松江体育馆(节能方案)

松江体育馆分布式能源

项目方案书

江苏林洋能源股份有限公司

2016年5月17日

目录

一、企业介绍 (3)

二、工程设计计算书 (4)

2.1 设计说明和设计依据 (4)

2.1.1 项目基本情况 (4)

2.1.2 工程设计主要思想 (4)

2.1.3 设计依据 (4)

2.2项目建设的必要性 (5)

2.3项目主要设计原则 (6)

三工程设想 (7)

3.1 总体布置方案 (7)

3.2 机组选型 (7)

3.3机组配备方案 (7)

四经济性分析 (10)

五结论 (11)

一、企业介绍

江苏林洋能源股份有限公司是一家专业从事智能，节能，太阳能光伏等销售和服务的高新技术企业，主要涉及自动化、软件、仪器仪表，LED灯具及太阳能产业等领域。作为智能设备和系统集成的供应商，秉承“以市场为基础、以技术为生命、以管理为灵魂”的企业理念，为客户提供专业真诚的服务。

南京林洋是江苏林洋集团为提高整个集团在电力市场的竞争力而斥资组建的企业之一。自创立以来一直锐意创新，自行开发研制了配变监测终端、电力负荷管理终端、配变监测系统、负荷管理系统、线损分析系统、集中抄表系统等终端与系统产品，其中多项产品获得专利并通过有关部门的的技术鉴定，被认定为综合技术性能居国内领先水平。自产品投放市场以来，在质量、技术、可靠性、安全性和服务方面均满足了各方需求并受到了广泛好评。

当今社会，能源紧张的状况日益突出，节能问题已经明确列入中国国民经济和社会发展十二五规划之中，以促进经济和社会的可持续性发展。而利用相变材料来实现能量的储存和利用，既解决了能量在供需时间上的矛盾，又解决了能量在供需空间上的不匹配问题，能有效提高能源利用效率，达到节能减排的目的。相变技术在太阳能利用、电力调峰、废热余热回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调节能等领域具有广泛的应用前景，最近几年已成为国际研究热点。

目前，公司已在上海成立了节能事业管理部门，进行LED照明、空调改造、余热余压回收等节能改造项目的建设实施，利用林洋能效管理云平台提供节能分析，诊断，咨询服务，以及提碳资产管理服务等。

二、工程设计计算书

2.1设计说明和设计依据

2.1.1 项目基本情况

本项目位于上海松江新城区西北角的松江大学城，占地约8000亩。是现为止中国规模较大的大学园区。松江大学城内含上海外国语大学、上海对外经贸大学、上海立信会计学院、东华大学、上海工程技术大学、华东政法大学、上海视觉艺术学院七所学校。松江大学城拥有3台2007年制造的法罗力燃气热水锅炉，其额定功率为1400KW，额定工作压力为0.7Mpa。所需热水温度为40℃，供暖气和人员洗澡使用。在冬季耗气量为最大，锅炉水采用循环水使用，锅炉水泵共4台，三用一备。泵的流量为60m3/h，扬程是28m，功率为11KW转速为1450r/min；另馆内有4台大型中央空调，每台500KW，不常开，但维护费很贵；两台制冰设备，1用1备，设备为200KW，制冰设备在白天时两台压缩机全开，而在夜间时，只需开一台，此制冰设备耗电量最大，维护费也十分高。

2.1.2 工程设计主要思想

由于该体育馆，冰壶馆等耗电量大，同时燃烧天然气费用较高。特别是冬季时天然气使用量最多，通过节能改造使其达到节能效果，目前欲使用分布式热电冷三联供以满足该体育馆热水需求和电力需求，以此将具有较大的经济效益和社会效益。

2.1.3 设计依据

本技术方案编制的主要依据（依据的规范标准不限于此）如下：

项目招标文件；

国家发改委、财政部、住建部、国家能源局等四部委《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号）；

《分布式供能系统工程技术规程》（DGTJ08-2008）；

《燃气冷热电三联供工程技术规程》（CJJ145-2010）；

《燃气─蒸汽联合循环电厂设计规定》（DL/T 5174-2003）；

《锅炉房设计规范》GB50041

《建筑设计防火规范》GB50016

《建筑灭火器配置设计规范》GB50140

《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058

《城镇燃气设计规范》GB50028

《火灾自动报警系统设计规范》GB50116

《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084

《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229

《气体灭火系统设计规范》GB50370

《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019

《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》DL-T 5035

《全国民用建筑工程设计技术措施，暖通空调·动力》

《地下工程防水技术规范》GB50108

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120

《混凝土结构设计规范》GB50010

《建筑地基基础设计规范》GB50007

《建筑桩基技术规范》JGJ94

《建筑抗震设计规范》GB50011

《建筑结构荷载规范》GB50009

《动力机器基础设计规范》GB50040

同时执行国家、地方和行业的有关法律、法规、条例以及规程和规范。

2.2项目建设的必要性

该项目对能源的需求量较大，并且对能源供应的稳定性有一定的要求。分布式能源系统具有环保、高效的特点，非常适合于该项目的应用。科学的、有针对性的建设天然气分布式能源中心项目，可满足用户对热、电负荷的需求，使得清洁能源和绿色建筑得到良好融合，不但有利于能源的综合利用，更能加快实现“国际性、低碳、环保”的建设进程。

1）建设该项目具有显著的节能减排和环保效益。

以天然气为燃料的分布式供能系统，实行热电冷三联产，其能源综合效率可达70%-90%，能大幅度提高能源转换效率和减少能源输送损失；天然气作为一种清洁能源，在燃烧过程中几乎没有烟尘、二氧化硫等排放，氮氧化物排放量也大大低于煤炭。在热、电需求相对集中区域建立一定规模的能源中心，不仅可以实现近距离有效直供，而且可减少电网降压损失，

减少分散供能的污染物排放，提高能源利用率，改善区域环境。因此，根据该项目的热、电负荷容量及特点，建设分布式能源中心，满足热、电负荷的需求，具有较好的环保节能效益。

2）建设该项目能增加用能安全可靠性。

项目的安全和可靠性非常重要，一旦出现故障，可能对于社会生活和经济运转带来巨大损失，因此能源供应的可靠性非常重要。目前电力供应以市电为主，严重依赖电网，但是大电网有脆弱的一面，国内外大面积的故障断电时有发生，用能安全性可靠性受到电网的制约。

分布式能源热电联供系统以天然气为主要燃料，在用户侧安装发电机组发电，并通过余热回收设备回收发电所产生的烟气，获得热水或者蒸汽向用户供热，不仅清洁高效，而且作为一种独立式电源可以摆脱对电网的依赖，提高用能的可靠性。

拟建能源中心考虑实现热、电联供，使得清洁能源和绿色建筑得到良好融合，不但有利于该项目的能源综合利用水平，这对开发建设，创新体制机制、合理利用资源、发展生态经济有着积极意义，也有助于推动工业文明向生态文明迈进，为转变发展方式、实现科学发展提供示范。因此，分布式能源中心工程建设对改善地区生态环境、发展低碳经济具有重大意义。

2.3项目主要设计原则

2.3.1 设计指导思想

1）严格贯彻执行国家与行业的法律、法规、政策和标准，选择优良的技术方案和确定合理的工程造价。

2）正确处理国家与地方、主体设施与辅助设施的关系，努力提高本期工程项目的社会效益和经济效益。

3）贯彻节约用地、节约用水以及节约能源的原则。

4）认真执行环境保护政策。

5）对机组选型进行优化比较，选用符合我国国情的技术先进、性能可靠、价格合理的设备。

6）对厂房布置和地基处理等，应紧密结合本工程特点，进行方案优化。

2.3.2 主要设计原则

1）根据“以热定电”原则，机组按热电联产设计，年利用小时数按7500小时计算；

3）机组接入按照“并网运行余电上网”原则设计，最终的接入方案需通过当地电力公司审查确定其接入系统方式，因此该项目最终接线方式和运行形式需根据接入系统方案的审查意见确定；

4）为减少对环境的污染，燃料采用清洁的天然气；

5）机组配置要具有综合能源利用率高，技术可靠的特点；

6）根据建设需求和外部条件，分布式能源机组利用天然气发电并同时回收发电机的余热，满足蒸汽和部分电力用能需求。

6）根据加工区现状，设置燃气接收站、处理设施和增压站等，调节供气压力，满足燃机的进气要求，保障燃料持续稳定供应。

三工程设想

3.1 总体布置方案

松江大学城体育中心分布式能源项目采用地上布置，燃机在一主厂房内，余热锅炉天然气接收和处理站远离主厂房，热电联供系统布置在简易厂房内，总控制室安装马达控制中心、DCS 和燃机远程监控设备。

3.2 机组选型

国外大型公司在燃气轮机天然气燃烧方面积累了丰富的经验，数家制造商的产品在NO x 等有害气体排放方面所采取的措施和取得的成效，使燃气轮机成为大气污染物排放最少，环保设备投资最低的一种重型发电设备。另外，燃气轮机能源站以其占地小、建设速度快、运行启动时间短、负荷调节迅速、燃烧清洁等突出优点，愈来愈成为调峰电站、热能源站乃至基荷能源站的首选机组。

燃气轮机简单循环效率不高，所以必需充分综合利用其排气热量才能有较好经济性。采用燃气热电联产机组是当今综合效率较高的一种分布式能源生产方式。根据所选燃气轮机的特点，选择合理、技术可靠、成熟的余热利用方式，匹配最合理型式的余热锅炉，充分利用燃气轮机排烟热量作为热源，驱动余热锅炉向加工区提供稳定的工业蒸汽。

3.3机组配备方案

分布式能源站规模应与生产及工艺所需电力、热、冷等能源需要相匹配。本方案根据用户的实际负荷需求，采用满足锅炉热量需求的“以热定电”设计原则，保证用户端日常生产的安全性、稳定性、经济性。

其2015年天然气能耗情况与燃气费用如下表所示：

天然气用量情况（Nm3)

月份月耗量日耗量时耗量

1 52937.7 1764.59 147.0491667

2 0 0 0

3 58019.22 1933.97

4 161.1645

4 29652 988.4 82.36666667

5 1425

6 475.2 39.6

6 12571 419.0333333 34.91944444

7 9840 328 27.33333333

8 7356 245.2 20.43333333

9 5870 195.6666667 16.30555556

10 16657.4 555.2466667 46.27055556

11 68192.63 2273.087667 189.4239722

12 65737.52 2191.250667 182.6042222

注：天然气主要用于燃气锅炉，按每天12

小时计算

锅炉用燃气产生的热量表

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10

月

11

月

12

月

平均

值

锅炉情况每小时天

然气总供

给热量

(kJ*106)

5.23 0 5.7 2.9 1.4 1.24 1 0.7 0.58 1.6

6.7 6.5 2.81

锅炉按

0.95的效

率计算热

量

(kJ*106)

4.97 0

5.45 2.8 1.34 1.18 0.9 0.69 0.55 1.56

6.4 6.17 2.67

从而可选用燃气机组型号如下：

燃气机组参数

额定功率（kw)

625

热功率（kw)

731 每小时产生2631600kJ 的热量 燃料耗量（Nm 3

) 165 燃气热值为9.5KWh 每标准方

使用燃气机组得有的热量进行余热回收基本能满足整个体育场的热水需求，可以使用燃气轮机所发的电来供应整个体育馆的电量使用。

其2015年制冰机能耗情况与空调照明能耗情况如下表所示：

制冰机耗电情况（kwh) 空调照明用电情况(kwh)

月份 月耗电量 时耗电量 月份 月耗电量 时耗电量 1 174450 242.2917 1 185820 387.125 2 107550 149.375 2 149130 310.6875 3 137010 190.2917 3 168660 351.375 4 189630 263.375 4 207990 433.3125 5 205080 284.8333 5 186960 389.5 6 264540 367.4167 6 281220 585.875 7 275019.17 381.9711 7 309190 644.145833 8 314702.26 437.0865 8 287797.3 599.577708 9 175544.16 243.8113 9 149324.79 311.093313 10 155468.13 215.928 10 215800.21 449.583771 11 175544.16 243.8113 11 149324.79 311.093313 12 169918.96 235.9986

12 203592.44 424.150917

注：按每天用电24小时计算

注：按每天用电16小时计算

由以上两列总时耗电量所得平均耗电量为704.5KWh 。

100000

2000003000004000005000006000007000001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月

2015年用电能耗表

用电量

四经济性分析

边界条件：燃机机组全年运行时间7500小时/年，天然气价格为3.4元/Nm3，电价为0.9元/kWh。

分布式方案燃料支出电费及蒸汽费收入

耗气量（3.4元/标方）

发电量

（0.9元/度）

产热水

(t)

燃气轮机165 Nm3/h625 kWh/h

余热锅炉//18t/h

费用(每年)165*7500*3.4

=420.75万元

625*7500*0.93

=435.9万元

总投资（包括天然气增压过滤系统、燃气发电机组、余热锅炉、DCS、NCS、CCTV、升压站、主变、厂变、消防系统等主要设备及厂内蒸汽给水管道、加工区内蒸汽管网设计、土建和安装费用）

分布式政府补贴若有

静态回收期年

注：该经济性分析暂未考虑人工成本和耗水量，系统用电率记为3%。

改造项目对比项改造前改造后

松江体育馆锅炉和制冰机和中央空调天然气年使用量341089.47立方1237500立方年用电量4839266.36kW 151766.36kW 年能耗费用577.9万元434.4万元

年总节约费用143.5万元

总投资成本685万元

回收期 4.8年

注：原有设备的每年维护费用未计算在内，实际年节约费用将大于143.5万元。

五结论

分布式能源系统具有以下优点：

1）具有良好的经济效益：

分布式能源系统实现了余热梯级利用

2）清洁环保

与传统的燃煤相比，分布式能源系统节能减排，燃烧天然气可减少SO2排放量近100%，减少NOx排放量约55%，减少粉尘近100%，社会环境效益显著。

3）节能减排，响应政策

由于本分布式能源系统的节能环保等优势，国家对发展分布式能源和热电联产十分重视，积极响应政府号召。

4）供能可靠性及安全性高

分布式能源系统为工厂增加一路电源供应，同时具有备用电源功能，可在市电出现故障时，发电机组单独给关键负载供电，减少对电网的依赖，提供工厂供电及供能安全性。

综上所述，分布式能源系统应用于松江大学城体育馆，具有良好的经济效益和环保效益。体现了绿色环保的理念，兼顾了能源供应系统的先进性、可靠性和安全性，社会效益和经济效益均较强，建议采用。