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

上海市節能協會分布式供能專委 林在豪

一般認為，在既有建筑物中改建分布式供能工程難度極大，有不少業主對此望而卻步。上?；▓@飯店成功改建的實踐，給出了有益的啟發。

花園飯店是始建于上世紀二十年代原法國俱樂部舊址上矗立起來的五星級飯店。它既保留了古典優雅的歐洲裝飾藝術的精髓，又賦予了新時代的氣息。飯店占地34700m2，總建筑面積59320m2，擁有房屋500間。原來供熱系統采用傳統的3臺7T/h燃氣（油）蒸汽鍋爐，用電全部由市電進線的2臺2500kVA變壓器供給。在節能減排大背景下，從2009年開始，對飯店能源系統，包括新增15.12kW太陽能發電、水泵變頻等改造，于今年四月一日起正式投入運行，情況良好。本文重點介紹以EP350G型燃氣熱電聯供機組（以下簡稱DES）對原蒸汽鍋爐供熱系統改建的情況（參見圖1）。

1 站址選擇

對于已經運行多年的五星級飯店，要選擇一個合適安裝燃氣熱電聯供站房是相當困難的事。這也是改建工程能否實現的關鍵之一。該工程選用原來位于建筑首層3臺7T/h臥式燃氣（油）蒸汽鍋爐的鍋爐房。拆除二臺老鍋爐位置安裝一套EP350G型燃氣內燃發電機組，另一臺位置改建成3臺2T/h貫流式燃氣蒸汽鍋爐。充分利用原有鍋爐房面積和空間。

2 機型

EP350G型天然氣內燃機熱電聯供機組具有負荷控制靈敏，調節幅度較寬特點。余熱利用可根據用戶需要提供蒸汽+熱水和全熱水型二種方式。對于有蒸汽供應需要，且原已建有蒸汽系統的花園飯店，采用蒸汽+熱水泵系統較合適。機組自帶燃氣增壓機，擴大了天然氣供應壓力適用范圍。潤滑油箱裝在主機隔聲罩箱內，提高了潤滑油供應可靠性。供應內燃機的空氣增壓系統及潤滑油的冷卻自帶外置式冷卻裝置。由于機組分成三大組裝件，對設施安裝帶來方便。

3 供熱系統

燃氣內燃機排出高溫煙氣經余熱蒸汽蒸發器產生的流量為190kg/h、壓力為0.78MPa的蒸汽，接入鍋爐房里3臺2T/h貫流式燃氣鍋爐和1臺7T/h老鍋爐組成的分汽缸，共同供應飯店采暖、生活熱水、餐飲蒸煮、濕衣烘干等用熱需要。平時在保證蒸發器產生蒸汽優先供應原則下，根據分汽缸壓力變化控制輔助鍋爐自動暫停運行鍋爐數量。

缸套冷卻系統中的84.2℃-88℃流量為36T/h冷卻循環水加熱生活熱水，達到60℃-65℃，并入原生活熱水系統，使機組余熱得以充分利用。

4 供電系統

花園飯店市電二路進線分別接入2500kVA變壓器各一臺。EP350G型熱電聯供機組額定發電量為350kW、電壓0.4KV。發電機輸出端并入52S2變壓器一側。接入點母線最小負荷在800～900kW左右，所以并入點不會出現發電機向外網送電可能性。

花園飯店目前日實際用電量在44000kWh左右。

飯店供電并網系統見圖2。

5 安裝及環境

EP350G型熱電聯供機組，由天然氣內燃機、發電機、潤滑油箱等組裝在公共底座上的一個整體隔聲罩的機箱；換熱器組和燃氣增壓機組組成的輔助機；以及煙氣余熱蒸汽蒸發器三大件組成。據介紹用一天時間可將三大件搬進原首層鍋爐房就位，又用一天時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。由于內燃機采用超稀薄燃燒技術，NOx排出含量在200ppm以下。

6 節能減排

由于計算存在不同能量的換算，所以都以一次能源表達節能效果。下面是EP350G機組廠方提供的算式，供參考：

式中：

Q——節能效果（一次能源），MJ；

Qg1——原有鍋爐一次能源MJ；

QE1——DES發電量一次能源，MJ；

QC1——DES一次能源，MJ；

QF1——DES輔機一次能源，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發電量 （kWh）×11.06（MJ/kWh）（熱水換算指數，按照上海市統一規定）；

QC1=燃氣消耗量Nm3×35.59MJ/Nm3Q

F1=輔機消耗量（kWh）×11.06（MJ/kWh）

式中：

11.06 ——熱水換算指數，按照上海市統一規定。

減排量計算：減排量以上述計算的節能量為基數，計算方法如下：

式中：

F——減排量,t;

29.307 MJ/t——二氧化碳排放量系數

按照上述算法，計算花園飯店DES的節能量和減排量原為：

原有3臺7t/h燃氣蒸汽鍋爐供熱系統一次能耗量和EPG350G型燃氣熱電聯供機組一次能源消耗量按上述算式進行計算，最終獲得節能總量為8200GJ，相當于261.2t標煤和CO2減排量227t。

據統計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日起熱電聯供系統正式運行以來，飯店的總能耗量不升反降。這從一個側面證實了這套系統確實發揮了節能減排效果。

EP350G型燃氣內燃機組熱電聯供機組性能見表1。

表1 EP350G型燃氣內燃機組熱電聯供機組性能

經濟效益分析如下：

自2010.4.1至1010.9.8共計131天，已累計發電650000kWh。

天然氣單價以2.43元/m3計，

發電成本單價：90m3/h/350kW×2.43元/m3=0.625元/kWh。

市電峰時段價以1.31元/kWh，平時段電價以0.78元/kWh計，單線發電已有經濟收益。

余熱蒸汽和熱水的總熱量折合成蒸汽約400kg/h。按131天發電量發電機運轉折算總產蒸汽量約790t。按300元/t蒸汽計算，該部分熱價應為純收益。

EP350G型燃氣熱電聯供機組（不含稅）總價約560萬元RMB。結論是本工程總體來說有一定經濟效益。

7 幾點體會

1）花園飯店原供熱系統為傳統蒸汽鍋爐供熱模式。利用首層鍋爐房拆除二臺老鍋爐，在此位置上改建成一臺350kW燃氣內燃機發電機組+蒸汽+熱水余熱利用熱電聯供系統，實現節能減排。保留一臺老鍋爐，使改造過程保持繼續供汽，不影響正常營業。

2）正確分析飯店歷年熱、電實際負荷基礎上，主機選用350KW內燃發電機組。發電拼入用戶電網，0.2T/h煙氣余熱產生的蒸汽拼入原蒸汽系統，機組缸套冷卻水所產生的60℃熱水拼入原生活熱水系統。由于熱、電平衡，本系統可全年每天15小時連續運行。并且保持～95%較高負荷率。經濟性好，節能減排效果明顯。

3）本工程改建成功，為上海一批類似常規供熱系統改建，如站房位置，機型選擇，規模確定，對原系統的卸接、安全運行、管理等方面提供了寶貴的實際案例。

4）本工程改建成功，再次證明分布式供能系統對熱（冷）電負荷分析的重要性，機型選擇一定要符合用能特性,并網點要選好，規模一定要能保證機組有足夠長運轉時間，且有較高負荷狀態下連續運行的必要條件。

5）本工程項目屬示范性質。設備進口享受免稅優惠。如果按正常項目實施，考慮到進口等稅率和燃氣單價上調，維修保養等費用因素，單純從經濟性評估的話，會遇到不少困難。希望政府有關部門研究制訂相關扶持政策。