杜 浩

(廊坊新奧節(jié)能服務(wù)有限公司，河北 廊坊 065000)

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CCHP技術(shù)在廣東地區(qū)酒店建筑中的應(yīng)用

杜 浩

(廊坊新奧節(jié)能服務(wù)有限公司，河北 廊坊 065000)

根據(jù)肇慶市的氣候特點(diǎn)，預(yù)測(cè)了該地區(qū)某五星級(jí)酒店的冷、熱負(fù)荷，制定了傳統(tǒng)供能方案和天然氣分布式能源的供能方案，并對(duì)兩種方案作了比較，指出采用燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性和污染物排放方面有較大的優(yōu)勢(shì)。

酒店，CCHP技術(shù)，冷負(fù)荷，節(jié)能減排

0 引言

由于能量損失少、污染排放低、綜合效率高等特點(diǎn)，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)(CCHP)已經(jīng)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注，我國(guó)也將燃?xì)饫錈犭娐?lián)供技術(shù)作為能源的重點(diǎn)發(fā)展方向。CCHP技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)有了應(yīng)用案例[1]，如株洲職教城、黃花機(jī)場(chǎng)、廣州大學(xué)城等項(xiàng)目。隨著對(duì)節(jié)能減排的進(jìn)一步重視，CCHP技術(shù)在未來(lái)將快速發(fā)展[2]。

肇慶是廣佛肇經(jīng)濟(jì)圈的重要發(fā)展腹地，是珠三角聯(lián)通大西南各省區(qū)的重要交通節(jié)點(diǎn)，是珠江西岸正在崛起的具有較大開(kāi)發(fā)潛力和支撐引領(lǐng)作用的新興增長(zhǎng)極，因此本文以肇慶為例進(jìn)行分析。肇慶夏稍熱、冬偶寒。年平均氣溫22.2 ℃。7月最熱，平均氣溫28.8 ℃，極端最高氣溫38.7 ℃，日最高氣溫不小于35 ℃的日數(shù)為14 d。1月最冷，月平均氣溫13.7 ℃，極端最低氣溫-1.0 ℃。氣溫日較差不大，年內(nèi)最大的12月僅8.7 ℃，最小的4月為6.1 ℃。肇慶地區(qū)室外溫度變化見(jiàn)圖1。

酒店具有能密度大、供能周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，故該類建筑的能效消耗量偏高，本文針對(duì)肇慶的某五星級(jí)酒店類建筑進(jìn)行了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，分析了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在廣東省應(yīng)用的可行性，并對(duì)燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)進(jìn)行了配置和運(yùn)行策略優(yōu)化。

1 負(fù)荷分析

本項(xiàng)目位于肇慶市市區(qū)，總建筑面積約7.16萬(wàn)m2，建筑層數(shù)地上10層，建筑高度44 m，擬建設(shè)成為五星級(jí)酒店。

根據(jù)肇慶市的氣象條件及供能建筑的特點(diǎn)，為了更加準(zhǔn)確的分析項(xiàng)目的用能需求，故對(duì)項(xiàng)目的冷、熱負(fù)荷進(jìn)行模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)圖2，圖3。

根據(jù)肇慶市的氣候條件，考慮肇慶新區(qū)每年采暖期2個(gè)月(1月1日～ 2月28日共59 d)，制冷期7.5個(gè)月(4月1日～11月15日共229 d)，每天運(yùn)行時(shí)間為24 h。其中，根據(jù)甲方的要求及肇慶地區(qū)的實(shí)際情況，酒店2層的宴會(huì)廳為全年供冷區(qū)域，因此在供暖季及過(guò)渡季仍需要提供冷源。

建筑冷、熱設(shè)計(jì)負(fù)荷見(jiàn)表1。

表1 建筑冷、熱設(shè)計(jì)負(fù)荷

根據(jù)負(fù)荷分析和預(yù)測(cè)，參考當(dāng)?shù)氐慕y(tǒng)計(jì)數(shù)值，經(jīng)計(jì)算得出項(xiàng)目全年冷、熱累計(jì)負(fù)荷如表2所示[3]。

表2 建筑累計(jì)負(fù)荷

負(fù)荷全年總需冷量/萬(wàn)kWh全年總需熱量/萬(wàn)kWh合計(jì)76356

參照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中設(shè)備和人員等活動(dòng)規(guī)模，酒店典型日電力負(fù)荷約為1 700 kW。為了保證內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，考慮發(fā)電機(jī)裝機(jī)用于負(fù)載基本負(fù)荷，且發(fā)電機(jī)的熱量全部消耗，以確定裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)。一般內(nèi)燃機(jī)的裝機(jī)不超過(guò)基本負(fù)荷電力負(fù)荷的30%。

2 CCHP的適用性分析

隨室外氣溫的波動(dòng)，建筑冷、熱、電波動(dòng)較為顯著，因此這就對(duì)發(fā)電設(shè)備的低負(fù)荷適應(yīng)性提出了較高的要求。

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，負(fù)載率在50%時(shí)效率一般降低5%；而燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電效率受負(fù)載負(fù)荷的影響較小，故在本方案中選定燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作能源系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)。CCHP系統(tǒng)的余熱利用工藝直接連接和經(jīng)過(guò)余熱鍋爐的間接連接。

間接連接的系統(tǒng)工藝明顯較直接連接復(fù)雜，適用于蒸汽和熱水需求的項(xiàng)目。直接利用余熱的煙氣熱水型余熱吸收式設(shè)備發(fā)展的已經(jīng)比較成熟。且本項(xiàng)目無(wú)蒸汽需求，充分考慮具體的余熱利用工藝和建筑的冷、熱、生活熱水負(fù)荷需求等因素，為簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約占地，本項(xiàng)目?jī)?yōu)先考慮發(fā)電機(jī)組與煙氣熱水型吸收式空調(diào)機(jī)組直接連接的方案。

2.1 原供能系統(tǒng)方案和配置

該建筑原計(jì)劃采用常規(guī)的離心式冷水機(jī)組+市政熱力的方案提供空調(diào)冷熱源，電力由城市電網(wǎng)提供。具體配置見(jiàn)表3。

表3 方案一主設(shè)備配置表

2.2 燃?xì)饫錈犭娐?lián)供方案設(shè)計(jì)

根據(jù)上文分析結(jié)果結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇1臺(tái)發(fā)電容量為400 kW的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，為了有效的利用內(nèi)燃機(jī)的余熱，選用1臺(tái)煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組與內(nèi)燃機(jī)配合使用。冷熱源不足部分采用常規(guī)冷水機(jī)組和風(fēng)冷熱泵補(bǔ)充(見(jiàn)表4)。

表4 方案二主設(shè)備配置表

3 能源價(jià)格及系統(tǒng)運(yùn)行策略

3.1 能源價(jià)格

肇慶一般工商業(yè)1 kV～10 kV等級(jí)分時(shí)電價(jià)如表5所示。

表5 供電價(jià)格表

發(fā)電機(jī)組在峰平段運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)段平均電價(jià)為0.815 6元/kWh。本項(xiàng)目采用天然氣作為發(fā)電機(jī)燃料，當(dāng)?shù)靥烊粴鈨r(jià)格為2.4元/Nm3，低位熱值為8 650 kcal/Nm3。

3.2 運(yùn)行策略

內(nèi)燃機(jī)的排煙及缸套水進(jìn)入煙氣熱水溴化鋰機(jī)組及板換，為酒店提供空調(diào)冷熱源。同時(shí)內(nèi)燃機(jī)所發(fā)電量采用“并網(wǎng)不上網(wǎng)”的方式輸送至酒店變電站內(nèi)，供酒店及能源站使用。

夏季：

1)為了保證內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的發(fā)電小時(shí)數(shù)，發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益，故其裝機(jī)容量發(fā)電量小于建筑用電負(fù)荷，所產(chǎn)出電力除供給能源站使用外，都可在酒店內(nèi)消耗完，且考慮到不同時(shí)段電價(jià)不同，故在夏季燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)在峰平電價(jià)時(shí)開(kāi)機(jī)。

2)內(nèi)燃機(jī)的可用余熱主要包括高溫?zé)煔饧案邷馗滋姿畠刹糠?，在夏季?nèi)燃機(jī)的高溫?zé)煔饧案邷馗滋姿瑫r(shí)進(jìn)入溴化鋰機(jī)組，驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組為建筑提供制冷源。夏季優(yōu)先運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的余熱制冷，不足部分由螺桿式冷水機(jī)組和風(fēng)冷熱泵補(bǔ)充。

冬季：

1)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電除供給能源站使用外，其余部分都可在酒店內(nèi)消耗完。余熱制熱能源費(fèi)用較低，在冬季峰平電價(jià)時(shí)段開(kāi)機(jī)運(yùn)行。

2)內(nèi)燃機(jī)的高溫?zé)煔膺M(jìn)入溴化鋰機(jī)組，同時(shí)高溫缸套水經(jīng)過(guò)板式換熱器，溴化鋰機(jī)組和板式換熱器共同承擔(dān)酒店采暖熱源。

3)采暖熱源不足部分由風(fēng)冷熱泵補(bǔ)充。

4 系統(tǒng)評(píng)價(jià)

比較的基準(zhǔn)方案為系統(tǒng)的原供能方案，采用增量法對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。兩種方案詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6[4]。

表6 方案對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

1)結(jié)合肇慶地區(qū)的資源稟賦和氣候條件，融合天然氣、電力能源的分布式能源系統(tǒng)，搭配天然氣冷熱電三聯(lián)供、螺桿式冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵等多種能源應(yīng)用技術(shù)，在減少運(yùn)行成本的同時(shí)，提升供能安全，增加能量的梯級(jí)利用率。

2)方案二與方案一相比，雖然投資額增加了420萬(wàn)元，但是年運(yùn)行費(fèi)用每年要減少108萬(wàn)元，增量投資回收期為3.89年。

3)相對(duì)方案一而言，項(xiàng)目實(shí)施后每年可節(jié)能量2 054 t標(biāo)煤；每年可減少CO2排放量為2 354 t；每年可減少SO2排放75.48 t；每年可減少NOx排放60.25 t；每年減少粉塵排放0.96 t。

[1] 王 瀟,付 林,趙璽靈,等.天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在貴州地區(qū)的應(yīng)用案例研究[J].暖通空調(diào),2014,44(11):81-86.

[2] 王海龍.分布式能源系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用與相關(guān)問(wèn)題探討[J].煤氣與熱力,2009,33(5):19-22.

[3] GB/T 51161—2016，民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 付 林,江 億.采用增量法的BCHP系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析[J].熱能動(dòng)力工程,2008，23(5):490-493.

Application of CCHP technology in Guangdong district hotel

Du Hao

(ENNUbiquitousEnergyNetworkTechnologyCo.,Ltd,Langfang065000,China)

According to the climate characteristics of Zhaoqing City, the cold and hot load of a five star hotel in the area were predicted, and develop traditional supply scheme and natural gas distributed energy supply scheme, based on the two kinds of schemes were compared, using gas CCHP system has great the advantages in economy and pollutant emissions.

hotel， CCHP， cold load, emission reduction

2016-11-26

杜 浩(1981- )，女，工程師

1009-6825(2017)04-0203-02

TM611

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