趙冉：區域能源發(fā)展方向及主機設備選型

編者按：2020年9月17～18日，以“塑造新模式•激活新動(dòng)能”為主題的“第十六屆中國分布式能源國際論壇暨2020綜合能源展覽會(huì )”在山東濟南召開(kāi)，本次論壇由中國能源網(wǎng)主辦，中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、水發(fā)能源集團有限公司聯(lián)合主辦。會(huì )上，荏原冷熱系統(中國)有限公司銷(xiāo)售總監趙冉發(fā)表了“區域能源發(fā)展方向及主機設備選型”的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

感謝大家，今天聽(tīng)了很多的報告了，我這是最后一個(gè)了，今天我這最后一個(gè)報告，可能微觀(guān)的東西講的比較多。

首先跟大家再匯報一下荏原的歷史，荏原是成立于1912年，主要最早發(fā)明了全世界第一臺離心式的水泵?，F在有三個(gè)事業(yè)，第一個(gè)風(fēng)水力事業(yè)，還有一個(gè)環(huán)境工程事業(yè)，第三個(gè)是精密電子事業(yè)。

荏原的歷史，是1912年創(chuàng )業(yè)，是發(fā)明了離心泵，1929年發(fā)明了機組，1966年生產(chǎn)了世界首臺吸收式熱泵。1970年開(kāi)始和東京煤氣公司合作開(kāi)發(fā)了全世界最早的直燃機。一個(gè)是吸收式制冷機，還有一個(gè)是離心式冷凍機，其中吸收式制冷機在全世界翻譯成多種文字，應用于大學(xué)的教材。

荏原我們這個(gè)公司現在的產(chǎn)品一個(gè)是吸收劑制冷機組和離心螺桿熱泵機組等等產(chǎn)品。從吸收式制冷機來(lái)說(shuō)從1996年到2012年，一直位于國內的行業(yè)領(lǐng)先地位。

區域能源發(fā)展的主要方向，我們認為是有這么幾個(gè)方式。第一個(gè)現在主流的比較常見(jiàn)的一個(gè)是水/冰蓄冷，第二是地源熱泵，第三分布式能源。研究方向，第一是大溫差設計。第二是變頻技術(shù)應用。第三是自然冷卻。評價(jià)指標，第一，能源利用效率;第二，經(jīng)濟效益;第三，碳減排。

我們開(kāi)始介紹天然氣分布式能源，這是一個(gè)典型的系統圖。中間這部分是一個(gè)內燃機，后面這部分是一個(gè)煙氣熱水型的，給內燃機配套的消化冷機組，右側這是一臺離心式機組?，F在因為能源狀況不同，它的運行的時(shí)間段也不同，往往它應該做成一個(gè)耦合的系統。

那么對于天然氣分布式能源的選型，下面著(zhù)重談一下。

從選型上來(lái)說(shuō)，整個(gè)大的系統，我們通常的做法跟國外的情況是不一樣的，我們現在大部分都是有兩種方式，第一種方式是以冷熱定電的方式，無(wú)論是燃氣內燃機還是燃氣輪機，冷發(fā)的時(shí)候效率最高，我們希望它滿(mǎn)發(fā)滿(mǎn)用得到最好的效率。第二種方式是數據中心的方式，這個(gè)我待會(huì )兒再說(shuō)。

你這個(gè)天然氣一般的項目來(lái)講，我剛才講冷熱定電，怎么定法呢?基本上按照整個(gè)冷負荷的33%來(lái)定，天然氣分布式能源一般來(lái)講是20到30這個(gè)范圍，來(lái)保證它的滿(mǎn)發(fā)滿(mǎn)用，這個(gè)系統能夠長(cháng)期高效的運行。

對于荏原來(lái)講，我們參加了國家標準院幾個(gè)標準的起草。第一個(gè)是分布式能源的熱電技術(shù)條件，制冷和供熱單元。第二個(gè)是國家標準院分布式源統節能率的計算。第三個(gè)，現在已經(jīng)標完了，國家標準院在今年1月份已經(jīng)過(guò)會(huì )了，通過(guò)馬上就看到了。

天然氣的情況，基本上我們常規做法是一個(gè)8600大卡，天然氣能出4千瓦的電，然后還能出4千瓦的冷，都是每小時(shí)的計算單位，這里頭有幾個(gè)問(wèn)題跟大家也在著(zhù)重講一下。一個(gè)是微燃機的應用，針對這種設計來(lái)講是沒(méi)法實(shí)現了，這個(gè)就是說(shuō)我們一般來(lái)講，溫度降到170度，這個(gè)系統來(lái)講，對天然氣分布式能源來(lái)講是很決定性的，按照國家標準院的標準來(lái)說(shuō)，我們應該達到制冷120度的排煙排放溫度。170度再往下降都存在這個(gè)問(wèn)題，可以自己生成一部分熱水，然后再加一個(gè)熱水發(fā)生器，這樣能夠擴大整個(gè)系統的制冷量，同時(shí)能把這個(gè)煙氣的溫度也能降到120度。如果是溴化鋰機組的排煙溫度越高，那么說(shuō)明它的制冷量越小，或者說(shuō)它制冷機的CUP值越低，那么應該它的設備的造價(jià)也應該越便宜。但是過(guò)去來(lái)講，我們做過(guò)160度排煙，也有180度排煙，這種項目也都做過(guò)?，F在目前從發(fā)改委來(lái)講和能源局來(lái)講，或者國家標準院來(lái)講，已經(jīng)明確了120度的選型。

燃氣輪機的配套有這么幾個(gè)問(wèn)題跟大家匯報一下。第一個(gè)考慮余熱條件，發(fā)電機機組的品牌不一樣，雖然可能都是兩兆瓦的機組，溫度都不一樣，可能同樣一個(gè)型號，在北京和上海用也不一樣，所以它所有的數都是變動(dòng)的，都是一個(gè)線(xiàn)性的。第二個(gè)問(wèn)題，煙氣的條件，煙氣的進(jìn)出口溫度，還有最后的排氣壓力，煙氣成分和密度不一樣。第三個(gè)是缸套水的條件，右邊這張圖，我們現在應對于不同的溫差有兩種選型的方式。第一種就是用普通的直燃機來(lái)做的煙氣熱水機，加了一個(gè)熱水發(fā)生器來(lái)實(shí)現的，比如缸套水的溫度比較大，或者溫度比較低的情況，有一種用熱水型的機組基本本體做的煙氣熱水機。

第二個(gè)問(wèn)題，用戶(hù)的需求側。第一個(gè)就是要考慮機組的形式，你是用煙氣熱水型的，當然了你供熱的溫度和你衛生熱水的溫度這又是一個(gè)很大的變數，對于機組的成本和能效來(lái)講，起了很大的一個(gè)決定性作用。

第三個(gè)制冷的要求，冷水和冷卻水的溫度。

第四個(gè)采暖的要求，進(jìn)出口的溫度，缸套水是否提供隔離板換。再一個(gè)方面是具體的配置要求，是否考慮防爆。前五年推出去很多的項目我們天然氣分布式能源對于機組的招標過(guò)程當中，往往的設計要求是防爆的，我個(gè)人來(lái)講是非常反對這種做法的。因為從建設部規范來(lái)講，無(wú)論是鍋爐房還是我們的直燃機房，還是我們冷機的機房都不存在防爆的要求，比如鍋爐也好，直燃機也好，都沒(méi)有要求做防爆，為什么這種系統非要做防爆呢，你做了防爆以后得花了好多錢(qián)，影響了系統效率。

第二個(gè)問(wèn)題，就是煙房的調節方式，根據不同的項目有不同的應用。有的項目比如4兆瓦級的，我們建議還是考慮到安裝的問(wèn)題，這些方便性還是采用兩個(gè)兩通的方式比較好，當然了一個(gè)三通閥也是可以的。

再一個(gè)，你機組的采暖流程，熱水要求多少度，我們這個(gè)是可以達到90度的供熱。再還有一個(gè)設計，有些項目，你比如說(shuō)我們在上海華能提供的煙氣熱水器是配套卡特彼勒的燃機。

對于分布式能源溴化鋰的機組其他配套，可能機房里還有天然氣的直燃機，剛才華電的領(lǐng)導業(yè)介紹了他們北京的華電科技園的項目，這項目我也去過(guò)好多次，采用這種方式。還有蒸汽的，比如說(shuō)我用余熱鍋爐再做成蒸汽。比如說(shuō)250度以上，原則來(lái)講我們認為是可行，250度以下就建議還是采用余熱鍋爐的方式。

可以單一的熱源或者多種能源同時(shí)耦合的組成驅動(dòng)，最低可以指出5度的冷水。

這里面提出幾個(gè)問(wèn)題可以思考一下，第一，設備選型，水泵變頻。設計的時(shí)候保證發(fā)電機組滿(mǎn)負荷運行，對應的機組也是滿(mǎn)負荷運行。在這種滿(mǎn)負荷工作的時(shí)候，你這個(gè)配套的水泵是否必要?我個(gè)人感覺(jué)，從二次泵來(lái)講，考慮變頻是必要的，是科學(xué)的，但是冷泵搞科學(xué)的話(huà)是否合適，在不同的項目上是不一樣的，大多數項目對于冷機的能效來(lái)講沒(méi)有好處，一般來(lái)講，冷卻水溫度降低一度，那么冷凍及的效率可以提高3%，基本上來(lái)講暖通專(zhuān)業(yè)我們是這么算這個(gè)帳的。

第二個(gè)問(wèn)題，煙氣熱水型溴化鋰機組補燃?制取衛生熱水?溴化鋰機組補燃設計建議充分考慮現場(chǎng)條件，確定補燃必要性，不建議采用煙氣熱水及從本體上制取衛生熱水。

第三個(gè)問(wèn)題，溴化鋰機組與調峰電制冷機組共用冷卻塔。共用冷卻塔主要應考慮溴化鋰機組停機時(shí)稀釋期間冷卻運營(yíng)情況，可考慮部分冷卻。

第四個(gè)問(wèn)題：排煙深度利用。

對于目前國內的空調能耗來(lái)講，在北京上海這種大型建筑來(lái)講，如果從公共建筑節能標準來(lái)講，甲級寫(xiě)字樓可能占的能耗，中央空調占47%，酒店占59%，商場(chǎng)占50%，目前來(lái)講是這樣一個(gè)情況。根據現在大家有一個(gè)概念，在高效機房這個(gè)概念，廣東現在實(shí)踐的比較多，也做了很多項目，對于系統的CUP值，現在大家普遍暖通的專(zhuān)業(yè)來(lái)講，我們都比較關(guān)注這件事兒。從現在來(lái)講，大部分我們的系統CPU值3.5，3.2，2.9達到4.4，5.0，新加坡給的標準是7.0到5.9以上，新加坡的立法容量不能低于1.17。在這里頭應對于能效的產(chǎn)品，實(shí)際上來(lái)講我認為從節能型來(lái)講，肯定不是一個(gè)好的選擇，因為它是一個(gè)利用余熱的設備。從能效來(lái)講，當然首選還是壓縮式的，還是離心式的機組。我們應對這個(gè)產(chǎn)品，在國內市場(chǎng)現在主推有兩款產(chǎn)品，第二個(gè)是BF變頻的高效離心機，這個(gè)是國標規劃可以做到7.25。首先看這個(gè)機組，是可以從負10度一直到65度的供熱溫度，可以應對于通常的我們的熱泵，我們的蓄冰工況，RTBF，這個(gè)重點(diǎn)打的是我們小冷量的機組。

還有一款能到98度的高溫熱泵。

機組的選型，因為時(shí)間關(guān)系我就不太強調說(shuō)了，從你的一般離心機來(lái)講，看你的容器的換熱面積。

我們還要選足夠大的冷卻塔，越小應該是對冷機的能效提升是最有用的。

這個(gè)就是說(shuō)所謂的一體化機房，包括高溫出水，低的冷卻水溫度，以及我們用110度的彎頭。這個(gè)是一體化機房的圖片，這個(gè)是免安裝的，最近剛剛在深圳燃氣，主調試的項目。

這個(gè)水泵的選型也是這樣，采用泵組能夠一一調節，一一對應。

自控現在發(fā)展的比較快，包括現在云的方法，帶記憶，能夠學(xué)習的自控，現在的應用都是在一個(gè)比較廣泛的水平上了，對于數據的統計都有很好的作用。

最后講幾個(gè)用戶(hù)，一個(gè)是東京的晴空塔。另外一個(gè)分布式能源天然氣來(lái)講，可能?chē)鴥却蠹叶贾蓝灸?，采用我們的荏?500組6臺，這個(gè)是北京大興國際機場(chǎng)，由我們生產(chǎn)的熱泵，共52度的熱泵，高壓變頻的。

上海浦東機場(chǎng)，這個(gè)是前年的項目，12臺2000噸的機組。

還有一個(gè)是配套的燃氣輪機加余熱鍋爐的，單機是1000萬(wàn)大卡的。聯(lián)通的德清，4.3兆瓦的內燃機配套的我們9臺，溴化鋰機組。其他的數據中心還有環(huán)川的等等。世博片區也是了5年的項目。廣州萬(wàn)博剛才給華電的領(lǐng)導也說(shuō)了，我們是配套了8.8兆瓦的單機。

分布式能源天然氣這塊我們有65個(gè)業(yè)績(jì)，也歡迎大家有什么問(wèn)題跟我們多交流，多反饋，謝謝。