趙冉：區(qū)域能源發(fā)展方向及主機設(shè)備選型

編者按：2020年9月17～18日，以“塑造新模式•激活新動能”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”在山東濟南召開，本次論壇由中國能源網(wǎng)主辦，中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、水發(fā)能源集團有限公司聯(lián)合主辦。會上，荏原冷熱系統(tǒng)(中國)有限公司銷售總監(jiān)趙冉發(fā)表了“區(qū)域能源發(fā)展方向及主機設(shè)備選型”的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實錄進行整理。

感謝大家，今天聽了很多的報告了，我這是最后一個了，今天我這最后一個報告，可能微觀的東西講的比較多。

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。現(xiàn)在有三個事業(yè)，第一個風水力事業(yè)，還有一個環(huán)境工程事業(yè)，第三個是精密電子事業(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年開始和東京煤氣公司合作開發(fā)了全世界最早的直燃機。一個是吸收式制冷機，還有一個是離心式冷凍機，其中吸收式制冷機在全世界翻譯成多種文字，應(yīng)用于大學的教材。

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

區(qū)域能源發(fā)展的主要方向，我們認為是有這么幾個方式。第一個現(xiàn)在主流的比較常見的一個是水/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(shè)計。第二是變頻技術(shù)應(yīng)用。第三是自然冷卻。評價指標，第一，能源利用效率;第二，經(jīng)濟效益;第三，碳減排。

我們開始介紹天然氣分布式能源，這是一個典型的系統(tǒng)圖。中間這部分是一個內(nèi)燃機，后面這部分是一個煙氣熱水型的，給內(nèi)燃機配套的消化冷機組，右側(cè)這是一臺離心式機組?，F(xiàn)在因為能源狀況不同，它的運行的時間段也不同，往往它應(yīng)該做成一個耦合的系統(tǒng)。

那么對于天然氣分布式能源的選型，下面著重談一下。

從選型上來說，整個大的系統(tǒng)，我們通常的做法跟國外的情況是不一樣的，我們現(xiàn)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，無論是燃氣內(nèi)燃機還是燃氣輪機，冷發(fā)的時候效率最高，我們希望它滿發(fā)滿用得到最好的效率。第二種方式是數(shù)據(jù)中心的方式，這個我待會兒再說。

你這個天然氣一般的項目來講，我剛才講冷熱定電，怎么定法呢?基本上按照整個冷負荷的33%來定，天然氣分布式能源一般來講是20到30這個范圍，來保證它的滿發(fā)滿用，這個系統(tǒng)能夠長期高效的運行。

對于荏原來講，我們參加了國家標準院幾個標準的起草。第一個是分布式能源的熱電技術(shù)條件，制冷和供熱單元。第二個是國家標準院分布式源統(tǒng)節(jié)能率的計算。第三個，現(xiàn)在已經(jīng)標完了，國家標準院在今年1月份已經(jīng)過會了，通過馬上就看到了。

天然氣的情況，基本上我們常規(guī)做法是一個8600大卡，天然氣能出4千瓦的電，然后還能出4千瓦的冷，都是每小時的計算單位，這里頭有幾個問題跟大家也在著重講一下。一個是微燃機的應(yīng)用，針對這種設(shè)計來講是沒法實現(xiàn)了，這個就是說我們一般來講，溫度降到170度，這個系統(tǒng)來講，對天然氣分布式能源來講是很決定性的，按照國家標準院的標準來說，我們應(yīng)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問題，可以自己生成一部分熱水，然后再加一個熱水發(fā)生器，這樣能夠擴大整個系統(tǒng)的制冷量，同時能把這個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，那么說明它的制冷量越小，或者說它制冷機的CUP值越低，那么應(yīng)該它的設(shè)備的造價也應(yīng)該越便宜。但是過去來講，我們做過160度排煙，也有180度排煙，這種項目也都做過。現(xiàn)在目前從發(fā)改委來講和能源局來講，或者國家標準院來講，已經(jīng)明確了120度的選型。

燃氣輪機的配套有這么幾個問題跟大家匯報一下。第一個考慮余熱條件，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，可能同樣一個型號，在北京和上海用也不一樣，所以它所有的數(shù)都是變動的，都是一個線性的。第二個問題，煙氣的條件，煙氣的進出口溫度，還有最后的排氣壓力，煙氣成分和密度不一樣。第三個是缸套水的條件，右邊這張圖，我們現(xiàn)在應(yīng)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做的煙氣熱水機，加了一個熱水發(fā)生器來實現(xiàn)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。

第二個問題，用戶的需求側(cè)。第一個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(wèi)生熱水的溫度這又是一個很大的變數(shù)，對于機組的成本和能效來講，起了很大的一個決定性作用。

第三個制冷的要求，冷水和冷卻水的溫度。

第四個采暖的要求，進出口的溫度，缸套水是否提供隔離板換。再一個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程當中，往往的設(shè)計要求是防爆的，我個人來講是非常反對這種做法的。因為從建設(shè)部規(guī)范來講，無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，都沒有要求做防爆，為什么這種系統(tǒng)非要做防爆呢，你做了防爆以后得花了好多錢，影響了系統(tǒng)效率。

第二個問題，就是煙房的調(diào)節(jié)方式，根據(jù)不同的項目有不同的應(yīng)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題，這些方便性還是采用兩個兩通的方式比較好，當然了一個三通閥也是可以的。

再一個，你機組的采暖流程，熱水要求多少度，我們這個是可以達到90度的供熱。再還有一個設(shè)計，有些項目，你比如說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(dǎo)業(yè)介紹了他們北京的華電科技園的項目，這項目我也去過好多次，采用這種方式。還有蒸汽的，比如說我用余熱鍋爐再做成蒸汽。比如說250度以上，原則來講我們認為是可行，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耦合的組成驅(qū)動，最低可以指出5度的冷水。

這里面提出幾個問題可以思考一下，第一，設(shè)備選型，水泵變頻。設(shè)計的時候保證發(fā)電機組滿負荷運行，對應(yīng)的機組也是滿負荷運行。在這種滿負荷工作的時候，你這個配套的水泵是否必要?我個人感覺，從二次泵來講，考慮變頻是必要的，是科學的，但是冷泵搞科學的話是否合適，在不同的項目上是不一樣的，大多數(shù)項目對于冷機的能效來講沒有好處，一般來講，冷卻水溫度降低一度，那么冷凍及的效率可以提高3%，基本上來講暖通專業(yè)我們是這么算這個帳的。

第二個問題，煙氣熱水型溴化鋰機組補燃?制取衛(wèi)生熱水?溴化鋰機組補燃設(shè)計建議充分考慮現(xiàn)場條件，確定補燃必要性，不建議采用煙氣熱水及從本體上制取衛(wèi)生熱水。

第三個問題，溴化鋰機組與調(diào)峰電制冷機組共用冷卻塔。共用冷卻塔主要應(yīng)考慮溴化鋰機組停機時稀釋期間冷卻運營情況，可考慮部分冷卻。

第四個問題：排煙深度利用。

對于目前國內(nèi)的空調(diào)能耗來講，在北京上海這種大型建筑來講，如果從公共建筑節(jié)能標準來講，甲級寫字樓可能占的能耗，中央空調(diào)占47%，酒店占59%，商場占50%，目前來講是這樣一個情況。根據(jù)現(xiàn)在大家有一個概念，在高效機房這個概念，廣東現(xiàn)在實踐的比較多，也做了很多項目，對于系統(tǒng)的CUP值，現(xiàn)在大家普遍暖通的專業(yè)來講，我們都比較關(guān)注這件事兒。從現(xiàn)在來講，大部分我們的系統(tǒng)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(yīng)對于能效的產(chǎn)品，實際上來講我認為從節(jié)能型來講，肯定不是一個好的選擇，因為它是一個利用余熱的設(shè)備。從能效來講，當然首選還是壓縮式的，還是離心式的機組。我們應(yīng)對這個產(chǎn)品，在國內(nèi)市場現(xiàn)在主推有兩款產(chǎn)品，第二個是BF變頻的高效離心機，這個是國標規(guī)劃可以做到7.25。首先看這個機組，是可以從負10度一直到65度的供熱溫度，可以應(yīng)對于通常的我們的熱泵，我們的蓄冰工況，RTBF，這個重點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，因為時間關(guān)系我就不太強調(diào)說了，從你的一般離心機來講，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(yīng)該是對冷機的能效提升是最有用的。

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

這個水泵的選型也是這樣，采用泵組能夠一一調(diào)節(jié)，一一對應(yīng)。

自控現(xiàn)在發(fā)展的比較快，包括現(xiàn)在云的方法，帶記憶，能夠?qū)W習的自控，現(xiàn)在的應(yīng)用都是在一個比較廣泛的水平上了，對于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計都有很好的作用。

最后講幾個用戶，一個是東京的晴空塔。另外一個分布式能源天然氣來講，可能國內(nèi)大家都知道二本木，采用我們的荏原2500組6臺，這個是北京大興國際機場，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，這個是前年的項目，12臺2000噸的機組。

還有一個是配套的燃氣輪機加余熱鍋爐的，單機是1000萬大卡的。聯(lián)通的德清，4.3兆瓦的內(nèi)燃機配套的我們9臺，溴化鋰機組。其他的數(shù)據(jù)中心還有環(huán)川的等等。世博片區(qū)也是了5年的項目。廣州萬博剛才給華電的領(lǐng)導(dǎo)也說了，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個業(yè)績，也歡迎大家有什么問題跟我們多交流，多反饋，謝謝。