某天然气分布式能源项目

某天然气分布式能源项目

张辽 ,张懿君 ,黑强虎

中国电建集团西北勘测设计研究院 陕西省燃气设计院有限公司 中建新疆建工（集团）有限公司

项目概况：一次能源以煤为主的经济，在经济大力发展的同时，也带来了对生态破坏严重，人们的生存环境持续恶化的副作用。中国经济要想持续发展，与生态环境和谐发展是未来必须考虑的，发展低碳经济也是未来必须走的道路。分布式能源是相对于传统的集中式能源生产与供应模式而言的，分布式能源系统能够提供冷、热、电多种能源产品，通过综合能源利用体系，提高能源利用效率，降低碳排放，构建多种能量的梯级利用与综合能效的智慧管理体系。本项目分布式能源一般采用清洁的天然气作为燃料，按照“以电定热、发电并网、热电联产、调峰备用”的规划设计原则，能源站建设1套燃气轮机发电机组，配套1台余热锅炉及辅助设施。配套建设3台1燃气蒸汽锅炉作为调峰备用热源，同时预留3台燃气热水锅炉及空气源热泵供热机组，从而实现多能互补、综合利用、协同优化。项目投产后，年均综合能源利用效率可达74.46%，节能率为15%，可大幅度降低污染物排放，兼具良好的经济效益、社会效益和环境效益。

项目背景：近年来，我国各地频发雾霾，对广大人民群众的身体健康造成较大的威胁。而煤烟型污染，正是雾霾形成的主要原因。为解决这一问题，必须改变能源构成，大幅度增加燃气在能源结构中的比例，而天然气作为城市燃气，是现代化城市人民生活和工业生产的一种主要能源。《国家发改委关于规范天然气发电上网电价管理有关问题的通知》指出，根据天然气发电在电力系统中的作用及投产时间，实行差别化的上网电价机制。建立气、电价格联动机制。当天然气价格出现较大变化时，天然气发电上网电价应及时调整，但最高电价不得超过当地燃煤发电上网标杆电价或当地电网企业平均购电价格每千瓦时 0.35元。有条件的地方要积极采取财政补贴、气价优惠等措施疏导天然气发电价格矛盾。《天然气分布式能源示范项目实施细则》指出，符合电力并网条件的天然气分布式能源项目，电量自发自用、自用为主、多余上网，电网企业收购满足自用之外的上网电量。

目前我国高度重视节能减排和能源结构优化，也正在大力转变能源发展方式，积极优化能源产业结构，以实现能源利用的多元化发展。天然气分布式能源符合国家政策规划的方向，满足多元化发展的需求，实现了能源的梯级利用。该项目采用天然气热电联供，提高了能源利用效率，有效的节约了能源，保护了环境，项目的建设适应了目前节能环保的需要。能源站的建设可以作为电网的有效补充，其发电余电可送入电网消纳，可有效缓解园区电网的压力。且将分布式能源接入电力系统，即可满足系统和用户的特定需求，也可有效的提高系统的灵活性、可靠性和安全性。

能源系统：

图11234

通过对该项目的负荷分析可以得知，该项目采取“以电定热”原则，外供蒸汽较大，电负荷比较小，按照周边企业和该能源站企业使用的最大供电量，来选择燃气轮机发电机组，初期投资会比较小。燃气轮机具有体积小、运行成本低和寿命周期较长、发电机组发电电压等级高、功率大，供电半径大、燃气轮机发电机出口烟气温度较高、氮氧化物排放率低等优点，余热烟气配置余热蒸汽锅炉，余热全部利用，不足部分用燃气锅炉等调峰设备进行补充，系统综合效率高。

该项目总体规划建设1 套 OP16 型燃气轮机发电机组，配套 1 套 6.0t/h（2.5MPa）余热锅炉，所产生的电负荷、热负荷供给周边企业和该能源站自用；同时，由于工业园区企业蒸汽用量较多，余热锅炉的不足热力负荷由燃气调峰锅炉提供，故在能源站内规划建设 2 台 10t/h 和 1 台 20t/h 的燃气蒸汽锅炉作为热力系统调峰热源。考虑到后期为附近在建小区的冬季供暖热负荷，燃气锅炉房设计时另为预留三台 2.8MW 燃气热水锅炉和配套辅机位置，以及站区内考虑预留空气源热泵供热机组的安装位置。

能源站总体规划建设 1 台 1.9MW 燃气轮机发电机组，发电输出功率为1.9MW（标况下），发电电压为 10kV。依据国家电网《分布式电源接入电网技术规定》，能源站发出的电采用“自发自用，余电上网”的原则，周边企业和该能源站内的燃气轮机发电机组所发的电力负荷，除了自用，全部上网，能源站内燃气轮机发电机组发出的 10kV 电，通过架空外输电力线路送至周围 110kV 变电站。另自此 110kV 变电站 10kV 母排为能源站引两路 10kV电源，作为能源站启动和能源站发电机机组停电后的备用电源。

项目意义：

1、天然气分布式能源示范项目按照“以电定热、发电并网、热电联产、调峰备用”的规划设计原则，能源站实现多能互补、综合利用、协同优化。分布式能源系统安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设施；通过在需求现场根据用户对能源的不同需求，实现温度对口供应能源，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效能的最大化；该项目采用余热利用技术提高系统综合能源利用效率，符合国家节能环保的政策要求，对燃气轮机发电机组的尾部烟气余热的有效利用，是提高机组能源利用效率和提高系统经济性的有效途径之一。该项目能源年均综合能源利用效率可达74.5%，节能率为15%，利用效率高。项目投产后，该项目符合国家相关能源规划及鼓励政策，积极响应“3060双碳目标”国家战略，满足区域生态文明建设和低碳经济发展需要。

2、该项目所采用的天然气分布式能源系统降低污染物排放，打赢蓝天保卫战具有重要的示范意义。从保护环境而言，天然气是一种优质气体燃料，发展城市天然气可以节约能源，降低 NOx、SO2 及粉尘的排放量，能显著改善大气环境质量，具有良好的环保效益。以天然气为燃料的分布式能源与燃煤热电联产和集中供热相比，二氧化硫和固体废弃物排放几乎为零，温室气体（二氧化碳）减少 58%以上，减少 SO2 排放 80%左右，实现较高的环保效益。提高天然气在我国能源生产和消费中的比重，是当前优化能源结构和实现能源战略转型、降低污染物排放，打赢蓝天保卫战具有重要意义。

3、该项目综合能源系统为园区是靠近用户端直接向用户提供冷、热、电、气等多种形式的能量的终端供能系统，多种能量的梯级利用及综合能效的智慧管理，完善了园区配套能源基础设施建设，通过创新商业模式与专业运营管理，也可有效的提高系统的灵活性、可靠性和安全性，不断降低入园区企业的用能成本，对促进园区产业稳定增长，建设绿色发展目标具有重要意义。

【参考文献】

［1］郭立军.浅谈天然气分布式能源系统应用，［J］应用科技.

［2］国家发展和改革委员会等.关于发展天然气分布式能源的指导意见[Z].2011.

［3］马悦,董舟.分布式能源系统的研究及配置方案分析[J］.节能,2011 , (4):15 -19.

［4］冉鹏,张树芳,郭江龙,等.分布式能源系统的研究现状与应用前景[J］热力发电,2005,(3):1-3.