解密首個(gè)多能互補國產(chǎn)化分布式能源“樣本”項目

“2016年江蘇省電力行業(yè)優(yōu)秀QC小組成果”一等獎、“2016年度中國分布式能源優(yōu)秀項目”二等獎、“2018年第二十四屆江蘇省企業(yè)管理現代化創(chuàng )新成果”一等獎、“2019年全國電力行業(yè)設備管理與技術(shù)創(chuàng )新成果”一等獎……位于江蘇省蘇州工業(yè)園區的蘇州藍天熱電中科院金雞湖天然氣分布式能源項目，自2016年5月正式投運以來(lái)，屢獲殊榮。

蘇州工業(yè)園區藍天燃氣熱電有限公司作為項目運營(yíng)方，積極響應國家“十三五”規劃關(guān)于加快燃機核心裝備國產(chǎn)化和大力發(fā)展分布式能源的號召，與中科院上海高研院合作，以產(chǎn)研結合方式推動(dòng)金雞湖分布式能源項目落地，為園區提供穩定的熱、電、冷，也為國內首臺自主知識產(chǎn)權的分布式燃機提供了試驗示范平臺。

“項目首次采用了中科院上海高研院自主研發(fā)的ZK1200型燃氣輪機及相關(guān)配套輔助系統，設備國產(chǎn)化率高達90%以上，并依托于該燃機打造了我國首個(gè)多能互補的國產(chǎn)化分布式能源體系，成為業(yè)內標桿示范項目。經(jīng)實(shí)踐檢驗，能源綜合利用效率可高達80%。”蘇州工業(yè)園區藍天燃氣熱電有限公司總經(jīng)理張建偉向調研組一行介紹說(shuō)。

冷熱電三聯(lián)供

最大化項目經(jīng)濟環(huán)保效益

因金雞湖天然氣分布式能源項目坐落于蘇州工業(yè)園區內美麗的金雞湖湖畔，也由此而得名。

項目于2015年開(kāi)始建設，2016年5月30日順利通過(guò)試運行后，正式投產(chǎn)。這是我國首個(gè)真正意義上具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)分布式燃機示范項目，也是蘇州地區第一個(gè)MW級天然氣分布式能源項目。

據介紹，項目涉及總投資873萬(wàn)元，主要由一臺裝機容量1250kWZK1200型燃氣輪機，一臺7.6t/h余熱鍋爐，一臺116kW溴化鋰冷水機組以及一套20kV電氣并網(wǎng)系統組成。主要工藝流程為天然氣經(jīng)過(guò)壓縮機壓縮后，進(jìn)入燃氣輪機燃燒發(fā)電，產(chǎn)生的高溫煙氣全部排入余熱鍋爐，產(chǎn)出1.6MPa過(guò)熱蒸汽和108℃熱水。所發(fā)電量接入蘇州工業(yè)園區20kV電網(wǎng)，蒸汽供給熱用戶(hù)，熱水送給溴化鋰冷水機產(chǎn)生10℃冷水，供給周邊酒店和工廠(chǎng)的空調系統。

分布式能源項目對電網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)具有雙重“削峰填谷”優(yōu)勢。相關(guān)數據顯示，金雞湖項目不僅不需要消耗電網(wǎng)電量，每年還向園區電網(wǎng)提供清潔電量375萬(wàn)kWh，蒸汽供熱量2.2萬(wàn)噸，夏季可減少園區電力高峰時(shí)段負荷1100kW。年使用天然氣257.5萬(wàn)標立方，按平均供電煤耗321g/kWh計算，可減少標煤耗量1204噸。

“項目投運4年來(lái)運行平穩，生產(chǎn)技術(shù)指標優(yōu)于設計標準。因項目所在蘇州工業(yè)園區供熱需求和夏季制冷需求大、時(shí)間長(cháng)，項目通過(guò)冷熱電三聯(lián)供方式實(shí)現能源的梯級利用，用戶(hù)可根據自己所需向電網(wǎng)輸電和購電，既降低了生產(chǎn)成本，又實(shí)現了資源利用的最大化。”張建偉說(shuō)。

目前，金雞湖分布式能源機組與蘇州藍天熱電的藍天燃機廠(chǎng)、北部燃機廠(chǎng)共同承擔著(zhù)蘇州工業(yè)園區近80%的熱力和40%的電力，為地區經(jīng)濟發(fā)展和電網(wǎng)安全穩定運行做出貢獻。

迎合國內需求

自主研發(fā)MW級燃機彰顯里程碑意義

“對分布式供能系統發(fā)展而言，其應用場(chǎng)景必須要有穩定的熱負荷。”中科院上海高級研究院副院長(cháng)黃光偉指出，結合我國天然氣行業(yè)發(fā)展現狀、供熱經(jīng)濟范圍，以及城市基礎設施情況，從項目實(shí)施便利性和經(jīng)濟可行的角度看，我國熱需求增量市場(chǎng)主要是面積在萬(wàn)平方米級的大型場(chǎng)館、社區和機場(chǎng)、醫療等工業(yè)與民用設施，“因此分布式系統的電功率范圍將在MW級，這也正是目前在建和籌劃建設的現實(shí)需求。”

目前國內常用的MW級燃氣機組主要為內燃機機組和航空發(fā)動(dòng)機改裝的燃氣輪機機組，其中內燃機由于容量限制和空氣污染問(wèn)題，不適合在分布式能源項目推廣。航改機則存在壽命低，維護成本高的問(wèn)題。

“作為我國首臺自主研發(fā)、自主制造的微型燃機，中科院上第高研院的ZK1200燃機完全符合國家《關(guān)于發(fā)展分布式能源指導意見(jiàn)》中分布式能源裝備制造業(yè)發(fā)展的方向。”黃光偉說(shuō)。

在黃光偉看來(lái)，對燃氣輪機而言，分布式供能系統不是單純發(fā)電，而是熱電冷三聯(lián)供，ZK1200并沒(méi)有盲目追求高參數，而是采用逐步改進(jìn)，穩扎穩打的思路，盡管簡(jiǎn)單循環(huán)效率低，但是污染物排放低，余熱大，因此特別適用于工業(yè)園區以及下游對蒸汽品質(zhì)有要求的企業(yè)。

“金雞湖分布式能源項目的成功運營(yíng)驗證了ZK1200燃機對于推動(dòng)國內天然氣分布式能源行業(yè)的發(fā)展具有里程碑意義。

不僅對打破歐美日技術(shù)壟斷、降低燃氣分布式能源項目建設與運營(yíng)成本起到極大推動(dòng)作用，還將積極地推進(jìn)小型燃氣輪機的國產(chǎn)化進(jìn)程。”黃光偉如是評價(jià)。

據介紹，在金雞湖分布式能源項目ZK1200型燃氣輪機組基礎之上，研發(fā)團隊又進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了二代燃機——ZK2000型燃氣輪機，發(fā)電效率比一代機組提升10.2%，氮氧化物排放降低20mg/Nm。

目前，Zk2000已在“上?？萍即髮W(xué)分布式能源中心改進(jìn)型燃氣輪機發(fā)電機組示范項目”和“上海浦東前灘天然氣分布式能源中心燃氣輪機發(fā)電機組示范項目”試驗應用。其中，上?？萍即髮W(xué)試驗項目于2019年7月率先完成72+24h滿(mǎn)負荷連續運轉測試，各項參數均達設計值。

“ZK2000系列燃氣輪機產(chǎn)品現已進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。”黃光偉說(shuō)。

以天然氣為基礎，

打造多能互補集成優(yōu)化示范工程

天然氣分布式能源技術(shù)作為未來(lái)世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向，具有能源利用效率高，環(huán)境負面影響小，提高能源供應可靠性和經(jīng)濟性的特點(diǎn)。

隨著(zhù)天然氣價(jià)格改革的持續推進(jìn)、并網(wǎng)條件的逐步放寬，天然氣分布式能源有望得到提速發(fā)展。

特別是天然氣與可再生能源耦合的分布式能源系統，不僅可以彌補可再生能源本身靈活性差、能量密度低的缺點(diǎn)，促進(jìn)可再生能源消納，還可以實(shí)現系統綜合效率高、排放低、投資運行成本又可控。

調研中了解到，作為綜合能源供給系統，金雞湖分布式能源項目在既有項目基礎上，又因地制宜與風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源開(kāi)展了協(xié)同開(kāi)發(fā)利用，通過(guò)熱電冷三聯(lián)供、智能微網(wǎng)、儲能、LED綠色照明及變頻節能等技術(shù)，進(jìn)一步構建了綠能、微能、節能、多能、創(chuàng )能、儲能“六位一體”的分布式能源網(wǎng)，通過(guò)供需互動(dòng)、有序配置、節約高效的智能用能方式實(shí)現了項目的能效最大化，并打造成為多能互補集成優(yōu)化示范工程。

“建立多能互補的分布式能源項目不僅能夠滿(mǎn)足日益上漲的用戶(hù)需求量，還能起到很好的示范作用，推動(dòng)能源結構的優(yōu)化以及多能源行業(yè)的發(fā)展。實(shí)踐證明，金雞湖項目通過(guò)冷熱電三聯(lián)供、一系列多能互補集成優(yōu)化后，目前的能源一次利用效率較之前可增加十個(gè)百分點(diǎn)。”張建偉說(shuō)。

原標題:蘇州藍天熱電中科院金雞湖分布式能源項目投運四年屢獲殊榮：解密首個(gè)多能互補國產(chǎn)化分布式能源“樣本”項目(城市清潔高效供能紀實(shí)報道系列五)