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【摘 要】本文通过广州某分布式能源站的方案设计，简要介绍了分布式能源站的组成与特点，讨论了在城市中建设分布式能源站的可行性。重点分析了发电部分内燃机与燃气轮机的性能比较。结合广州本地情况，提出选择8*9MW内燃机的方案，并对方案进行简要介绍。
【关键词】分布式能源；冷热电三联供；内燃机；燃气轮机
1、项目概述
该项目位于广州市番禺某新区，新区计划建设成集商务办公、星级酒店、会展中心、风情购物街和休闲娱乐于一体的综合性国际中央商务区，总建筑面积超过300万平方米。
本工程定位为分布式能源站，它不同于传统的集中式能源生产与供应模式，而是分散在用户端，通过能源综合梯级利用模式，来达到更高能源利用率、更低能源成本、更高供能安全性以及更好的环保性能等供能多目标。能源站采用的冷热电三联供系统，通过一种一次能源的输入同时满足区域内用户多种能量形式(包括冷、热、电)的需求。其与常规分产能源系统比较具有以下明显优势：
1)节能：通过能源和梯级综合利用，能源利用效率大幅度提高。能源效率一般可以达到70%以上，而传统的煤电机组发电效率仅为35%。
2)环保:一次能源消耗量减少，相应地减少了环境各种污染物排放。此外，天然气属于清洁燃料，系统各类排放指标远远低于煤和油等其它燃料。
3)经济:通过能源高效利用可以从中获得较大的经济效益，大型能源系统的集中管理也减少了相应的運行管理费用。
4)可靠:系统建设在区域负荷中心，可利用联供系统和大电网同时为用户提供电力，在大电网出现故障时也可以保证区域内的重要用电负荷。
2、建设规模及装机方案
2.1装机方案：按照热电平衡和充分利用发电余热的原则，拟设8台瓦锡兰公司的20V34SG型内燃机。考虑到机组适应热负荷变化的灵活性，机组配置采用单元制，即1台内燃机配1台1900RT吸收式制冷机和1台1900RT电制冷机。天然气在燃机中燃烧做功，发电后的燃机尾部烟气进行余热利用，进入吸收式制冷机。同时设余热锅炉回收尾部烟气余热，在不同的季节可满足部分热水负荷，制送出生活热水。
本项目能源站的供冷、热、电能力的定位为服务建筑面积约100万平方米。
（1）供冷：供冷需求30000RT。能源站可供应园区内白天大部分制冷用电负荷。
（2）供电：园区用电需求约330MW，能源站能满足园区部分用电负荷，不足之处从电网购电。
（3）供生活热水：为附近单位提供生
（上接第549页）
（4）内燃机已被证实在高环境温度时比燃气轮机更优越,。燃气轮机的效率在15℃以上时每上升1℃下降0.2%，而先进的内燃机在40℃时仍然可以达到最大效率。广州夏季环境温度较高，内燃机在夏季表现出良好的经济效益。
（5）部分负荷时，内燃机的效率比燃气轮机好，80%负荷时内燃机的效率一般达到40%，而燃气轮机一般为30%。比较适合夏季冷量需求大于电力需求的工况。
本设计机组参数按照瓦锡兰公司的产品20V34SG。此机主为四冲程、火花点火内燃机，发动机转速为500rpm，可以实现9.3MW的最大功率输出，发电机端效率可达46.3%。
2.4接入系统比较
本能源站8台发电机按照单母线分段考虑，每4台一组，总容量为37.2MW。因为发电量较大，从降低输电损耗，节约电缆敷设成本的考虑，可以选择较高的供电电压，如110kV的接入电压。但是发电机的输出电压一般为10kV，如果采用110kV或以上的电压接入电网，则需要设置升压变电站，这又会增加初投资，还有运行维护的成本，而且占用了能源站原本就十分有限的空间。
2.5电气主接线
初步拟定以下方案： 8台发电机分2组，每组设置一段发电机母线，每段母线考虑设4路10kV出线直接为附近用户供电。
2.6厂用电
能源站自用电电压采用10kV、380/220V两级，200kW以上的电动机由10kV电压供电。厂用电正常工作电源取发电机出口配电母线。
本能源站有800kW离心式冷水机组8台，总容量6400 kW,采用10kV电压供电。
本能源站配套有冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔及其它用电设备一批。总容量约6000 kW,采用10kV电压供电。设4台2000Kva-10/0.4 kV变压器供电。
2.7自动控制
自动控制系统采用用数字式电调，带无人值守和计算机监控等功能，可实现对燃机供气、转速、排气温度、输出轴功率、润滑温度、启动过程、工作过程和停机过程的全自动控制、并对机组的各种电气参数进行监控、还可以进行远程通信和操作。
2.8烟气处理
本工程发电机以天然气作为燃料，正常情况下尾气不含粉尘和SO2，氮氧化物排放量为95-190mg/ m3（5%含氧量情况下）。是德国大气污染物排放标准和上海标准的一半，烟气利用完以后，可以直接通过烟囱排放。
【关键词】分布式能源；冷热电三联供；内燃机；燃气轮机
1、项目概述
该项目位于广州市番禺某新区，新区计划建设成集商务办公、星级酒店、会展中心、风情购物街和休闲娱乐于一体的综合性国际中央商务区，总建筑面积超过300万平方米。
本工程定位为分布式能源站，它不同于传统的集中式能源生产与供应模式，而是分散在用户端，通过能源综合梯级利用模式，来达到更高能源利用率、更低能源成本、更高供能安全性以及更好的环保性能等供能多目标。能源站采用的冷热电三联供系统，通过一种一次能源的输入同时满足区域内用户多种能量形式(包括冷、热、电)的需求。其与常规分产能源系统比较具有以下明显优势：
1)节能：通过能源和梯级综合利用，能源利用效率大幅度提高。能源效率一般可以达到70%以上，而传统的煤电机组发电效率仅为35%。
2)环保:一次能源消耗量减少，相应地减少了环境各种污染物排放。此外，天然气属于清洁燃料，系统各类排放指标远远低于煤和油等其它燃料。
3)经济:通过能源高效利用可以从中获得较大的经济效益，大型能源系统的集中管理也减少了相应的運行管理费用。
4)可靠:系统建设在区域负荷中心，可利用联供系统和大电网同时为用户提供电力，在大电网出现故障时也可以保证区域内的重要用电负荷。
2、建设规模及装机方案
2.1装机方案：按照热电平衡和充分利用发电余热的原则，拟设8台瓦锡兰公司的20V34SG型内燃机。考虑到机组适应热负荷变化的灵活性，机组配置采用单元制，即1台内燃机配1台1900RT吸收式制冷机和1台1900RT电制冷机。天然气在燃机中燃烧做功，发电后的燃机尾部烟气进行余热利用，进入吸收式制冷机。同时设余热锅炉回收尾部烟气余热，在不同的季节可满足部分热水负荷，制送出生活热水。
本项目能源站的供冷、热、电能力的定位为服务建筑面积约100万平方米。
（1）供冷：供冷需求30000RT。能源站可供应园区内白天大部分制冷用电负荷。
（2）供电：园区用电需求约330MW，能源站能满足园区部分用电负荷，不足之处从电网购电。
（3）供生活热水：为附近单位提供生
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（4）内燃机已被证实在高环境温度时比燃气轮机更优越,。燃气轮机的效率在15℃以上时每上升1℃下降0.2%，而先进的内燃机在40℃时仍然可以达到最大效率。广州夏季环境温度较高，内燃机在夏季表现出良好的经济效益。
（5）部分负荷时，内燃机的效率比燃气轮机好，80%负荷时内燃机的效率一般达到40%，而燃气轮机一般为30%。比较适合夏季冷量需求大于电力需求的工况。
本设计机组参数按照瓦锡兰公司的产品20V34SG。此机主为四冲程、火花点火内燃机，发动机转速为500rpm，可以实现9.3MW的最大功率输出，发电机端效率可达46.3%。
2.4接入系统比较
本能源站8台发电机按照单母线分段考虑，每4台一组，总容量为37.2MW。因为发电量较大，从降低输电损耗，节约电缆敷设成本的考虑，可以选择较高的供电电压，如110kV的接入电压。但是发电机的输出电压一般为10kV，如果采用110kV或以上的电压接入电网，则需要设置升压变电站，这又会增加初投资，还有运行维护的成本，而且占用了能源站原本就十分有限的空间。
2.5电气主接线
初步拟定以下方案： 8台发电机分2组，每组设置一段发电机母线，每段母线考虑设4路10kV出线直接为附近用户供电。
2.6厂用电
能源站自用电电压采用10kV、380/220V两级，200kW以上的电动机由10kV电压供电。厂用电正常工作电源取发电机出口配电母线。
本能源站有800kW离心式冷水机组8台，总容量6400 kW,采用10kV电压供电。
本能源站配套有冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔及其它用电设备一批。总容量约6000 kW,采用10kV电压供电。设4台2000Kva-10/0.4 kV变压器供电。
2.7自动控制
自动控制系统采用用数字式电调，带无人值守和计算机监控等功能，可实现对燃机供气、转速、排气温度、输出轴功率、润滑温度、启动过程、工作过程和停机过程的全自动控制、并对机组的各种电气参数进行监控、还可以进行远程通信和操作。
2.8烟气处理
本工程发电机以天然气作为燃料，正常情况下尾气不含粉尘和SO2，氮氧化物排放量为95-190mg/ m3（5%含氧量情况下）。是德国大气污染物排放标准和上海标准的一半，烟气利用完以后，可以直接通过烟囱排放。