套5.5MW燃?xì)廨啓C(jī)作為系統(tǒng)基本負(fù)荷和細(xì)部電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3臺(tái)1MW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)擔(dān)任梯級(jí)調(diào)節(jié)和燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后的系統(tǒng)電力供應(yīng)，以保障酒店式公寓和購物中心內(nèi)外區(qū)域的基本照明需求。
一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)采用雙燃料保障系統(tǒng)，在天然氣供應(yīng)中斷供氣時(shí)作為應(yīng)急電源使用。
四、項(xiàng)目條件：
1、北京地區(qū)基本環(huán)境條件：海拔高度：48M，平均溫度14℃，相對(duì)濕度60%。由于購物中心
主要利用時(shí)間為上午9點(diǎn)至晚上10點(diǎn)，所以本方案主要參考日間平均溫度。
北京季節(jié)平均溫度趨勢圖
2、天然氣：低熱值(LHV)8400kCal/M 3，價(jià)格1.4元/M 3
陜甘寧天然氣成分
項(xiàng)目 組成 單位 數(shù)值
甲烷 CH 4 % 95.9494
乙烷 C 2H 6 % 0.9075
丙烷 C 3H 8 % 0.1367
硫化氫 H 2S % 0.0002
二氧化碳 CO 2 % 3
水 H 2O % 0.0062
高位熱值 HHV MJ/Nm 3 39.0051
kCal/Nm 3 9316.21
低位熱值 LHV MJ/Nm 3 35.1597
kCal/Nm 3 8397.75
密度 Kg/Nm 3 0.7616
比重 0.589
動(dòng)力粘度 U×10 -4 0.1056
運(yùn)行粘度 V×10 -4 0.1385
爆炸上限 % 5.1
爆炸下限 % 15.36
3、北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實(shí)行兩部制電價(jià)為：北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)已經(jīng)實(shí)行兩部制電價(jià)，容量電價(jià)為30元/月；電量電價(jià)為：高峰0.4703元/kWh，平峰0.3643元/kWh，低谷0.2733元/kh。 #p#分頁標(biāo)題#e#
北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)電價(jià)
用戶類別 兩部制電價(jià) 單一制電價(jià)
容量電價(jià)元 /月/千伏安
電量電價(jià)(元/千瓦時(shí))高峰 平段 低谷 電量電
價(jià) 元/千瓦時(shí)
工業(yè)用電電價(jià)
其中：100KW及以上 30 0.431 0.335 0.252
100KW及以下 20 0.725 0.488 0.272
商業(yè)用電電價(jià) 30 0.469 0.363 0.272 0.8
其他用電電價(jià) 28 0.495 .376 0.272 0.7
居民生活用電電價(jià) 0.44
燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用電價(jià)
時(shí)段 容量電價(jià) 電價(jià) 利用時(shí)間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰平均 30 0.4703 7
0.3643 7
0.4173 14
應(yīng)用電價(jià) 0.4856
#1號(hào)內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用電價(jià)
時(shí)段 容量電價(jià) 電價(jià) 利用時(shí)間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰低谷平均 30
0.4703 8
0.3643 8
0.2733 8
0.3693 24
應(yīng)用電價(jià) 0.4104
#2#3號(hào)內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用電價(jià)
時(shí)段 容量電價(jià) 電價(jià) 利用時(shí)間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰平均 30
0.4703 6
0.3643 3
0.4350 9
應(yīng)用電價(jià) 0.5446
4、熱價(jià)：北京市規(guī)定采暖鍋爐的天然氣價(jià)格為1.8元/M 3，按照鍋爐實(shí)際供熱效率85%計(jì)算，熱價(jià)為0.2168元/kWh。
5、冷價(jià)：北京市為鼓勵(lì)夏季利用天然氣，對(duì)制冷用氣實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠氣價(jià)，價(jià)格為1.7元/M 3，按照有效制冷COP1計(jì)算，冷價(jià)為0.174元/kWh。
6、設(shè)備利用時(shí)間：購物中心每日8∶30至22∶30營業(yè)，年利用時(shí)間5270小時(shí)。燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)利用時(shí)間季節(jié) 天數(shù) 日運(yùn)行小時(shí) 季運(yùn)行時(shí)間
供暖季 151 14 2114
供冷季 174 14 2436
過渡季 40 14 720
總和 365 5270
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)其中1臺(tái)終年運(yùn)行，另2臺(tái)每日調(diào)峰運(yùn)行，每日平均運(yùn)行9小時(shí)，也為14小時(shí)，年利用5270小時(shí)。
五、主要設(shè)備：
1、燃?xì)廨啓C(jī)：
燃機(jī)前置循環(huán)(也稱：單循環(huán))熱電聯(lián)產(chǎn)是一種技術(shù)先進(jìn)、高效率、低污染的清潔燃燒熱電生產(chǎn)工藝，它先通過燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)將空氣壓縮十幾倍注入燃燒室與燃料混燒，溫度超過1，000℃，使壓縮空氣熱膨脹推動(dòng)葉片帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電進(jìn)行首次能源利用；功后熱煙氣溫度一般還有500℃，將其排入余熱鍋爐轉(zhuǎn)換蒸汽，加以利用。本項(xiàng)目建議采用2臺(tái)美國索拉公司金牛座(TAURUS)60燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。 系統(tǒng)示意圖由于工藝決定，燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)具有許多優(yōu)勢。首先是維護(hù)率低：燃?xì)廨啓C(jī)是一種連續(xù)運(yùn)行的發(fā)電技術(shù)，不同于內(nèi)燃機(jī)需要不斷點(diǎn)火和更換機(jī)油，基本不需要太大的維護(hù)工作量。由于維護(hù)率低，設(shè)備可利用率非常高，天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)組平均可利用時(shí)間小于7000小時(shí)，而燃?xì)廨啓C(jī)平均超過8000小時(shí)。索拉燃?xì)廨啓C(jī)的大修周期為30000小時(shí)，檢修時(shí)可以預(yù)先租用一臺(tái)機(jī)組，一般在48小時(shí)內(nèi)可以完成更換，如果需求穩(wěn)定，年設(shè)備利用小時(shí)能夠達(dá)到8500小時(shí)以上。由此進(jìn)一步帶來的效益是發(fā)電運(yùn)行成本低，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的運(yùn)行成本為0.1-0.13元/kWh，燃?xì)廨啓C(jī)為0.03-0.055元/kWh。 #p#分頁標(biāo)題#e#
索拉公司是位于美國加州圣地亞哥市的專業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)制造廠家，屬于世界500強(qiáng)企業(yè)卡特彼勒公司的子公司。該公司生產(chǎn)的小型燃?xì)廨啓C(jī)在世界同類產(chǎn)品市場上的占有率超過70%，截止到去年，已經(jīng)生產(chǎn)從700～15000kW各類燃?xì)廨啓C(jī)超過11566臺(tái)，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間11.08億小時(shí)。
索拉業(yè)績
Experience by Package Units Sold Est.Hours(000's)
Compressor Sets 3.325 475.390
Mechanical Drives 2.254 287.730
Generator Sets 5.169 299.000
Packager Associates 818 45.930
Total 11,566 1,108,050
索拉公司在中國已經(jīng)銷售了98套機(jī)組，主要在油田和海上平臺(tái)，以及大量熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目上，是中國使用最多的小型燃?xì)廨啓C(jī)。該公司已經(jīng)在天津港保稅區(qū)建立的備品備件倉庫，備有各種型號(hào)機(jī)組的大量備件、部件、易損消耗件和備用機(jī)組。在北京還有多名售后服務(wù)和技術(shù)支援專家，能夠提供及時(shí)而又廉價(jià)的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。
金牛座(Taurus)60技術(shù)參數(shù)(ISO工況)：
發(fā)電出力： 5500kW
發(fā)電熱耗：11840JG/kWh
發(fā)電效率：30.4%
煙氣流量：23240kg/hr
排煙溫度：510℃
燃?xì)膺M(jìn)氣壓力：17.24Bar
機(jī)組長度：8800mm
機(jī)組寬度：2500mm
機(jī)組高度：2600mm
機(jī)組重量：29478kg
2、余熱鍋爐：
是用于回收燃?xì)廨啓C(jī)余熱煙氣，將其轉(zhuǎn)換為工業(yè)蒸汽的主要設(shè)備。余熱鍋爐可以采用國內(nèi)一些專業(yè)廠家的產(chǎn)品，主要廠家有：
(1)杭州鍋爐廠：該廠是國內(nèi)專門從事余熱鍋爐制造的廠家，是國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)電廠余熱鍋爐的主要生產(chǎn)廠家。但該廠比較偏重于較大的余熱鍋爐；
(2)艦船工業(yè)總公司703所：該所是我國艦船動(dòng)力的主要設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，專門設(shè)計(jì)制造船用和陸用動(dòng)力設(shè)備的作熱回收鍋爐，也曾為國內(nèi)許多燃?xì)廨啓C(jī)電廠配套鍋爐；
(3)機(jī)械工業(yè)部成套所：不僅在國內(nèi)設(shè)計(jì)和組織制造了大量燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)余熱鍋爐，還在國外援建項(xiàng)目中大量供應(yīng)余熱鍋爐。若從用金牛座60機(jī)組，應(yīng)采用2套燃?xì)廨啓C(jī)各拖帶1臺(tái)補(bǔ)燃余熱鍋爐，這樣系統(tǒng)比較安全可靠。
余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽可以采用8kg180℃低壓供熱方式為標(biāo)準(zhǔn)，直接用于供應(yīng)工業(yè)蒸汽。采用低壓蒸汽供熱系統(tǒng)，綜合控制系統(tǒng)和化學(xué)水系統(tǒng)等都比較簡單，工程造價(jià)低廉，同時(shí)也更加節(jié)能。采用蒸汽系統(tǒng)的另一好處是，在夏季氣溫比較高時(shí)，可以使用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組給燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣進(jìn)行預(yù)冷，降低空氣溫度能達(dá)到增加發(fā)電機(jī)組出力和提高發(fā)電效率的效果。#p#分頁標(biāo)題#e#
建議采用2臺(tái)補(bǔ)燃鍋爐的溫度應(yīng)達(dá)到925℃的余熱鍋爐，每臺(tái)鍋爐每小時(shí)可以產(chǎn)生27噸8Bar180℃蒸汽，總供54噸蒸汽，最大制冷能量為12555.26冷噸，折合44194.5kW，超過預(yù)計(jì)需求16.4%。如果考慮內(nèi)燃機(jī)可利用的熱量制冷，將達(dá)到48166.5kW，超過預(yù)計(jì)需求的26.87%，為設(shè)計(jì)指標(biāo)的98.4%。
3、制冷機(jī)組：利用蒸汽的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組，建議采用2500冷噸超大型機(jī)組，使用大型機(jī)組占地省，維護(hù)成本低，單位投資也比較低。
2500冷噸冷水機(jī)組技術(shù)參數(shù)：
制冷能力： 2500USRT 8793kW
冷水出口溫度：7℃
冷水進(jìn)口溫度：13℃
冷水流量：1260t/h
冷卻水流量：2267t/h
冷卻水進(jìn)口溫度：30℃
冷卻水出口溫度：36℃
蒸汽耗量：10750kg/h
蒸汽溫度：170℃
蒸汽壓力：8Bar
蒸汽單位耗量：4.3kg/USRT
蒸汽凝水回水溫度：90℃
耗電量：66kWh
機(jī)組長度：9499mm
機(jī)組寬度：3594mm
機(jī)組高度：4700mm
4、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)：
使用天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)，推薦使用美國卡特彼勒3516LE型1011kW發(fā)電機(jī)組或奧地利顏巴赫J(rèn)MS320GS-N.L型973kW發(fā)電機(jī)組。卡特機(jī)組35該系列機(jī)組性能穩(wěn)定，堅(jiān)固可靠，在全世界和中國都大量使用。顏巴赫是專門制造燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的公司，具有發(fā)電效率高，系統(tǒng)集成化高等優(yōu)勢。
顏巴赫J(rèn)MS320GS-N.L型機(jī)組數(shù)據(jù)：
發(fā)電機(jī)出力： 973kW
發(fā)電效率：38%
供熱出力：1324kW
供熱效率：52%
綜合效率：90%
供熱水溫：90℃
回水溫度：70
汽缸數(shù)量：20缸
機(jī)組長度：5200mm
機(jī)組寬度：1900mm
機(jī)組高度：2300mm
機(jī)組重量：11400
余熱回收裝置長度：4650mm
余熱回收裝置寬度：1550mm
余熱回收裝置高度：3560mm
5、除濕機(jī)組：(暫空)
六、需求分析：
1、建筑面積與用途特征：本項(xiàng)目總建筑面積37.3萬平方米，其中需要采暖制冷的建筑面積為25.883萬平方米，69.4%，除4萬平方米酒店式公寓外，基本都是對(duì)電力、空調(diào)需求極大的商業(yè)性建筑物，包括凈高極大的電影院等設(shè)施。該建筑屬于對(duì)能源需求較大的建筑，建議業(yè)主注意建筑的節(jié)能性。
建筑面積與用途#p#分頁標(biāo)題#e#
名 稱 面積m 2 冷熱負(fù)荷要求 備 注
北京 某購物 中心 項(xiàng)目
購物 中心 地下二層 48，475 元
地下一層 99，715 部分有 空調(diào)、采暖 面積40020m 2
首層 65，320 有
二層 55，630 有
三層 57，820 有
酒店式 公寓
地下二層 3，000 無
地下一層 3，000 無
1-14層 40，040 有 468套公寓
總 計(jì) 373，000
其中需空調(diào)、采暖 面積(商業(yè)區(qū)) 258，830
其中不需空調(diào)、 采暖面積 114，170
2、建筑能源設(shè)計(jì)指標(biāo)：
根據(jù)恩耐特公司方案，建筑設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：
項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)指標(biāo)
項(xiàng) 目 單位 需空調(diào)、采暖區(qū)域 其它區(qū)域
商業(yè)區(qū) 酒店式公寓 車庫、庫房等 合 計(jì)
建筑面積 m 2 218790 40040 114170 373000
空調(diào)供冷概算指標(biāo) w/m 2 210 75 0
冷綜合需求 kW 45，945.90 3，003.00 48，948.90
采暖供熱概算指標(biāo) w/m 2 75 70 0
熱綜合需求 kW 16，409.25 2，802.80 19，212.05
電負(fù)荷指標(biāo) w/m 2 120 80 20
電綜合需求 kW 26，254.80 3，203.20 2，283.40 31，741.40
3、建議應(yīng)用指標(biāo)：
根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定的用能指標(biāo)往往大大超過實(shí)際需求，原因主要的根據(jù)特定環(huán)境下的極端溫度條件下，且不考慮節(jié)能因素。根據(jù)中國建筑科學(xué)研究院暖通空調(diào)所李先瑞研究員的研究，制冷需求在商場項(xiàng)目中，未采用節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，為209-244w/M2；若商場采用了節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)，為175-198w/M2。商場的照明主要是照明，如果不使用節(jié)能燈具，每平方米照度達(dá)80-110w，不僅耗電，還產(chǎn)生大量熱能需要增加空調(diào)負(fù)荷的浪費(fèi)。而利用節(jié)能達(dá)到同樣照度，僅需要22w/M2，而且減少空調(diào)的能耗。如果本項(xiàng)目注意采用自然通風(fēng)和將制冷與除濕分離，將可以大大降低用能指標(biāo)。
建議采用的節(jié)能指標(biāo)
項(xiàng) 目 單位 需空調(diào)、采暖區(qū)域 其它區(qū)域
商業(yè)區(qū) 酒店式公寓 車庫、庫房等 合 計(jì)
建筑面積 m 2 218790 40040 114170 373000
空調(diào)供冷概算指標(biāo) w/m 2 120 40 0
冷綜合需求 kW 26，254.80 1，601.60 27，856.40
新風(fēng)除濕指標(biāo) w/m 2 60 30 0#p#分頁標(biāo)題#e#
除濕綜合需求 kW 13，127.40 1，201.20 14，328.60
空調(diào)綜合指標(biāo) w/m 2 180 70 0
空調(diào)系統(tǒng)綜合需求 kW 39，382.20 2，802.80 42，185.00
采暖供熱概算指標(biāo) w/m 2 65 50 0
熱綜合需求 kW 14，221.35 2，002.00 16，223.35
電負(fù)荷指標(biāo) w/m 2 60 35 10
電綜合需求 kW 13，127.40 1，401.40 1，141.70 15，670.50
4、同步系數(shù)：
存在兩層問題：(1)電力、熱力、制冷之間的同步問題；(2)用戶同時(shí)使用能源的同步問題。任何建筑的電力、熱力和制冷，都不可能同時(shí)達(dá)到最大需求，因此存在一個(gè)“同步系數(shù)”問題。例如制冷，夏季下午是日照最強(qiáng)的時(shí)間，制冷需求最高，但購物中心中的人流不是最大峰值，如果能夠自然采光，電力需求比較低；而人流最大峰值出現(xiàn)在下班以后的7點(diǎn)鐘左右，這時(shí)日照因素基本沒有了，制冷已經(jīng)不是峰值，但電力進(jìn)入峰值時(shí)段，除濕系統(tǒng)也已經(jīng)達(dá)到最大值。另外，對(duì)于采暖，人流大對(duì)于熱的需求低，人流小反而對(duì)于熱的需求大。這些因素需要系統(tǒng)有比較大的調(diào)節(jié)靈活性，才能有效保證需求的變化。購物中心是一種店鋪林立的商業(yè)形式，是由一家一家獨(dú)立的商業(yè)店鋪分別租用或購買其中的面積經(jīng)營。每個(gè)用戶經(jīng)營商品和營業(yè)性質(zhì)不同于對(duì)電力、熱力和制冷的使用方式也有所不同。例如：商品銷售、餐飲、娛樂項(xiàng)目和購物中心內(nèi)公共設(shè)施的人流高峰時(shí)間不同，能源需求的高峰也不相同，這其中存在相當(dāng)大的互補(bǔ)性。實(shí)際上，國外大型購物中心中，總有相當(dāng)一部分面積處于改造、裝修、維護(hù)和停業(yè)之中。所以，同步系數(shù)也是必須考慮的一個(gè)問題。
綜合同步系數(shù)與預(yù)計(jì)實(shí)際需求
項(xiàng)目 單位 電力 熱力 制冷
需求容量 kW 15，670.50 16，223.35 42，185.00
綜合同步系數(shù) % 90% 95% 90%
預(yù)計(jì)實(shí)際需求 kW 14，103.45 15，412.18 37，966.50
七、容量確定：
對(duì)于分布式能源的技術(shù)解決方案，容量的可增減性--柔性因素非常關(guān)鍵，由于用戶的用能方式在建設(shè)初期難以確定，特別對(duì)于熱電冷都要自己解決的能源島方案。為防止投資的浪費(fèi)，應(yīng)該采用比較謹(jǐn)慎的選擇，“從小到大”，選擇比較低的指標(biāo)來確定機(jī)組，但要留出擴(kuò)建的余地和設(shè)備空間。
如果由燃?xì)廨啓C(jī)承擔(dān)系統(tǒng)全部供熱和制冷，將采用冬季直接供熱，夏季余熱鍋爐補(bǔ)燃運(yùn)行，預(yù)計(jì)夏季最炎熱的6、7、8三個(gè)月，鍋爐補(bǔ)燃溫度將達(dá)到88℃以上。由于沒有SolarT60 5500kW機(jī)組的計(jì)算軟件，本方案按照5200kW機(jī)組測算。 #p#分頁標(biāo)題#e#
環(huán)境溫度影響與容量匹配關(guān)系
月份 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均值
平均溫度 ℃ 1 4 11 21 27 31 31 30 26 20 9 3 17.83
單機(jī)出力 kW 5550 5446 5193 4826 4608 4460 4460 4498 4654 4863 5266 5481 4911
雙機(jī)出力 kW 11100 10892 10386 9652 9216 8920 8920 8996 9290 9726 10532 10962 9883
單機(jī)熱量 kg/h 12045 12001 11865 11613 21563 23221 23221 22800 21652 11640 11908 12016 16295
雙機(jī)熱量 kg/h 24090 24002 23730 23226 43126 46442 46442 45600 43304 23280 23816 24032 32591
鍋爐溫度 ℃ 484 485 488.4 493 750 814 814 800 750 492.4 487.4 485 612
單機(jī)燃耗 GJ 64.93 64.12 62.18 59.35 79.457 82.054 82.054 81.403 79.878 59.63 62.74 64.39 70.18
雙機(jī)燃耗 GJ 129.86 128.24 124.36 118.7 158.914 164.108 164.108 162.806 159.756 119.26 126.48 128.78 140.36
容量與需求指標(biāo)關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 電 熱 冷
使用面積 m 2 373，000 258，830 258，830
設(shè)計(jì)需求量 kW 31，741.40 19，212.05 48，948.90
平均指標(biāo) w/m 2 85.10 74.23 189.12
節(jié)能需求量 kW 15，670.50 16，223.35 42，185.00
平均指標(biāo) w/m 2 42.01 62.68 162.98
預(yù)計(jì)實(shí)際需求量 kW 14，103.45 15，412.18 37，966.50
平均指標(biāo) w/m 2 37.81 59.55 146.69
系統(tǒng)發(fā)電與用電需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號(hào)燃機(jī) 2號(hào)燃機(jī) 3號(hào)燃機(jī) 4號(hào)燃機(jī) 5號(hào)燃機(jī)
單機(jī)發(fā)電量 kW 5500 5500 1000 1000 1000
累計(jì)發(fā)電容量 kW 5500 11000 12000 13000 14000
建筑單位面積電量 w/m 2 14.75 29.49 32.17 34.85 37.53
供需比例 % 39.00% 78.00% 85.09% 92.18% 99.27%
上表說明電力基本可以滿足預(yù)計(jì)的負(fù)荷需求，如果不能滿足，可以增加內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。如果項(xiàng)目Ⅱ期工程上馬，也可以考慮再增加1臺(tái)5500kW燃?xì)廨啓C(jī)。 #p#分頁標(biāo)題#e#
系統(tǒng)供冷與冷需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號(hào) 燃機(jī) 1號(hào) 補(bǔ)燃 2號(hào) 燃機(jī) 2號(hào) 補(bǔ)燃 3號(hào) 燃機(jī) 4號(hào) 燃機(jī) 5號(hào) 燃機(jī)
單機(jī)供冷量 kW 9623.5 12460.8 9623.5 1240.8 1324 1324 1324
累計(jì)供冷量 kW 9623.5 22084.3 31707.8 44168.6 45492.6 46816.6 48140.6
建筑單位面積冷量 w/m 2 37.18 85.32 122.50 170.65 175.76 180.88 185.99
供需比例 % 25.35% 58.17% 83.51% 116.33% 119.82% 123.31%[JP] 126.79%
上表說明系統(tǒng)制冷量完全可以滿足需求，而且可選擇的運(yùn)行方式很多，由于補(bǔ)燃鍋爐的技術(shù)
靈活性，可以通過調(diào)節(jié)補(bǔ)燃系統(tǒng)燃料耗量來調(diào)節(jié)供熱，能夠保證系統(tǒng)不會(huì)浪費(fèi)能源。
系統(tǒng)供熱與熱需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號(hào)燃機(jī) 2號(hào)燃機(jī) 3號(hào)燃機(jī) 4號(hào)燃機(jī) 5號(hào)燃機(jī)
單機(jī)供熱量 kW 9623.5 9623.5 1324 1324 1324
累計(jì)供熱量 kW 9623.5 19247 20571 21895 23219
建筑單位面積熱量 w/m 2 37.18 74.36 79.48 84.59 89.71
供需比例 % 62.44% 124.87% 133.46% 142.05% 150.64%
由于本項(xiàng)目的熱指標(biāo)比較低，所以熱量難以消納。但是考慮到熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)每天僅運(yùn)行14小時(shí)，另外10小時(shí)仍需要采暖，如果利用普通水蓄熱，蓄能溫度40-90℃，蓄能溫差50℃，將需要4個(gè)466立方米水池，長10m寬10m深5m；若采用濃鹽水，蓄能溫度40-98℃，蓄能溫差58℃，將需要4個(gè)400立方米水池，長10m寬8m深5m。水池可置于地下，不占用建筑面積，夏季可用于蓄冷水，如果按15℃蓄能溫差計(jì)算，可蓄能32500kW，作為尖峰調(diào)峰負(fù)荷使用。
蓄熱系統(tǒng)容量要求
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
多余熱量 kWh 7740
蓄能時(shí)間 hrs 14
蓄能總量 kWh 108355
放能時(shí)間 hrs 10
單位時(shí)間放熱量 kWh 10836
單位面積放熱量 w/m 2 42
八、投資估算：
1、預(yù)計(jì)不采用熱電冷系統(tǒng)的投資為1.03億元。
傳統(tǒng)方式造價(jià)估算
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
變電站 萬 RMB 3500
電力接入施工 萬 RMB 1500
天然氣鍋爐 萬 RMB 300
備用發(fā)電機(jī) 萬 RMB 800
制冷機(jī)造價(jià) 萬 RMB 2600
冷卻塔水泵 萬 RMB 500#p#分頁標(biāo)題#e#
各種換熱器 萬 RMB 85
輔助設(shè)備 萬 RMB 100
運(yùn)輸安裝 萬 RMB 300
工程施工 萬 RMB 500
工程前期 萬 RMB 50
其他 萬 RMB 65
總造價(jià) 萬 RMB 10300
2、熱電冷聯(lián)產(chǎn)的造價(jià)為1.1億元，比傳統(tǒng)方式僅增加700萬元。但本方案未考慮燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口稅和增值稅，而且不包括土地成本。
熱電冷系統(tǒng)造價(jià)估算
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
燃?xì)廨啓C(jī)單價(jià) 萬 USD 210 萬 RMB 1737
裝機(jī)數(shù)量 unit 2
燃?xì)廨啓C(jī)總價(jià) 萬 RMB 3473
余熱鍋爐單價(jià) 萬 RMB 350
裝機(jī)數(shù)量 unit 2
余熱鍋爐總價(jià) 萬 RMB 700
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)單價(jià) 萬 RMB 450
裝機(jī)數(shù)量 unit 3
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)總價(jià) 萬 RMB 1350
制冷機(jī)組單價(jià) 萬 RMB 650
裝機(jī)數(shù)量 unit 4
制冷機(jī)總價(jià) 萬 RMB 2600
冷卻塔水泵 萬 RMB 500
各種換熱器 萬 RMB 85
輔助設(shè)備 萬 RMB 250
運(yùn)輸安裝 萬 RMB 950
工程施工 萬 RMB 900
工程前期 萬 RMB 80
其他 萬 RMB 112
總造價(jià) 萬 RMB 11000
九、環(huán)境保護(hù)：
使用天然氣，基本沒有二氧化硫污染，主要污染物為氮氧化物(NO X)，北京市規(guī)定為200mg/m 3。
燃?xì)廨啓C(jī)可選用低排放為25ppm，相當(dāng)不到60mg/m 3，非常環(huán)保。
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)250mg/m 3，有所超標(biāo)，將來進(jìn)入永久廠房后，可以采用煙道催化技術(shù)降低排放。
補(bǔ)燃余熱鍋爐預(yù)計(jì)的補(bǔ)燃溫度設(shè)計(jì)在927℃以下，這是NO X大量生成以內(nèi)，而且實(shí)際補(bǔ)燃溫度多在850℃以下，所以也不會(huì)大量生成NO X。
十、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：
項(xiàng)目主要收益來自發(fā)電、供熱和制冷，本方案未考慮生活熱水供應(yīng)收益。項(xiàng)目主要支出為燃料消耗成本和運(yùn)行費(fèi)用。
1、發(fā)電收益：預(yù)計(jì)年發(fā)電收益3227萬元。
發(fā)電收益估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
應(yīng)用發(fā)電容量 kW 9，883 973 1，946 10，856
年利用時(shí)間 hrs 5270 8760 3285
年發(fā)電量 萬 kWh 5，208.17 852.35 639.26 6，060.51
適用電費(fèi) 元/kWh 0.4856 0.4104 0.5446
#p#分頁標(biāo)題#e#
發(fā)電收益 萬元/a 2，529.14 349.80 348.11 3，227.06
2、供熱收益：年供熱收益為1064萬元。
供熱收益估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
應(yīng)用供熱容量 kW 19，247 1，324 2，648 23，219
年利用時(shí)間 hrs 2114 3624 1359
年供熱量 萬 kWh 4，068.82 479.82 359.86 4，548.63
適用熱費(fèi) 元/kWh 0.2168 0.2168 0.2168
供熱收益 萬元/a 882.12 104.02 78.02 1，064.16
3、制冷收益：預(yù)計(jì)年制冷收益1787萬元。
制冷收益估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
應(yīng)用制冷容量 kW 38，194 1，324 2，648 42，166
年利用時(shí)間 hrs 2436 4176 1566
年制冷量 萬 kWh 9，304.13 552.90 414.68 9，857.03
適用冷費(fèi) 元/kWh 0.1740 0.1740 0.1740
制冷收益 萬元/a 1，618.92 96.21 72.15 1，787.28
4、燃料成本：預(yù)計(jì)年消耗燃料成本3506萬元。
燃料成本估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
耗熱 GJ/h 140.36 9.2 18.4 149.56
年利用時(shí)間 hrs 5270 8760 3285
年熱耗 JG/a 739，720 80，592 60，444 820，312.04
折合天然氣 萬/m 3 2，103.32 229.16 171.87 2，332.48
天然氣價(jià) 元/m 3 1.40 1.40 1.40
燃?xì)獬杀?萬元/a 2，945 321 241 3，506.08
5、運(yùn)行成本：燃?xì)廨啓C(jī)一般運(yùn)行成本為0.03-0.055元kWh，考慮到需要承擔(dān)制冷系統(tǒng)的維護(hù)，特取高值。內(nèi)燃機(jī)為0.08-0.12元kWh，運(yùn)行成本取中間值。
運(yùn)行成本估算
項(xiàng) 目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合 計(jì)
年發(fā)電量 萬kWh 5，208.17 852.35 639.26 6，060.51
運(yùn)行成本 元/kWh 0.055 0.1 0.1
年運(yùn)行成本 萬元 286.45 85.23 63.93 435.61
6、效益評(píng)估：本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好，年凈收益為1642萬元，可以在5.15年收回全部投資，而在同等熱、電、冷價(jià)格條件下，傳統(tǒng)方式將永遠(yuǎn)不能回收投資，每年還要支付巨額運(yùn)行成本。如果只計(jì)算熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)方式的增量投資，0.33年(即：4個(gè)月)可以回收所增加的全部投資。 #p#分頁標(biāo)題#e#
投資收益估算
項(xiàng) 目 單位 數(shù)值
發(fā)電收益 萬元/a 3，227.06
供熱收益 萬元/a 1，064.16
制冷收益 萬元/a 1，787.28
燃?xì)獬杀?萬元/a (3，506.08)
年運(yùn)行成本 萬元/a (435.61)
設(shè)備折舊 萬元/a (495.02)
凈收益 萬元/a 1，641.79
投資回收周期 a 5.15
增量投資回收周期 a 0.33
十一、結(jié)論：
本項(xiàng)目即可節(jié)約投資，又能降低能源成本，經(jīng)濟(jì)效益良好。環(huán)?？梢赃_(dá)標(biāo)，同時(shí)節(jié)約能源，能源綜合利用效率高達(dá)80%以上，其發(fā)電效率和熱電比均已超過國家政策要求，屬于國家法律和政策明令鼓勵(lì)的項(xiàng)目和技術(shù)?？紤]到設(shè)備交貨周期和建設(shè)周期，建議盡早上馬展開必要的論證設(shè)計(jì)工作。
