建筑應急電源由燃氣發電機替代柴油發電機的可行性分析

文 _ 馬亞 喬麗潔 北京燃氣能源發展有限公司

建筑應急電源由燃氣發電機替代柴油發電機的可行性分析

文 _ 馬亞 喬麗潔 北京燃氣能源發展有限公司

目前許多建筑的應急電源大都使用柴油發電機，但是由于柴油成本高，只適合作為應急電源使用。而燃氣成本較低，不僅可作為應急電源使用，還可在正常情況下供應其他負荷，且余熱可以回收利用，提高了能源利用率。隨著燃氣發電機技術的發展，利用燃氣發電機替代柴油發電機供電，不僅可以提高發電機的使用率，而且在市電電源以外額外增加一路供電，提高了用電的安全性。

1 供電安全性

柴油發電機只有在市電中斷時才會啟用，運行時間短、利用率低。由于不經常使用，柴油發電機的維護保養往往被人忽視，一部分作為應急電源投入使用時無法正常啟動或不能啟動，給建筑的供能和消防帶來安全隱患。

而燃氣發電機可以與市電并聯運行，在正常情況下，由燃氣發電機帶建筑內部分負荷或全部負荷，在市電中斷后，燃氣發電機作為應急電源為建筑內重要負荷提供電力，而在燃氣中斷的情況下，又可以切換為市電為建筑提供所需電負荷，提高了建筑用電安全性。而且由于燃氣發電機長年運行，現場總有技術人員值守，維護保養及時，保證了發電機的安全穩定運行，不會出現柴油發電機那樣無法啟動的情況。

2 運行經濟性

表1為1臺1000kW的顏巴赫柴油發電機和同樣容量的顏巴赫燃氣發電機的對比分析。從中可以看出，雖然燃氣發電機的單價要比柴油發電機高兩倍多，但年利用率較高，折算下來它的使用成本要比柴油發電機低得多。

表1 相同容量機組經濟性對比

而且燃氣發電機的供電成本并不比市電高多少，發電機余熱（包括煙氣和缸套水）還可以與余熱直燃機對接來供熱或者制冷，也就是俗稱的冷熱電三聯供技術，這樣不僅能源綜合利用率有了很大提高，經濟性也要比常規的市電+電制冷+鍋爐供能模式要好。

表2是兩種供能方式的經濟性比較。從中可以看出，雖然供能面積一樣，但由于三聯供技術既要供冷、供熱，還要供電，所以總的燃料成本要高于常規供能方式。同樣，由于供電所以供能收入也要高于常規供能方式，計算下來總的利潤情況還是采用燃氣發電機的三聯供技術更有優勢。

表2 冷熱電三聯供與常規方式經濟性對比

所以無論使用成本，還是運行成本，采用燃氣發電機都要比柴油發電機在經濟性上更有優勢。

3 案例分析

以某數據中心為例，該數據中心總建筑面積約為3萬m2，機柜總數為2500個，按照《電子信息系統機房設計規范》A級機房標準建造。數據中心采用燃氣發電機對接余熱直燃機的供能模式，為數據中心內的IT設備、空調、照明等提供電負荷和冷負荷，并為周邊建筑提供熱負荷。主要供能設備如表3所示。

表3 主要供能設備

在安全性方面，將該種供能模式與常規的市電+電制冷進行對比，對比結果如表4所示。

表4 兩種供能模式安全性對比

從表4可以看出，整個系統采用燃氣內燃機作為主電源，并采用4用1備的方式，當其中一臺設備故障時可以使用備用發電機。而且燃氣也采用雙路供氣，一路燃氣中斷可以使用另一路管線供氣，提高了供能的安全性。此外，余熱直燃機也采用補燃的方式，當發電機故障時，仍可以通過補燃為數據中心供冷。與常規供能方式相比，安全性更高。

兩種供能模式的經濟性對比見表5。

表5 兩種供能模式經濟性對比

從表5可以看出，采用燃氣內燃機投資雖然比常規模式多約一倍，但每年的利潤卻高兩倍多，經濟性高于常規模式。

由于柴油發電機作為應急電源只在市電中斷時投入使用，市電恢復后又停機備用，所以全年利用率低。

利用燃氣發電機來代替柴油發電機，不僅用電安全性更高，而且也會帶來更大的經濟效益。