浅析分布式燃机供能方式在建筑领域的应用

浅析分布式燃机供能方式在建筑领域的应用

张华

（华润电力（常州）有限公司江苏省常州市213000）

摘要：为了满足当前世界对能源供应越来越高的需求，以信息技术为切入的网络式能源供应方式得到了较大力度的发展。由于传统能源供应所使用的能源物质大多为煤炭，较难运输且燃烧过程中较易产生环境污染，因而在过去分布式燃机供能方式并没有受到重视。而在今天天然气作为新型能源在国内得到了普及，使得以天然气为主的分布式燃机供能系统得到了广泛的应用。本文便将针对分布式燃机供能方式在建筑领域的应用进行研究，以期为提高分布式燃机的实用性奠定较好的基础。

关键词：分布式能源；燃机供能；建筑工程

当今世界人们对于能源的需求不断提高，不仅需要能源供应更加的高效化、智能化，还要求所使用的能源物质绿色化、环境友好化。这些都刺激了各国科学家们对能源高利用率功能方式的研究开展，并将其摆在一个极为重要的位置上，而分布式能源供应方式极好的解决了这个问题。分布式能源所使用的能源物质大多为天然气等绿色能源，供能时对环境造成的影响较小，且能源直接供应至客户端，极大程度上减少了过量供能而造成的能源浪费。

一、分布式燃机供能方式

1、分布式燃机供能的优点

传统的能源供应方式大多采用集中供能方式，集中供能所使用的能源供应设备一般较为庞大，对于能源物质的消耗量较高，但由于所使用的供能物质多为煤炭等化石燃料，供能效率较低，而且会对环境造成破坏。对此，分布式燃机供能方式则有着较大的优势，其使用的燃机体积较小，使用能源多为天然气等物质，不但可以减少环境污染，而且还能够根据用户的需求对燃机的运行进行合理规划，从而避免过量供能造成的浪费。

分布式燃机供能方式所使用的供能技术较为先进，其能源转换方式与传统的集中供能方式有着较大的差异，可以减少环境污染物质的释放量，且排放的浓度较低，便于环境进行自我净化，减少了废气处理所需要的成本消耗，同时也可以将其废气与锅炉连用，实现热能的重复利用，达到绿色供能的目标。加之与信息技术、自动化技术的融合使用，可以减少人力成本，提高燃机运行的控制精度，保障燃机运行的安全性与高效性[1]。

2、分布式燃机供能的适用范围

鉴于分布式燃机供能方式的特点以及优势，其应用范围较为广泛，诸多需要灵活供能的公共设施都可以使用分布式燃机供能方式。在这些应用实例中，整个项目的主体便不再是分布式燃机机组，而是其所依附的建筑物。可以说，分布式燃机供能机组与建筑物的结合是建筑领域的又一次飞跃，这让建筑的选址、构建可以免受城市供能线路的限制。分布式燃机机组为建筑物的能源供应提供了保障，而建筑物则为分布式燃机机组的运行提供了安全保证。由于电气时代和信息时代的到来，人们对于电能的需求越来越高，因而分布式燃机机组在建筑物中的应用在当前显得尤为必要[2]。

二、分布式燃机供能方式在建筑领域的应用

1、项目概要

上海万象城天然气分布式能源项目属华润电力第一个自主开发、建设的楼宇式分布式能源项目，布置在万象城屋顶，为万象城商业提供冷、热、电三联供。主体工程由华东建筑设计研究院设计，由江苏启安建设集团有限公司负责工程的安装调试工作，由上海海龙工程技术发展有限公司负责工程监理。

本项目安装两台TCG2020V12型燃气发电机组，发电机组额定功率1200kW，由德国MWM公司制造，上海航天能源股份有限公司供货，配置两台RGD036YQ烟气溴化锂机组，额定制冷量1200kW，由烟台荏原空调设备有限公司生产，另配套相应热交换器等附属设备，机组如图1所示。

2、分布式燃气轮机机组的应用

在分布式燃气轮机机组中，微型燃气轮机起到了至关重要的作用，通常作为整个机组的核心功能装置。其使用回热循环的新型技术，使得能源供应更加高效，且较难受到外界因素的影响，机组运行更加的安全可靠。在该项目中，机组需要除了需要对建筑进行电能的提供，还需要同时供应热能和制冷，该需求对于传统的燃气轮机机组而言较难完成，故需要使用小型分布式发电和热点联供技术。分布式燃气轮机机组作为该类技术最优的功能方式，不但能够通过对燃气热能的利用来为建筑物提供电能。而且还能够将燃气燃烧所产生的热能进行回收，进而为建筑物供暖或制冷，极大程度上减少了能源的消耗，更将燃气轮机机组的结构得到简化，降低了供能成本[3]。

1-执行器2-废气涡轮增压器3-冷却液进口（高温回路）4-冷却液出口（高温回路）5-润滑油冷却器6-润滑油过滤器7-冷却液出口（低温回路）8-冷却液进口（低温回路）9-弹性轴承结构

图1TCG2020V12型燃气发电机组

除了上述内容之外，分布式燃气轮机机组在该项目中的应用，更加贴合当前建筑领域的发展理念。上海地区经济发展程度较高，因而对于电力需求相对较大。万象城商业建筑属较大规模的公共设施建筑，对于电力需求远超常规的民居建筑，在城区内如果依照传统建筑模式选用集中供电的方式进行电能供应，不仅会增加城市电网的供电负荷，也很难保证建筑物的供电稳定。对此，在该项目中采取分布式燃气轮机机组供能方式，可以有效改善这种尴尬局面。不仅对于项目本身而言有着积极作用，同时也能够促进城市电网供能更加均衡稳定的发展。我国当前的集中供能方式大多仍采取燃煤发电，相比之下，分布式燃气轮机机组供能可以更加独立、稳定、绿色的提供能源，减少过量能源供应带来的问题。

分布式燃气轮机机组供能方式在该项目中的应用给后续的建筑独立自主功能项目提供了经验。鉴此，分布式燃气轮机机组供能方式的应用范围将会进一步扩大，可以将分布式燃气轮机机组供能方式作为主要功能方式的项目包括如下几类：城市电网功能负荷容易受到季节或其他原因影响而使城市用电价格产生较大波动的地区；需要供能、供暖、制冷等多方面服务协同供应的建筑物或地区，如体育场、图书馆等公共服务设施；对于供能稳定性需求较高、若发生突然停电将会导致较为严重的经济财产损失的建筑物或地区，如医院、工业加工厂区等。

结论

集中供能方式在我国仍然是最为主要的供能方式，而分布式燃气轮机机组供能方式虽然有非常明显的优势，但是在我国的应用仅限于一些经济较为发达的大型城市中。本文以上海万象城项目为例对分布式燃机供能方式在建筑领域的应用进行分析，希望能够对分布式燃气轮机机组供能的推广提出一些意见或建议，让我国的可持续发展战略得以进一步实施。

参考文献：

[1]张伟.小型燃机分布式供能系统设计及经济效益分析[J].能源与节能,2018(04):67-69+137.

[2]张浩.分布式能源系统优化分析研究[D].中国舰船研究院,2017.

[3]许玉杰.微燃机分布式供能系统动态特性与控制方法研究[D].中国科学院工程热物理研究所,2017.