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        世博園區(qū)B片區(qū)能源中心設(shè)備配置合理性分析

        2015-12-02 04:47:06孔令文國家電網(wǎng)上海智能電網(wǎng)研發(fā)投資有限公司
        上海節(jié)能 2015年8期
        關(guān)鍵詞:溴化鋰冷量供冷

        孔令文 國家電網(wǎng)(上海)智能電網(wǎng)研發(fā)投資有限公司

        張鵬飛 上海世博發(fā)展(集團(tuán))有限公司

        張文宇 上海市建筑科學(xué)研究院

        1 B片區(qū)概況

        上海世博 B 片區(qū)央企總部能源中心主要為企業(yè)總部辦公樓及附屬商業(yè)服務(wù)。規(guī)劃地上建筑總面積597 288 ㎡,其中辦公面積 571 188 ㎡,商業(yè)面積26 100 ㎡。地下商業(yè)及地下通道面積約 60000 ㎡。圖1為央企分布總平面圖。

        根據(jù)上海世博 B片區(qū)央企總部區(qū)的冷、熱負(fù)荷容量及特點(diǎn),在該區(qū)域建設(shè)了天然氣分布式能源中心,主要為B 片區(qū)內(nèi)各央企總部辦公樓及附屬商業(yè)建筑供能(不包含B 片區(qū)世博館路東側(cè)的酒店群),供能總面積為 64.7 萬㎡,地上建筑總面積 597 288㎡,其中辦公面積 571 188㎡,商業(yè)面積 26 100 ㎡,地下商業(yè)面積約 49 978 ㎡。能源中心含燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)+煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組、燃?xì)鉄崴仩t、離心式冷水機(jī)組、蓄冷(熱)裝置,以及相應(yīng)的配套設(shè)施,布置在 B03地塊內(nèi)的電力大樓及規(guī)劃二路地下,占地面積約4 200 ㎡。

        2 能源中心設(shè)備配置調(diào)研

        能源中心設(shè)備配置見表1~表4。

        表1 內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組性能參數(shù)

        表2 溴化鋰機(jī)組性能參數(shù)

        表3 離心式冷水機(jī)組設(shè)備性能參數(shù)

        表4 設(shè)計(jì)日機(jī)組供冷(供熱)量 kWh

        3 系統(tǒng)運(yùn)行方式

        (1)夏季設(shè)計(jì)日制冷機(jī)組運(yùn)行方式

        設(shè)計(jì)園區(qū)夏季設(shè)計(jì)日最大小時(shí)冷負(fù)荷為56.8 MW,2臺(tái)溴化鋰機(jī)組提供的冷量為10466kW,7臺(tái)冷水機(jī)組提供的冷量為36400kW,蓄冷裝置提供的冷量9 912 kW。從22:00~06:00時(shí)2臺(tái)冷水機(jī)組利用低谷電蓄冷,在此期間將蓄冷罐蓄滿。

        圖2 夏季設(shè)計(jì)日運(yùn)行方式圖

        (2)冬季設(shè)計(jì)日供熱機(jī)組運(yùn)行方式

        設(shè)計(jì)園區(qū)冬季設(shè)計(jì)日最大小時(shí)熱負(fù)荷為34.3 MW,2臺(tái)溴化鋰機(jī)組提供的熱量7 440 kW,3臺(tái)供熱量為6 000 kW的燃?xì)鉄崴仩t提供的熱量為18 000 kW,蓄熱水箱提供的熱量為8 840 kW。從22:00~05:00時(shí)2臺(tái)溴化鋰機(jī)組在此期間將蓄熱罐蓄滿。

        圖3 冬季設(shè)計(jì)日運(yùn)行方式圖

        (3)過渡季典型日制冷機(jī)組運(yùn)行方式

        設(shè)計(jì)園區(qū)過渡季典型日最大小時(shí)冷負(fù)荷為30.3MW,2臺(tái)溴化鋰機(jī)組提供的冷量10466kW,3臺(tái)冷水機(jī)組提供的冷量15 600 kW,蓄冷裝置提供的冷量4 269 kW。從22:00~06:00時(shí)2臺(tái)冷水機(jī)組利用低谷電蓄冷,在此期間將蓄冷罐蓄滿。

        圖4 過渡季典型日供冷運(yùn)行方式圖

        (4)過渡季典型日供熱機(jī)組運(yùn)行方式

        設(shè)計(jì)園區(qū)過渡季典型日最大小時(shí)熱負(fù)荷為8.9MW,2臺(tái)溴化鋰機(jī)組提供的熱量7 440 kW,1臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t提供的熱量為1 440 kW,蓄熱水箱提供的熱量為0 kW。

        圖5 過渡季典型日供熱運(yùn)行方式圖

        表5 供冷期(供熱期)機(jī)組供冷(供熱)量 MWh

        供能總平衡關(guān)系如表4、表5所示。系統(tǒng)運(yùn)行模式為:夏季白天由溴化鋰機(jī)組提供基本的冷負(fù)荷,同時(shí)采用水蓄冷提供日常冷負(fù)荷,采用電制冷機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰。夏季晚上電制冷機(jī)組利用低谷電進(jìn)行水蓄冷。冬季白天由溴化鋰機(jī)組提供基本的熱負(fù)荷,同時(shí)采用水蓄熱提供日常熱負(fù)荷,采用燃?xì)鉄崴仩t進(jìn)行調(diào)峰。冬季晚上利用溴化鋰機(jī)組和燃?xì)鉄崴仩t進(jìn)行蓄熱。

        通過從三聯(lián)供系統(tǒng)的配置與運(yùn)行策略得出,全年供冷量18 284 MWh,供熱量11 580 MWh,2臺(tái)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)基本全年運(yùn)行365 d,運(yùn)行14 h/d,發(fā)電量3 622 kWh/h,消耗天然氣1 013 m3/h,天然氣熱值按38 931kJ/m3計(jì)算,聯(lián)供系統(tǒng)的年平均能源綜合利用率為86%,大于《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)程》70%的要求。

        4 能源中心設(shè)備配置分析

        能源中心規(guī)劃供能總面積64.7萬㎡,其中地上59.7萬㎡。園區(qū)設(shè)計(jì)最大冷負(fù)荷為56.8 MW,設(shè)計(jì)最大熱負(fù)荷為34.3 MW,單位建筑面積冷負(fù)荷87 W/㎡,熱負(fù)荷53 W/㎡;單位地上建筑面積冷負(fù)荷95 W/㎡,熱負(fù)荷57 W/ ㎡。

        國內(nèi)外辦公建筑有代表性空調(diào)概算指標(biāo)整理如表6所示。通過對(duì)比可以看出,本能源中心設(shè)計(jì)容量針對(duì)整個(gè)規(guī)劃區(qū)來講比較緊湊,不能滿足地下商業(yè)區(qū)域空調(diào)需求,用能高峰時(shí)候需要其他形式的冷熱源補(bǔ)充供冷供熱。

        另一方面能源中心設(shè)計(jì)最小化,可以避免大系統(tǒng)大容量,有利于提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,尤其在規(guī)劃區(qū)運(yùn)行初期可以降低運(yùn)行費(fèi)用。

        表6 辦公建筑空調(diào)負(fù)荷概算指標(biāo)

        5 結(jié)語

        從三聯(lián)供系統(tǒng)的配置與運(yùn)行策略可以得出,在設(shè)計(jì)日最大負(fù)荷時(shí)段,冷負(fù)荷分別由三聯(lián)供系統(tǒng)、冷水機(jī)組和水蓄冷聯(lián)合提供,為保證三聯(lián)供系統(tǒng)的利用時(shí)數(shù),適當(dāng)減少其配置,從而可以降低初投資,提高能源中心的綜合效率。

        從設(shè)計(jì)最小負(fù)荷看,通過本方案的三聯(lián)供系統(tǒng)配置,在一天中最低負(fù)荷時(shí)段,可以僅通過三聯(lián)供系統(tǒng)向外供冷、供熱,從而提供了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備利用率。另一方面,設(shè)計(jì)負(fù)荷基于所有辦公樓人員齊備進(jìn)行預(yù)測的,將來實(shí)際運(yùn)行時(shí)尤其初期投入階段,可能實(shí)際冷熱較低,因此適當(dāng)降低三聯(lián)供系統(tǒng)的容量配置,可以降低由于初期冷、熱負(fù)荷較低帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

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