办公大楼项目天然气冷热电三联供分布式能源站项目建议书目录1总论11.1项目介绍11.2项目概况及进展21.2.1项目概况21.2.2项目
进展32负荷统计及分析42.1电力负荷统计及分析42.1.1电负荷统计42.2.2电负荷分析52.2空调负荷统计及分析52.2.1
空调负荷统计62.2.2空调负荷分析72.3生活热水负荷83工程设想83.1总体规划布置83.2装机规模原则103.3主要工艺设备
对比103.3.1燃气发电机组103.3.2溴化锂冷（温）水机133.3.2比选结论143.4设计方案143.4.1工艺系统143
.4.2电气系统193.4.3天然气系统203.4.4集中控制系统203.4.5能源站建筑用房203.5系统运行方案及风险分析21
3.5.1系统运行方案213.5.2风险分析224数据统计及经济性初步分析224.1经济技术指标224.2项目造价估算234.3天
然气冷热电三联供系统与多联机系统的经济性对比234.4项目经济性分析245、项目建议271总论1.1项目介绍天然气冷热电三联供式分
布式能源站，是相对于传统的集中式供电方式而言的。它是指：根据开发或建设项目的用途功能，规模大小，以天燃气为动能，独立建设的集发供电
，供热气和热水的能源开发项目。具有能源利用效率高，环境影晌影响小，能源供应可靠性高，经济效益好等特点，是未来世界能源技术的重要发展
方向。其基本原理是“温度对口、梯级利用”。首先，洁净的天然气在燃气发电设备内燃烧产生高温高压的气体用于发电做功，产出高品位的电能；
然后发电做功后的中温段气体通过余热回收装置回收利用，用于供蒸汽、供冷/热水；最后低温段的烟气或其它形式余热可以通过再次换热提供生活
热水后排放。天然气冷热电三联系统通过对天然气这种优质高品味能源的充分梯级利用，可同时为一个片区或独幢建筑提供电力、蒸汽、空调用冷/
热水，解决区域能源需求，并将综合能源利用率从常规的传统发电系统的40％左右提高到80％左右。系统流程图如上所示。图1-1典型天然
气冷热电三联供系统该流程为典型天然气冷热电三联供系统，具体实施情况会根据项目实际外部负荷各项数据、特征做出相应对策，故该系统具有“
量身定做、不可复制”性，为保证系统具备良好的经济性和节能效果，前期详实的咨询设计工作尤为重要。我国政府现今高度重视绿色新能源产业的
研究与开发，目前“十三五”规划纲要发布，将分布式能源纳入战略性新兴产业，大力支持。近期国家能源局发布《2016年能源工作指导意见》
，意见明确支持积极发展分布式能源，并放开用户侧分布式电源建设，同时促进将天然气消费比重提高到6.3%左右，力求以发展质量和效益为中
心，以推进供给侧结构性改革为主线，着力提高能源普遍服务水平，努力构件清洁低碳、安全高效的现代能源体系。目前我国部分地区已经陆续对天
然气冷热电三联供分布式能源站出台了相应的政策扶持以及经济补贴。1.2项目概况及进展1.2.1项目概况办公大楼位于XXX市经济技术开
发区XXXX号地块，总建设用地面积：14642.22㎡，总建筑面积：11190.79㎡。其中大楼总建筑面积：7665㎡。一层为XX
X中心；二~三层为机房、四~九层为控制中心。目前场地内消防水池及水泵房完成绑扎结构钢筋，各水电气事业部库房暂未进行，大楼主体结构工
程已经完工，建筑内部各管道及外墙施工暂未进行，大楼施工完成情况如下：图1-2大楼完成情况1.2.2项目进展受XXX意向性设计委托，
在X年X月X日收到贵公司提供的部分XXX完成的相关专业施工图文件等资料后，会同相关专业工程师对其各项数据及设计进行整理分析，于X年
X月X日提交项目设想装机方案及初步经济性分析，并在后期就该系统方案、设备选型、项目概算以及投资回报周期预测等数据对XXX相关工作人
员进行了及时的阐述与答疑。X年X月X日，由XXX带队，会同项目负责人，暖通、电气专业工程师前往项目所在地施工现场进行实地踏勘，并与
XXX进行的意见交换，在充分了解业主方的对本项目的期望以及各项需求后，本着“专业服务、及时响应”的咨询设计态度，对本项目方案进行了
相应调整以及优化，最终完成本报告，现将该系统流程概念展示如下：图1-3大楼天然气冷热电三联供系统流程概念本系统由原动机-天然气内燃
发电机、余热利用设备-烟气热水补燃型溴化锂机组两大核心供能设备构成。设计理念是针对大楼用能类型，负荷大小及特征进行科学合理的设备类
型配置，尽量减少能源转换环节带来的损失，从而提高能源转换效率，降低项目总投资、增强项目经济性。(本报告以下章节部分将对该系统的构
成及设计依据进行进一步阐述)2负荷统计及分析通过对XXX提供XXX完成的大楼暖通、电气施工图，对大楼热（冷）/电负荷进行了统计并对
其整理分析如下：2.1电力负荷统计及分析2.1.1电负荷统计表2-1大楼电负荷统计序号项目数据序号项目数据01潜污泵及风机15k
W09公共普通照明18kW02生活水泵5kW10光彩照明20kW030消防水泵92kW116~9层照明120kW04消防电
梯40kW121~5层照明150kW05设备房12kW131~9层空调内机36kW06弱电机房10kW147~9层空调外
机180kW07消防控制室10kW154~6层空调外机180kW08公共应急照明18kW161~3层空调外机180kW大
楼低压配电系统分为A、B、C共计3段，其中：（01）A段母线包括第01项~第12项电源回路及4处备用回路，该段电源由XXX变电站低
压回路引来，共计530kW。（02）B段母线包括第13项~第16项电源回路及2处备用回路，该段电源由XXX变电站低压回路引来，共计
579kW。（03）C段为第01项~第09项电源回路、相关重要电负荷及1处备用回路的备用电源，该段电源由XXX变电站不同于XXX大
楼供电主用的母线段回路引来低压回路引来，共计430kW。2.2.2电负荷分析基于工作日早上8点至下午5点时间段内，对上列电负荷统计
表格分析：①表2-1中第01项~第09项各电负荷共计240kW，但由于耗电设备种类多样，且运行情况较为复杂，电负荷同时率按照0.1
~0.3取值，预测此类基础电负荷约24kW~72kW。②表2-1中大楼第10项~第13项“1F~9F照明（含插座）及1~9层空调内
机”电负荷共计270kW。该类型电负荷特征预测与办公楼工作时间一致，为工作日上午8点开始并逐渐增大、于下午5点后逐渐减小。电负荷同
时率按照最大0.8取值，约244.8kW。③若采用天然气冷热电三联供系统对大楼供能，表2-1中第14项~第16项“各层空调外机”电
负荷将取消。综上所述，基于工作日早上8点至下午5点时间段为预测范围，初步计算得知中心楼基础电负荷应为268.8kW~316.8kW
。2.2空调负荷统计及分析XXX地处四川省东部，属于亚热带湿润季风气候区，四季分明，灾害天气多，属伏旱重灾区，年平均气温15.8-
17.7℃，年平均降水量1000-1500毫米，全年无霜期310-324天，具有冬温夏热、冬春雨少、夏雨集中、秋雨连绵和风力小等特
点。由于暂缺乏广安市详细气象资料，本方案采用中国西部典型其它城市全年气温分布图，以及XXX市XXX气象台站数据进行项目空调冷热负荷
分析预测。（01）中国西部典型城市全年气温分布图图2-1典型城市气温分布图（02）XXX市高坪区气象台站数据表2-3XXX市空调室
外计算参数No.项目名称计算参数01当地海拔高度309.3m02冬季室外平均风速及风向0.8m/s（NNE）03夏季室外平均风速及
风向1.1m/s（NNE）04冬季采暖室外计算干球温度3.6℃05冬季通风室外计算干球温度6.4℃06冬季空调室外计算干球温度1.
9℃07冬季空调室外计算相对湿度85%08夏季空调室外计算干球温度35.3℃09极端最高气温41.2℃10极端最低气温-3.4℃2
.2.1空调负荷统计表2-2大楼空调冷/热负荷统计序号空调计算负荷数据计算结果011层空调计算冷负荷126.4kW空调计算热负荷3
1.1kW022层~8层空调计算冷负荷111.3kW空调计算热负荷34.7kW039层空调计算冷负荷102.1kW空调计算热负荷
35.4kW大楼空调设计总冷负荷1007.6kW，总热负荷309.4kW，总冷指标177kW/m2，总热指标38kW/m2。2.2
.2空调负荷分析（01）经我院根据大楼建筑、暖通设计图纸进行核算后，认为前期空调设计总冷负荷可能在计算过程中考虑了部分富余量，结果
偏大。且本方案为天然气冷热电三联供系统，不同于原设计的分层设置风冷热泵多联机空调系统，本方案中余热利用空调部分的设备选型配置应根据
中央空调类型中的水系统特点进行指导设计。（02）本着客观、节能的设计理念，此阶段依照面积指标法，按照办公楼空调冷负荷指标110/㎡
，空调热指标65W/㎡，建筑面积7665㎡初步估算，大楼夏季空调总冷负荷约843kW，冬季空调总热负荷495kW。（02）根据以上
论述及参考资料，以及结合典型办公楼空调设备运行经验，预测中心大楼空调特征如下：图2-2大楼夏季典型日空调负荷变化曲线图查看上图中负
荷波动曲线范围内阴影区A与阴影区B的面积大致相等，故可判断典型日中心大楼平均空调冷负荷率可按75%计算。而冬季供暖情况下，空调热负
荷曲线变化趋势更为平缓，理论上来看，平均空调热负荷率应大于75%，但根据广安市入冬较为缓慢，气候温暖的特点，为了消除冬季过渡季节供
暖期的低负荷情况造成的统计偏差，我院认为冬季平均空调热负荷率予以适当降低，按照取75%统计也是合理的。①供冷期为每年6月、7月、8
月，每天上午8点开启，下午5点停止，全天运行10小时。典型供冷日平均负荷率约75%。②供暖期为每年11月、12月、1月，每天上午8
点开启，下午5点停止，全天运行10小时。典型供暖日平均负荷率约75%。③过渡季节为5月、9月，根据广安气候特征，空调系统多为供冷工
况。平均负荷率约30%。④根据我国最近几年的极端室外气候条件，如短时间高温、低温，雾霾导致无法开窗等，本次设计预测每年有接近15天
至20天左右的空调供冷、热需求。平均负荷率暂按75%计。综上所述，本项目设计三联供系统预测开启天数为245天至250天，除去周末及
节假日，系统运行天数约190天，其中供冷天数约110天，供暖天数约80天。2.3生活热水负荷通过整理查看XXX完成的施工图设计资料
，以及XXX的意见，在项目该阶段，暂按照大楼无生活热水负荷考虑。但为了提高三联供系统整体能源综合利用效率，提升公司员工以及客户在大
楼的体验舒适度，最终增强能源站建成运行后形成良好的社会影响效果，我方建议在项目准备阶段考虑增设能源站向大楼供生活热水功能。根据《城
镇供热管网设计规范》CJJ34-2010中推荐生活热水平均热负荷指标2W/㎡~3W/㎡~初步预测大楼生活水总热负荷约15.3kW~
23kW。3工程设想3.1总体规划布置本分布式能源站为单层钢混结构单体建筑，占地面积约258㎡。根据充分利用地形、地貌及交通运输条
件，并与场地各建筑规划相协调，结合规划道路留出可靠的安全距离，满足现行的国家有关规程、规范以及有关政策等原则，能源站用房计划修建于
场地北侧，位于库房后，紧邻XXX变压站。相对位置示意图如下所示（具体位置根据下一步正式设计阶段公司以及政府相关部门批复意见而确定）
：图3-1能源站拟建位置示意图图3-2能源站拟建位置现场图片根据现场踏勘，拟建场地条件较好，距离大楼约100m，预测建设输送冷热
水管道、电缆长度约130m，满足供能半径范围要求。3.2装机规模原则在以热（冷）定电的主设计思路基础上，以基本电负荷框定容量范围，
同时力求系统内热（冷）电平衡。系统发电全部由大楼及站内自用，不足部分由市网补充。3.3主要工艺设备对比3.3.1燃气发电机组（01
）适用于天然气冷热电三联供的常规燃气发电机组介绍根据不完全统计，目前国内市场上主流燃气发电机组主要性能参数及供应商品牌如下所示。表
3-1目前市场上不同类型发电机组主要参数对比参数类型微型燃气轮机发电机组小型燃气轮机发电机组燃气内燃机发电机组发
电容量30kW~1000kW610kW~19100kW5kW~18320kW发电效率26%~33%19%~39%29%~48%可利
用余热形式中温烟气高温烟气高温烟气+热水烟气温度240℃~309℃369℃~555℃356℃~618℃高温缸套冷却水温度//70℃
~84℃/85℃~98℃燃气进气压力1kPa~965kPa1000kPa~3447kPa1kPa~410kPa噪音≤75dB（A）
≤85dB（A）70dB（A）~130dB（A）N0x排放≤9ppm≤42ppm≤244ppm国内外代表性生产厂家Capston
e，Turbec，FlexenergyGE，Solar，SIEMENS，Rolls-Royce，MITSUBISHICaterpi
llar,JenbacherMITSUBISHI，MAN,MTU，玉柴，潍柴由于微型燃气轮机发电机组发电效率偏低，发电效率变化窄，
不利于本项目冷（热）电负荷波动随单日/季节变化范围大的需求，虽可通过安装多台机组，以调节启停运行模块数的组合控制方案，应对冷（热）
电负荷环境变化，但由于单位千瓦时造价高，约16000元/kWh~24000元/kWh。并且本项目预测三联供系统运行时间较短，若采
用该种发电机组类型，无疑会大大降低项目经济性要求。该机型目前仅适用于军事及其它特种车辆，地质勘探野外作业、微小型船舶，有富余沼气农
业场所，天然气输送管线沿途站房，运输条件差或安装空间有限的建筑。所以在本方案中，不将微型燃气轮机发电机组纳入对比范围之内。（02）
燃气轮机发电机组与燃气内燃机发电机组在本项目的适应性比较本项目就燃气轮机发电机组与燃气内燃机发电机组进行对比，下图是两种机型在不同
负荷率情况下的机组热效率和发电效率的变化特性。图3-3不同负荷率下发电效率和机组热效率的比较由上图可知，就发电效率而言，燃气轮机发
电机组虽然相对燃气内燃机发电机组较低，但是该类型机组热效率明显较高，且在负荷率变化的情况下，波动较小且能稳定维持在较高效率值范围，
故该类型机组适合在食品加工、制药、纺织、烟草等对蒸汽需求量大的工业企业，或城市工业园区集中供热，城市集中供冷暖、大型商业建筑类项目
。而就热效率而言，燃气内燃机发电机组较燃气轮机发电机组较低，但是随着负荷率的降低，发电效率虽然随之降低，但机组热效率却逐渐增加，这
是因为在负荷率减小时，燃气内燃机发电机组的烟气流量虽然同时减小，但是烟气出口温度呈上升趋势，因此而保证了该类型机组的整体较高能源利
用效率，体现出该类机型良好的部分负荷特性。结合天然气分布式冷热电三联供系统的“以热（冷）定电，热（冷）电平衡”设计原则，以及大楼的
各类型负荷波动范围较宽的特点，本方案推荐天然气冷热电三联供系统中发电机组选用燃气内燃机发电机组，该类型机组在本项目中具备以下优点：
①发电效率高。②余热类型种类多，烟气余热品味高，高温水余热除了可利用其作为溴化锂制冷机低温加热器用外，还有提供制取生活热水能力空间
。③部分负荷特性好。④机组整体性能受环境影响小。（03）燃气内燃机发电机组的选择通常所指的内燃机指的是活塞式内燃机，其中又以往复活
塞式最为普遍，并且该类型在天然气冷热电三联供技术中实现商业化，目前国内市场上主流的供应商有：①美国卡特彼勒Caterpillar，
②美国通用颜巴赫GE-Jenbacher，③美国通用瓦克夏GE-Waukesha，④美国康明斯Cummins，⑤德国曼MAN，⑥德
国戴姆勒奔驰MTU，⑦日本三菱MITSUBISHI，⑧南车玉柴，⑨潍柴动力。该类型机组目前生产模式大体分为3种：①成套机组国外组装
调试完毕后整机进口。②成套机组国内生产并完成组装调试。③燃气内燃机部分国外进口，发电机部分国内采购，并在国内完成安装调试（暂称合资
）。据我院往期工程了解以及自身渠道询价得知，在本项目所涉及的设备容量范围内，设备采购价格基本遵循“国内：合资：进口=1：2：4“比
例。就设备性能而言，本项目所涉及容量范围内，机组发电机属于较小容量等级，设备制造技术已经十分成熟，各主流知名厂家该设备的主要技术参
数差异微乎其微。但是机组燃气内燃机部分由于各个厂家设计水平、产品制造的能力有一定差别与差距，而内燃机性能的差异将直接影响本项目余
热利用是否能够达到设计水平，保证能源站供能的品质与安全可靠性。3.3.2溴化锂冷（温）水机本项目余热利用系统所涉及的溴化锂机组，属
于热力制冷主机类型，于上世纪40年代在美国研制成功，并先后迅速发展出了单效型，双效型，直燃性，太阳能型机组。上世纪60年代之后日本
在此技术上的研发和生产上也取得了巨大的成功，并超越美国。我国的溴化锂机组起步于上世纪60年代，主要应用与蒸汽、热水余热量较大的纺织
厂，后“得利于“我国电荒而飞速发展并在技术上取得了明显的进步。但随着后来全国大量建设大型火力发电厂、核电厂等补充经济突飞猛进造成的
电力缺口，溴化锂机组的制造研发技术一度缓慢下来。近年来，随着“绿色建筑”、“节能建筑”，以及对电网以及市政燃气供应的“削峰填谷”效
果，我国的溴化锂制冷技术再一次受到了政府、业主以及设计院的重视，国内的生产厂家在此领域上投入的研发重视程度已经大大的缩小了国产品牌
与国外品牌的差距。目前我国市场上溴化锂冷（温）水机组的主流生产厂家有：美国开利，日本芿原，长沙远大，江苏双良，成都深蓝等。早期我国
生产技术困难主要集中溴化锂溶液的浓度控制、机组内真空度的稳定性两大方面，而如今，这些技术瓶颈问题已经全部解决。并且根据各类型空调用
户的反馈信息，此类设备国内外品牌设备在运行维护得当的情况下，均可长期处于正常工作状态。据我院往期工程了解以及自身渠道询价得知，在本
项目所涉及的设备容量范围内，设备采购价格基本遵循“国内：进口=1：1.3“比例。3.3.2比选结论因此，结合目前各产品技术水平与项
目整体经济效益两种方面因素，权衡各设备在天然气冷热电三联供系统中的流程环节及运行特点后综合考虑，我方推荐本项目：①燃气内燃机发电机
属于运/震动设备，可能存在的涡轮增压部件长期处于较恶劣工作环境，组优先考虑采用合资品牌，此类品牌结合了国内品牌设备运输周期短、维修
便捷，和国外品牌整机效率高，运行稳定的两方面优点，并且价格适中。②溴化锂冷（温）水机组优先考虑采用国内知名品牌，在保证同样的设备性
能情况下，降低项目总造价，平衡因燃气内燃发电机组采用合资品牌而增加的设备采购费，提高项目整体经济性。3.4设计方案本次方案设计边界
为冷热电三联供系统所建能源站房墙外1m，边界外所需建设的冷（热）水输送管道，燃气管道、给排水管道（沟）、电缆以及大楼室内空调末端系
统不在本次设计计算范围之内。3.4.1工艺系统（01）系统方案简述能源站供能系统采用1台357kW合资品牌燃气内燃发电机组作为动力
装置，并选配1台额定工况下容量为850kW国产品牌烟气热水补燃型溴化锂机组，同时还配有1台空调用冷却塔，1台内燃发电机应急散热用冷
却塔，多台输配系统用水泵以及工艺用其它辅助设备、如补水定压装置，自动水处理装置等。系统正常工况运行时，市政管网供天然气先进入燃气内
燃机发电机燃烧做功发电，发出电力以并网不上网的方式供给大楼。夏季供冷工况时，内燃高温缸套冷却水经换热器换热收的二次热水进入溴化锂机
组低温发生器进行初级余热利用，然后内燃机排除的高温烟气进入溴化锂机组高温发生器进行再次余热利用，当空调回水温度升高至设定值后溴化锂
机组开启补燃模式，最终制得7℃空调冷水通过冷（温）水泵供至大楼。冬季供热工况时，系统通过切换阀门转换流程，空调55℃回水先经过内燃
机高温缸套冷却水进行一次换热升高温度至57℃，然后内燃机高温烟气进入溴化锂机组进行制热模式，将57℃的空调回水继续加热至60℃后，
通过冷（温）水泵供至大楼。系统流程图如下所示：图3-4大楼天然气冷热电三联供系统流程图本方案不推荐设置1台小容量电制冷机组，因增设
备用/调峰电制冷机组会导致随之增设相应冷冻/却水泵，冷却塔及能源站建筑面积，且设备耗电量相对于发电机装机容量而言较大，利用率极低，
从而增加系统总造价而导致经济性下降。（02）主要设备选型①357kW天然气内燃发电机组（1台）项目数据发电机持续输出功率357K
W?燃气消耗(9.425KW/m3?)104.7Nm3/h发电机输出热529KW?(可回收)+42KW（辐射热）烟气回收余热（12
0℃）241KW发动机缸套水余热288KW?缸套水进出水温度82/88?℃滑油冷却器余热包含在缸套水余热内?发电机总回收余热529
KW?发电效率36.2%?回收余热效率92.64%?总能源效率89.80%机组外型尺寸4500mm×1750mm×2150mm机组
运行荷载6100kg②烟气热水补燃型溴化锂吸收式机组（1台）项目数值项目数值额定制冷量850kW额定制热量690kW冷（热）水流
量140m3/h冷却水流量198m3/h冷水温度7℃/12℃热水温度60℃/55℃冷却水温度38℃/32℃配电功率22.4kW压力
损失7mH2O烟气接口DN250高温水接口DN80燃气接口DN40燃料耗量（补燃）15Nm3/h燃料耗量（完全）46Nm3/h机组
外型（长）4100mm机组外型（宽）2300mm机组外型（长）2500mm机组荷载（运行）12100kg③空调用冷却塔（1台）机
组型号开式冷却塔数量1台流量250m3/h④应急散热冷却塔（1台）机组型号闭式冷却塔数量1台换热能力（KW）530(45m3/h
)⑤其它设备序号设备名称型号数量备注01冷却水泵Q=250m3/h，H=252台一用一备02冷冻水泵Q=180m3/h，H=20
2台一用一备03应急散热水泵Q=45m3/h，H=302台一用一备04补水定压装置Q=20m3/h，H=201台/03自动水处理器
WC-NDY型1台/（03）主要设备布置由于能源站内多种设备的运行与保养特点各不相同，为保证每种设备有充足的维修空间与良好的运行条
件，以及让能源站值班与巡检人员有尽量舒适的工作环境，本方案将根据系统流程，各设备功能，运行特点等因素对能源站房进行了空间划分，将静
置设备系统与震动设备系统，燃气计量系统与燃气输配管道，潮湿运行环境与干燥运行环境分别设置了相对独立的房间与区域隔离，并留有足够的巡
检通道及检修场地。最终将能源站房建筑用地控制在科学合理范围内，并为后期做好消音减噪措施创造了良好的空间结构条件。能源站主要设备布置
如下图所示：图3-4大楼天然气冷热电三联供主要设备布置图-1图3-5大楼天然气冷热电三联供主要设备布置图-23.4.2电气
系统本项目电气主接线采用发电机母线段接线方式。发电机母线电源直接入大楼低压配电柜。能源站内所有配套设备由发电机母线段供电。电气系统
如下示意图所示：图3-6发电机与电网并网示意图发电机组所发电力由发电机母线段通过专线由系统自带并网柜以并网不上网的方式接至大楼低压
配电柜，与市政电网组成并联关系。发出的电力全部用于大楼内部消耗，不足的电力由电网补充。市电正常供应时，经过预润滑阶段，内燃机点火启
动，但不带负载；直到同步装置检测到内燃机所发电力与市电的频率、相位一致时，并网开关合闸，根据用户负载调整燃气内燃机发电机组发电量至
最佳水平。同时可对内燃机发电功率进行预设定。在市电出现欠压欠频或失电情况下，并网开关断开，机组停机。通过人工操作负荷开关或者机组自
动转为“孤岛”运行模式，单独给保护负载供电，前提要求保护负载的功率必须保证小于内燃机的输出功率。发电机组按预先设定的ΔN>A方式运
行，运行中实时监测ΔN值，当ΔN>A时，发电机组按100%工况运行，当ΔN以部分工况方式运行，直至最后自动停机，以确保机组输出的电力不向电网倒送电。ΔN＞Nr-Nz=A式中：ΔN—实测的电网输入
电力与实际用电负载的差值（kW）Nr—电网输入电功率（kW）Nz—实际用电总负载（kW）A—设定的电网输入电力与实际用电负
载的差值（kW）3.4.3天然气系统本方案选配内燃发电机组额定天然气消耗量为104.72Nm3/h。溴化锂制冷机组按系统设计供冷
容量的补燃工况下，额定耗气量为15Nm3/h，机组完全直燃供冷/暖工况下，最大天然气耗气量为46Nm3/h（低位热值为3393
0kJ/Nm3），设备运行所需天然气压力为7-10kPa。天然气管路上设有隔离阀、过滤器、零压调节阀、双路电磁阀、流量调节阀、放
散阀、取样阀、泄水阀等阀门。3.4.4集中控制系统由于分布式供能系统包括：燃气内燃机发电机组、烟气热水补燃型溴化锂机组、各类输配
水泵、空调用开式冷却塔、发电机用闭式空冷散热器等多种设备，为使分布式供能系统能够正常、稳定、可靠的运行，需要对各种设备的运行过程和
运行工况进行协调控制。设计分布式供能系统的集中控制系统可通过不同的协议或接口，与系统内所有设备通讯，实现对设备的控制，提高系统稳定
性、可靠性、自动化程度、易操作性和效率，提供良好的人机界面。同时，集中控制系统还可与上级楼宇自动系统通讯，向上级控制系统提供分布式
供能系统运行数据，便于建筑物的整体监控。3.4.5能源站建筑用房能源站用房地上部分采用钢混结构形式，由于缺乏地勘资料，暂定基础形式
为独立柱基础。本站主要分为制冷主机间、内燃机间、各类输配泵间等工艺设备区域及值班控制室，电控设备室、燃气计量间等成产办公区域。其中
工艺设备区域建筑面积192m2，层高7m；生产办公区域建筑面积49.5m2，层高3.5m。能源站用房总占地面积约258m2。能源站
用房采用“新中式”设计风格，外墙粉刷选用黑白灰的涂料及真实漆，并采用覆瓦坡屋顶，整体建筑风格与大楼保持一致，弱化能源站在场地内的工
业视觉效果。3.5系统运行方案及风险分析3.5.1系统运行方案（01）夏季供冷期内燃机排除烟气/热水作为一次热源余热直接进入溴化锂
机组制取7℃中心大楼用空调冷冻水，在空调负荷随房间使用情况及季节室外环境变化而逐步增大过程中，由溴化锂机组采取补燃方式增加系统供冷
量。（02）冬季供暖期大楼55℃空调回水通过能源站内系统管道切换，先经过板式换热器由内燃机高温水加热至57℃左右，再进入烟气热水
补燃型溴化锂机组进行二次加热到60℃后输送至大楼，非极端低温环境下，烟气热水补燃型溴化锂机组冬季供热工况无需补燃。（03）过渡季节
或极端气候环境根据当时具体情况决定开启制冷或供暖模式。（04）其它工况◆燃气内燃机发电机事故停机：系统无供电能力，大楼耗电全部由
电网提供，大楼空调用冷（热）水由溴化锂机组补燃模式提供，机组满足提供全部空调冷负荷条件（燃烧器按100%选型）。◆烟气热水补燃型
溴化锂机组事故停机：系统无供大楼用空调冷（热）水能力，燃气内燃发电机由应急闭式冷却塔保证内燃发电机散热，烟气则由安装于烟道上的三通
插板切换后直接排除室外。◆市政供气中断：在设备选择单燃料机型情况下，系统无供电、空调用冷热水能力。大楼耗电全部由电网提供。◆夜
晚/节假日办公：根据大楼实时监控电耗以及办公室空调开启末端情况综合计算分析确定由溴化锂机组补燃模式保证100%空调热负荷（燃烧器按
100%选型），或开启三联供系统同时供能。该模式下的系统运行逻辑及定量范围在项目准备及实施阶段中确定。3.5.2风险分析根据以上对
系统在其它各种工况下的供能能力以及应对措施分析，有如下结论：◆由于XXX当地气候特点，系统全年留有足够设备保养检修期，分别为夏季
供冷前最长约3个月，冬季供暖前最长约3个月，并且在供能期系统日工作时长仅10小时，所以选用技术成熟产品且维护得当，可极大程度保证设
备的稳定可靠性。目前根据调研，我国分布式能源站中，最优良的运行记录是2002年建成投产至今未发生因系统事故导致停止供能，且站内主要
设备未进行大修。◆对于市政供气中断这种极端小概率事故工况，可根据正式设计阶段对当地供气条件调研后综合各方面因素，考虑是否采用双燃
料机型（内燃机发电机组/溴化锂机组）来保证系统的安全可靠性。4数据统计及经济性初步分析根据本文第2.2节空调负荷统计及分析，结合第
4.1节工艺系统的各设备选型，预测系统燃气内燃机发电机组及烟气热水补燃型溴化锂机组满负荷运行小时数约1440h。其中溴化锂机组补燃
小时数约450h。4.1经济技术指标表4-1主要经济技术指标表序号项目单位数据01发电装机规模kW1×35702年发电量万kWh
/a51.40803年供电量万kWh/a43.48804年供冷（热）量GJ/a3110.405年耗气量（发电+补燃）万Nm3/a
15.526806厂用电率%1407能源综合利用率%75.454.2项目造价估算表4-2项目造价估算表主要设备规模型号价格（元）备
注内燃发电机357kW13500001台，为保证机组稳定运行并具备较高热效率，建议采用合资品牌。空调系统850kW11500001
台，多热源带补燃型，补燃能力按100%设计供冷量考虑，国内一线品牌。换热系统200kW800001台冷却系统∑1000m3120
0002台输配系统∑420m3900006台工艺辅助系统多种250000定压、水处理等其它工艺系统辅助设备其它附件多种150000
分/集水器，烟囱等、应急切换装置及可能存在的蓄能设备电/控设备多种620000各种配电、屏、台及电缆等设计及建安1170000其它
费用880000其它各种取费、其它如隔音及尾气处理未计入工程费用、等其它备用金项目总投资总计约586万，发电单位千瓦造价1.641
4万/kWh。4.3天然气冷热电三联供系统与多联机系统的经济性对比取费参照标准：天然气价格商业电价（目录）设备折旧能源站管理费1.
65元/Nm30.8594元/kWh（1-0.05）/15年0.06元/kW对比结果如下序号项目多联机系统天然气热冷电三联供系统0
1工程总投资（元）2400000586000002运行小时数（h）1440h03耗电量（kWh）777600/04耗气量（Nm3）
/15526805设备折旧（元）11400024130006系统管理费用（元）/21420007供电量（kWh）/43488008
供电收益（元）/373735.909运行成本（元）782269.4651367.210增加投资回收期（年）/7.7874.4项目经
济性分析根据本工程的工程总投资和冷热联供确定的机组年利用1440小时数进行计算。本工程经济效益分析依据《建设项目经济评价方法与参数
》（第三版），本项目财务基准收益率按照7.5%计算，固定资产投资的30%按自筹考虑，其余70%按商业贷款计算，贷款年名义利率4.9
%，按季计息。本项目计算期20年，其中：建设期初步定为2个月。表01财务评价的主要计算参数表序号参数名称单位参数取值备注一运营参数
1项目经营期年202年供电量kWh4348803电价元/kWh0.8594含增值税4年供空调冷（热）量GJ3110.46空调冷（热
）价元/GJ320含增值税二生产运行参数1大修理费率%22年耗气量104Nm31552683天然气价格元/Nm31.65含增值税4
年耗水量吨40005水费元/t2.56平均材料费元/MWh57其他费用元/MWh58定员人29工资万元/人年6含福利费10固定资产
折旧年限年1511残值率%512基准收益率%7.5三税率1电增值税率%172冷增值税率%133城市维护建设税率%74教育费附加%5
5企业所得税率%256法定盈余公积金%10根据上述条件财务分析结果为：序号内容单位指标值1机组总容量kW3572工程静态投资万元5
863单位造价(静态)元/kW16414.574工程动态投资万元5895项目投资内部收益率（税前）%12.79项目投资回收期（税前
）年7.92项目投资财务净现值（税前）万元215.256项目投资内部收益率（税后）%10项目投资回收期（税后）年9.19项目投资财
务净现值（税后）万元109.267项目资本金内部收益率%23.238投资各方内部收益率%12.469总投资收益率%7.0210项目资本金净利润率%13.92从上表可以看出，分布式能源系统在气价为1.65元/Nm3的条件下，全投资税后内部收益率为7.02%，注册资本金内部收益率为23.23%，均高于基础收益率。若按照冷热电三联供系统年运行小时数4320小时，当多余电力全部上网，上网电价按照0.65元/kWh进行初步测算后可将融资后项目资本金投资回收期从9.19缩短至4.99年。由此可见，影响本项目经济性最直接因素在于：①采取技术措施提高冷热电三联供系统机组年利用小时数。②争取政府主管部门与公司扶持政策及适当的电价补贴鼓励地方电网接纳系统发出电力。5、项目建议为保证能源站具备更好的经济性，突出优良的项目节能环保特点，在设计及项目实施阶段有如下优化方向：①在各类主机招标采购谈判过程中多比选各类品牌产品，在保证机组性能基础上降低设备采购价格，减小控制项目初投资。②选用节能效果好的各类型工艺辅助设备，降低自耗电率。③客观分析并细化大楼用能情况，优化余热利用设备配置，尽量在保证满负荷运行小时数基础上降低补燃用耗气量。④在项目准备阶段通过详尽的咨询设计，在系统中配置适当的蓄电、蓄热等蓄能设备，以保证系统具备优良的性能对应大楼各类负荷的频繁周期性和不可预知性波动，从而使系统中各设备能稳定处于高效能工况，一定程度的提高机组年利用小时数。⑤努力争取当地政府对发展天然气冷热电三联供节能环保型项目提供的政策扶持及经济补贴。⑥本项目正值国家积极扶持和鼓励分布能源项目发展的时期，建议尽快开展可行性研究和项目立项工作，争取将本项目纳入国家分布式能源示范项目。⑦本项目包括燃气发电、余热利用等专业性较强的设备，对于运行维护人员专业素质要求较高，建议引入专业的运营服务商，采用国家鼓励的EMC能源服务模式。可作为专项投资与技术合作。项目技术：电力设计院联系专家：张晋秋电话：1348890826013708193168办公大楼天然气冷热电三联供分布式能源站项目建议书26/29 |
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