在既有建筑物中改建分布式供能工程的分析——上?；▓@飯店分布式供能改建工程介紹

上海市節(jié)能協(xié)會(huì)分布式供能專委 林在豪

一般認(rèn)為，在既有建筑物中改建分布式供能工程難度極大，有不少業(yè)主對(duì)此望而卻步。上?；▓@飯店成功改建的實(shí)踐，給出了有益的啟發(fā)。

花園飯店是始建于上世紀(jì)二十年代原法國(guó)俱樂(lè)部舊址上矗立起來(lái)的五星級(jí)飯店。它既保留了古典優(yōu)雅的歐洲裝飾藝術(shù)的精髓，又賦予了新時(shí)代的氣息。飯店占地34700m2，總建筑面積59320m2，擁有房屋500間。原來(lái)供熱系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的3臺(tái)7T/h燃?xì)猓ㄓ停┱羝仩t，用電全部由市電進(jìn)線的2臺(tái)2500kVA變壓器供給。在節(jié)能減排大背景下，從2009年開始，對(duì)飯店能源系統(tǒng)，包括新增15.12kW太陽(yáng)能發(fā)電、水泵變頻等改造，于今年四月一日起正式投入運(yùn)行，情況良好。本文重點(diǎn)介紹以EP350G型燃?xì)鉄犭娐?lián)供機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱DES）對(duì)原蒸汽鍋爐供熱系統(tǒng)改建的情況（參見(jiàn)圖1）。

1 站址選擇

對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行多年的五星級(jí)飯店，要選擇一個(gè)合適安裝燃?xì)鉄犭娐?lián)供站房是相當(dāng)困難的事。這也是改建工程能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一。該工程選用原來(lái)位于建筑首層3臺(tái)7T/h臥式燃?xì)猓ㄓ停┱羝仩t的鍋爐房。拆除二臺(tái)老鍋爐位置安裝一套EP350G型燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組，另一臺(tái)位置改建成3臺(tái)2T/h貫流式燃?xì)庹羝仩t。充分利用原有鍋爐房面積和空間。

2 機(jī)型

EP350G型天然氣內(nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)供機(jī)組具有負(fù)荷控制靈敏，調(diào)節(jié)幅度較寬特點(diǎn)。余熱利用可根據(jù)用戶需要提供蒸汽+熱水和全熱水型二種方式。對(duì)于有蒸汽供應(yīng)需要，且原已建有蒸汽系統(tǒng)的花園飯店，采用蒸汽+熱水泵系統(tǒng)較合適。機(jī)組自帶燃?xì)庠鰤簷C(jī)，擴(kuò)大了天然氣供應(yīng)壓力適用范圍。潤(rùn)滑油箱裝在主機(jī)隔聲罩箱內(nèi)，提高了潤(rùn)滑油供應(yīng)可靠性。供應(yīng)內(nèi)燃機(jī)的空氣增壓系統(tǒng)及潤(rùn)滑油的冷卻自帶外置式冷卻裝置。由于機(jī)組分成三大組裝件，對(duì)設(shè)施安裝帶來(lái)方便。

3 供熱系統(tǒng)

燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)排出高溫?zé)煔饨?jīng)余熱蒸汽蒸發(fā)器產(chǎn)生的流量為190kg/h、壓力為0.78MPa的蒸汽，接入鍋爐房里3臺(tái)2T/h貫流式燃?xì)忮仩t和1臺(tái)7T/h老鍋爐組成的分汽缸，共同供應(yīng)飯店采暖、生活熱水、餐飲蒸煮、濕衣烘干等用熱需要。平時(shí)在保證蒸發(fā)器產(chǎn)生蒸汽優(yōu)先供應(yīng)原則下，根據(jù)分汽缸壓力變化控制輔助鍋爐自動(dòng)暫停運(yùn)行鍋爐數(shù)量。

缸套冷卻系統(tǒng)中的84.2℃-88℃流量為36T/h冷卻循環(huán)水加熱生活熱水，達(dá)到60℃-65℃，并入原生活熱水系統(tǒng)，使機(jī)組余熱得以充分利用。

4 供電系統(tǒng)

花園飯店市電二路進(jìn)線分別接入2500kVA變壓器各一臺(tái)。EP350G型熱電聯(lián)供機(jī)組額定發(fā)電量為350kW、電壓0.4KV。發(fā)電機(jī)輸出端并入52S2變壓器一側(cè)。接入點(diǎn)母線最小負(fù)荷在800～900kW左右，所以并入點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)向外網(wǎng)送電可能性。

花園飯店目前日實(shí)際用電量在44000kWh左右。

飯店供電并網(wǎng)系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

5 安裝及環(huán)境

EP350G型熱電聯(lián)供機(jī)組，由天然氣內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、潤(rùn)滑油箱等組裝在公共底座上的一個(gè)整體隔聲罩的機(jī)箱；換熱器組和燃?xì)庠鰤簷C(jī)組組成的輔助機(jī)；以及煙氣余熱蒸汽蒸發(fā)器三大件組成。據(jù)介紹用一天時(shí)間可將三大件搬進(jìn)原首層鍋爐房就位，又用一天時(shí)間就可以將三大件管道連接安裝完畢。外部管道安裝工作量較少。距隔聲罩1m處的噪聲為80db。由于內(nèi)燃機(jī)采用超稀薄燃燒技術(shù)，NOx排出含量在200ppm以下。

6 節(jié)能減排

由于計(jì)算存在不同能量的換算，所以都以一次能源表達(dá)節(jié)能效果。下面是EP350G機(jī)組廠方提供的算式，供參考：

式中：

Q——節(jié)能效果（一次能源），MJ；

Qg1——原有鍋爐一次能源MJ；

QE1——DES發(fā)電量一次能源，MJ；

QC1——DES一次能源，MJ；

QF1——DES輔機(jī)一次能源，MJ。

Qg1=Qh/0.76(原有鍋爐能效比)

式中：

Qh——排熱利用量，MJ；

Qs——蒸汽利用量，MJ；

Qw——熱水利用量，MJ；

Qs=0.95×鍋爐給水流量t/h×（飽和溫度175℃-給水溫度）× 4.186MJ/t×k+0.95×鍋爐給水流量t/h×蒸汽潛熱2031MJ/t；

Qw=熱水回收溫差×熱水回收流量t/h

QE1=DES發(fā)電量 （kWh）×11.06（MJ/kWh）（熱水換算指數(shù)，按照上海市統(tǒng)一規(guī)定）；

QC1=燃?xì)庀牧縉m3×35.59MJ/Nm3Q

F1=輔機(jī)消耗量（kWh）×11.06（MJ/kWh）

式中：

11.06 ——熱水換算指數(shù)，按照上海市統(tǒng)一規(guī)定。

減排量計(jì)算：減排量以上述計(jì)算的節(jié)能量為基數(shù)，計(jì)算方法如下：

式中：

F——減排量,t;

29.307 MJ/t——二氧化碳排放量系數(shù)

按照上述算法，計(jì)算花園飯店DES的節(jié)能量和減排量原為：

原有3臺(tái)7t/h燃?xì)庹羝仩t供熱系統(tǒng)一次能耗量和EPG350G型燃?xì)鉄犭娐?lián)供機(jī)組一次能源消耗量按上述算式進(jìn)行計(jì)算，最終獲得節(jié)能總量為8200GJ，相當(dāng)于261.2t標(biāo)煤和CO2減排量227t。

據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年1～8月底，花園飯店客房入住率明顯高于去年同期，自從4月1日起熱電聯(lián)供系統(tǒng)正式運(yùn)行以來(lái)，飯店的總能耗量不升反降。這從一個(gè)側(cè)面證實(shí)了這套系統(tǒng)確實(shí)發(fā)揮了節(jié)能減排效果。

EP350G型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組熱電聯(lián)供機(jī)組性能見(jiàn)表1。

表1 EP350G型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組熱電聯(lián)供機(jī)組性能

經(jīng)濟(jì)效益分析如下：

自2010.4.1至1010.9.8共計(jì)131天，已累計(jì)發(fā)電650000kWh。

天然氣單價(jià)以2.43元/m3計(jì)，

發(fā)電成本單價(jià)：90m3/h/350kW×2.43元/m3=0.625元/kWh。

市電峰時(shí)段價(jià)以1.31元/kWh，平時(shí)段電價(jià)以0.78元/kWh計(jì)，單線發(fā)電已有經(jīng)濟(jì)收益。

余熱蒸汽和熱水的總熱量折合成蒸汽約400kg/h。按131天發(fā)電量發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)折算總產(chǎn)蒸汽量約790t。按300元/t蒸汽計(jì)算，該部分熱價(jià)應(yīng)為純收益。

EP350G型燃?xì)鉄犭娐?lián)供機(jī)組（不含稅）總價(jià)約560萬(wàn)元RMB。結(jié)論是本工程總體來(lái)說(shuō)有一定經(jīng)濟(jì)效益。

7 幾點(diǎn)體會(huì)

1）花園飯店原供熱系統(tǒng)為傳統(tǒng)蒸汽鍋爐供熱模式。利用首層鍋爐房拆除二臺(tái)老鍋爐，在此位置上改建成一臺(tái)350kW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組+蒸汽+熱水余熱利用熱電聯(lián)供系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。保留一臺(tái)老鍋爐，使改造過(guò)程保持繼續(xù)供汽，不影響正常營(yíng)業(yè)。

2）正確分析飯店歷年熱、電實(shí)際負(fù)荷基礎(chǔ)上，主機(jī)選用350KW內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。發(fā)電拼入用戶電網(wǎng)，0.2T/h煙氣余熱產(chǎn)生的蒸汽拼入原蒸汽系統(tǒng)，機(jī)組缸套冷卻水所產(chǎn)生的60℃熱水拼入原生活熱水系統(tǒng)。由于熱、電平衡，本系統(tǒng)可全年每天15小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。并且保持～95%較高負(fù)荷率。經(jīng)濟(jì)性好，節(jié)能減排效果明顯。

3）本工程改建成功，為上海一批類似常規(guī)供熱系統(tǒng)改建，如站房位置，機(jī)型選擇，規(guī)模確定，對(duì)原系統(tǒng)的卸接、安全運(yùn)行、管理等方面提供了寶貴的實(shí)際案例。

4）本工程改建成功，再次證明分布式供能系統(tǒng)對(duì)熱（冷）電負(fù)荷分析的重要性，機(jī)型選擇一定要符合用能特性,并網(wǎng)點(diǎn)要選好，規(guī)模一定要能保證機(jī)組有足夠長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，且有較高負(fù)荷狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行的必要條件。

5）本工程項(xiàng)目屬示范性質(zhì)。設(shè)備進(jìn)口享受免稅優(yōu)惠。如果按正常項(xiàng)目實(shí)施，考慮到進(jìn)口等稅率和燃?xì)鈫蝺r(jià)上調(diào)，維修保養(yǎng)等費(fèi)用因素，單純從經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的話，會(huì)遇到不少困難。希望政府有關(guān)部門研究制訂相關(guān)扶持政策。