摘要：介紹了分布式能源系統(tǒng)，對(duì)分布式能源發(fā)電機(jī)組類型進(jìn)行了列表對(duì)標(biāo)。通過對(duì)某工程熱電負(fù)荷分析，給出了分布式能源設(shè)計(jì)方案，對(duì)分布式能源系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：分布式能源；發(fā)電設(shè)備；工藝流程；投資分析

引言

分布式能源是利用天然氣為燃料，通過冷熱電三聯(lián)供等方式實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，綜合能源利用效率在70%以上，并在負(fù)荷中心就近實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式，是天然氣高效利用的重要方式。出于提高能源利用率、節(jié)能降耗的目的，近年建設(shè)的分布式能源系統(tǒng)都需要進(jìn)行余熱利用（余熱制冷/供熱）。

就地或就近解決能源需求的分布式能源技術(shù)，可根據(jù)用戶需求提供冷熱電聯(lián)供，同時(shí)更小巧的體積、更高的能效以及更低的成本，使分布式能源技術(shù)越來(lái)越多受到各行各業(yè)的青睞。燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)裝置以其建設(shè)周期短、啟停速度快、污染物排放少和熱效率高等諸多特點(diǎn)已成為當(dāng)前高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和提高熱能綜合利用效率的措施之一。

1、分布式能源系統(tǒng)形式

分布式能源系統(tǒng)的型式包括區(qū)域分布式能源系統(tǒng)和樓宇式分布式能源系統(tǒng)兩種。

區(qū)域分布式能源系統(tǒng)指建在能源站內(nèi)，負(fù)責(zé)向一個(gè)小區(qū)域供電、供冷（熱）的分布式能源系統(tǒng)，以上網(wǎng)方式與市電連接。

樓宇式分布式能源系統(tǒng)指建在樓宇建筑物內(nèi)、只負(fù)責(zé)該棟樓宇或相互緊鄰幾棟樓宇的供電、供冷（熱）的分布式能源系統(tǒng)。這種系統(tǒng)一般以并網(wǎng)不上網(wǎng)的方式與市電連接。

2、分布式能源建設(shè)方案分析

2.1 工程概況

本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)在石家莊市區(qū)，供電接自市政供電，運(yùn)行可靠。蒸汽部分由外部電廠采購(gòu)，約占25%，剩余部分為自用燃?xì)庹羝仩t提供。廠區(qū)空調(diào)供冷系統(tǒng)為電力驅(qū)動(dòng)壓縮式制冷機(jī)組，為雙工況冰蓄冷系統(tǒng)。

燃?xì)廨啓C(jī)余熱主要為尾部排煙，由于其排煙溫度高，回收的余熱產(chǎn)生蒸汽量較大。內(nèi)燃機(jī)發(fā)電效率高，但余熱回收主要為缸套冷卻水、潤(rùn)滑油冷卻水產(chǎn)生的余熱，回收余熱的品位相對(duì)較低，排煙余熱產(chǎn)生蒸汽量較小。

2.2熱電負(fù)荷

1）電負(fù)荷

2）熱負(fù)荷

2.3建設(shè)方案

燃?xì)廨啓C(jī)余熱主要為尾部排煙，由于其排煙溫度高，回收的余熱產(chǎn)生蒸汽量較大。內(nèi)燃機(jī)發(fā)電效率高，但余熱回收主要為缸套冷卻水、潤(rùn)滑油冷卻水產(chǎn)生的余熱，回收余熱的品位相對(duì)較低，排煙余熱產(chǎn)生蒸汽量較小。根據(jù)廠區(qū)用電負(fù)荷和蒸汽負(fù)荷特點(diǎn)，該分布式能源考慮采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電+余熱蒸汽鍋爐供熱方案，空調(diào)供冷負(fù)荷仍考慮為電制冷，不設(shè)置吸收式溴化鋰機(jī)組。

由于廠內(nèi)需求以蒸汽為主，需要優(yōu)先保證廠用蒸汽負(fù)荷10t/h，通過分析廠區(qū)用電負(fù)荷特性，選用燃?xì)廨啓C(jī)1臺(tái)，單臺(tái)汽輪機(jī)發(fā)電負(fù)荷4.6MW?？梢员ＷC燃?xì)廨啓C(jī)高效率運(yùn)行。同時(shí)選用1臺(tái)煙氣型余熱蒸汽鍋爐，單臺(tái)最大蒸汽產(chǎn)量12噸/h。

燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)置旁路煙囪，平時(shí)根據(jù)用電量大小，機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷在50-100%區(qū)間，可以保證NOx排放達(dá)標(biāo)。 超出機(jī)組發(fā)電量部分，從電網(wǎng)取電。當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)電負(fù)荷較大，余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量超過10t/h時(shí)，打開旁路煙囪排出部分煙氣，調(diào)節(jié)蒸汽產(chǎn)量。

根據(jù)廠區(qū)平均用電負(fù)荷數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全廠用電負(fù)荷約為8.8MW，1臺(tái)4.6MW燃?xì)廨啓C(jī)電力輸出不滿足全廠用電負(fù)荷需求。部分時(shí)段需通過下載外電使用。

2.4工藝流程

燃?xì)饨?jīng)調(diào)壓站調(diào)壓后，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，與空氣在燃燒室燃燒后，推動(dòng)輪機(jī)葉輪做功發(fā)電，排出的高溫?zé)煔馀湃胗酂徨仩t，余熱鍋爐加熱軟化水后產(chǎn)生蒸汽，供廠區(qū)生產(chǎn)生活使用。

分布式能源站總體流程示意圖見下圖：

2.5主要設(shè)備選型

（1）燃?xì)廨啓C(jī)

型式：C50型

制造廠：Solar（或同類廠家）

燃料：天然氣

功率：4.6MW

天然氣透氣壓力：17bar

單臺(tái)耗量：1588Nm3/h

（2）余熱鍋爐

型式：臥式單壓鍋爐

制造廠：杭州鍋爐集團(tuán)有限公司（或同類廠家）

蒸汽量：12t/h

（3）電力系統(tǒng)

燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)通過10kV高壓電力電纜 接入廠區(qū)110kV變電站10kV配電裝置不同母線段。變電站10kV配電室內(nèi)新增一面KYN28-12型中壓開關(guān)柜，二次設(shè)備室內(nèi)新增一面發(fā)電機(jī)保護(hù)測(cè)控柜。

3、投資及經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1投資及運(yùn)營(yíng)模式

分布式能源項(xiàng)目可采用用戶自建、BOT、EMC、BOO經(jīng)營(yíng)模式。具體如下：

3.2 投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用

分布式能源系統(tǒng)投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用等數(shù)值見表3-2：

4、存在問題及建議

1）根據(jù)全年廠區(qū)用電負(fù)荷分析，在廠區(qū)用電低谷時(shí)段，出現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電量大于廠用電現(xiàn)象，多余的發(fā)電量無(wú)法上網(wǎng)，則需要降低機(jī)組負(fù)荷，蒸汽產(chǎn)量下降，出現(xiàn)部分時(shí)段蒸汽不足10t/h，不足蒸汽負(fù)荷由廠區(qū)蒸汽鍋爐提供。

2）目前電力負(fù)荷為根據(jù)月度用電負(fù)荷計(jì)算的平均小時(shí)負(fù)荷。數(shù)據(jù)依然存在許多不確定因素，比如缺少全年典型日逐時(shí)用熱負(fù)荷、逐時(shí)用電負(fù)荷分析數(shù)據(jù)。會(huì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的選型及運(yùn)行工程造成一定的風(fēng)險(xiǎn)。

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