北京中关村软件园热电冷联产技术方案

1、概述：

2000年由国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部和国家环保总局联合下发了计基础[2000]1268号《关于发展热电联产的规定》。这是贯彻《中华人民共和国节能法》第39条：国家鼓励发展"热电冷联产技术"的法律，实施可持续发展战略、落实环保基本国策和提高资源综合利用效率的重要行政规章。

《规定》再次申明了国家鼓励发展热电联产的政策，支持发展以天然气为燃料的燃气轮机热电冷联产项目，特别强调了国家积极支持发展小型燃气机组组成的热电联冷产全能量系统。

最近美国加州发生的停电，致使硅谷地区包括西科、IBM、INTEL等高新技术公司蒙受了极大的损失，仅西科公司停电一天的损失就高达8000万美元。生产电子测试设备的MICRO TEL国际公司甚至誓言要离开硅谷和加州。但是世界著名数据库公司--甲骨文（Oracle）公司，仅凭着自己拥有的电源系统，在停电灾难中毛发无损。

台湾相继发生的输电塔倒塌、大地震和最近发生的电源事故，也使新竹科学工业园区内的高科技企业蒙受了巨大的经济损失，直接影响到全球的信息产品价格，同样也是那些拥有自备电源系统的企业保全了利益。

北京的电力供应主要依赖山西、内蒙和河北等地的远程输送，预计2005年外埠供电将达到66%，2010年将可能超过70%，远远超过了国际公认的外埠供电不应超过1/3的安全警戒线。况且，这些用于保证北京供电的50万超高压输电线路，每路供电达100万千瓦，只要倒一个塔，如果处理不及时，就足以拉垮北京电网。这些线路几乎跨越了同一组地震断裂带区域，一旦出事，对于北京市内的任何区域或建筑，即使是多路供电，也是难以保证用电安全。

使用应急电源，例如柴油机，也无法满足软件企业的供电安全。2000年悉尼奥运会，机场突然停电，机场当局以最快速度启动柴油机自备电源，结果10分钟后恢复供电，直接威胁到百余航班的安全。对于软件业而言，一般的UPS仅能工作3-5分钟，停电10分钟是难以承受的。

中关村软件园如果希望成为国家级，乃至世界级软件开发基地，就必须拥有自己的电力保障系统，确保在电网停电后的供电安全。建设热电冷联产系统，无论在供能安全上，还是经济效益上无疑都是最佳选择。

2、项目名称：

国际上通常将小区域的电冷联产系统称为：DCHP （ District Combine Heating & Power ）。楼宇的热电冷联产系统称为：BCHP （ Building Combined Heating & Power ）。

DCHP系统是通过一个规模相对较大的能源中心，向周遍供应暖、冷、热水和电力。由于这类系统相对比较独立，根据国际和国内的惯例，以及软件园浮岛式的建设规划，建议称之为："能源岛"系统（以下简称："能源岛" ）。

BCHP系统是由多个楼宇的热电冷系统连接，在向本楼宇供应暖、冷、热水和电力的同时，实现临近系统的互相支援和补充，这是国际上的最新理念。系统虽然对外比较独立，但自身互连互靠，根据世界上的最新提法，建议称之为："能源互连网"系统（以下简称："能源互连网" ）。

3、项目依据：

根据北京市中关村科技园建设公司的要求，根据已掌握的关于中关村软件园的有限资料，和我网站与上海发电设备成套设计研究所联合为北京市燃气集团和北京燃气热力设计院编制的《北京燃气集团控制中心大楼热电冷联产能源岛技术方案》中的有关数据为依据，特研究、编制了两个方案。如下：

1、燃气轮机--余热 / 直燃溴化锂吸收式空调机组成的"能源岛"方案；

2、燃气轮机--余热 / 直燃溴化锂吸收式空调机与微型燃气轮机--余热溴化锂吸收式空调机联合组成的"能源互连网"方案。

4、项目概况：

中关村软件园位于北京上风上水的海淀区东北旺地区，东临上地信息产业基地，南靠北大生物城。园区占地142.76公顷，总建筑面积459,570 平方米，建筑密度17.55%，容积率0.35。

根据我国著名热电专家，中国电机工程协会热电专业委员会王振铭秘书长对本类项目的建议和1268号文件要求，本工程能源配置方案的原则为："以基荷电力定容量，不足电力从电网补充，不足热量补燃解决"、以及电力"并网不售电"和燃料"以气为主，以油为补"。因此发电装置的功率选择，最好接近或小于软件园要求的电力，并具有较大的调节灵活性。发电装置应具有气体、液体双燃料能力。可供选择的燃气发电装置是小型燃气轮机和或微型燃气轮机与余热/补燃（再燃）溴化锂吸收式空调机联合循环。

5、设计依据：

5.1、本工程的电、热、冷负荷根据北京市规范 的数据指标为极限值，以北京地区的实际运行情况为建议值：

设计与预计应用指标

5.2、运行小时：

软件业的工作时间较长，加班率高于其他行业，因此平均日工作时间将超过普通公司的平均10小时，预计达到12小时/工作日。

预计设备利用时间

5.3、电价热价的确定：

5.3.1、电网电价计算：

据北京非居民和商业用电峰谷差电价规定，高峰为0.835元/kWh，平峰为0.502元/kWh，低谷为0.19元/kWh。预计工作时间为：每天有8小时在高峰时段用电，4小时在平峰时段用电。

5.3.2、热价计算：

5.3.2.1、根据北京市天然气供热采暖收费规定，采用天然气燃气锅炉集中供热采暖的用户收费标准为：

热费确定值

5.4、天然气热值与单价：

5.4.1、天然气热值：35169.12kJ/Nm3( 8400 kcal/Nm3 )。

5.4.2、陕甘宁天然气成分及特性具体成分如下：

燃气储份分析表

5.4.3、参照燃气集团的方案，天然气单价暂定为：1.4元/Nm3

6、装机方案：

6.1、能源岛方案：

6.1.1、根据第4条，工程根据"以基荷电力定容量，不足电力从电网补充，不足热量补燃解决"、以及"并网不上网"和燃料"以气为主，以油为补" 的原则，建议选用2套5000kW级燃气轮机--余热溴化锂吸收式空调机联合循环热电冷联产设备，一套担任园区基本热电冷和新风、保暖负荷，另一套担任腰荷调节。不足的采暖、制冷负荷，由1台1000万大卡溴化锂直燃机解决。

由于国内使用最多的小型燃气轮机主要是索拉（ Solar ）透平公司的产品，资料充分，特别是该机组双燃料系统为标准装备，可以自动进行油气切换，所以小型燃气轮机以Solar Turbines生产的金牛座Taurus 60机组技术数据作为设计依据。

Solar Taurus 60 燃气轮机技术指标（ISO工况）

6.1.2、Solar Taurus 60 燃气轮机技术指标和直燃机联合循环CHP 热、电、冷供应能力：

Taurus 60 与直燃机联合循环CHP 热、电、冷供应能力

配套1000万大卡级余热溴化锂吸收式空调机基本数据（参考远大VII型）

6.1.3、能源岛方案为燃气轮机前置循环余热利用：

本方案采用燃气轮机与余热溴化锂吸收式空调机联合循环工艺。该工艺是由燃气机首先利用天然气发电，将烟气中的余热直接通过余热燃溴化锂吸收式空调机收转利用，冬季转换热水采暖，夏季转换冷水制冷。

这一工艺淘汰了传统工艺中的余热蒸汽锅炉系统、化学水系统、蒸汽泻排系统等，效率大大提高，降低了运行成本。在燃气轮机不运行时段，有溴化锂吸收式空调机直燃运行。

6.1.3、容量指标：

两套系统是不能满足园区热电冷需求供应的，不足电力，需要从电网购买。不足热冷，需要另外增加1台1000万大卡溴化锂直燃空调机补充。

1000万大卡级余热溴化锂吸收式空调机基本数据（参考远大VII型）

能源岛方案与需求指标的比率

* 为单机运行数值

6.2、能源互连网方案：

6.2.1、与能源岛方案相同，能源互连网方案中也采用2套5000kW级热电冷联产设备，不足需求，由调节灵活性较好的微型燃气轮机--余热溴化锂吸收式空调机联合循环热电冷联产设备补充。据目前掌握的资料，微燃机以英国宝曼（Bowman ）公司生产的GT80设备技术数据作为设计依据。

Bowman GT80 燃气微燃机技术参数

6.2.2、微燃机最大的优点是对热的调节灵活，可根据用户对供热制冷的需求，自动调节回热器，一台GT80微燃机的供热能力能从155kW调节到425kW，调节范围接近3倍。

Bowman GT80 燃气微燃机热电调节变换能力