燃气分布式能源站供蒸汽效益分析

摘 要：冷、热、电三联供的燃气分布式能源，是我国相关政策大力鼓励的一种能源利用方式。本文将对利用燃气分布式能源站供电、供蒸汽的经济性进行测算，对效益进行分析。

关键词：燃气分布式能源站；经济性测算；效益分析

燃气分布式能源站主要是指燃气冷、热、电三联供，以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机等燃气发电设备运行，产生的电力满足用户的电力需求，系统排出的废热通过余热锅炉或者溴化锂制冷机等余热回收利用设备向用户供热、供冷。

一、燃气分布式能源站的特点

燃气分布式能源站通过对一次能源的多级利用，能源总利用效率可大大提高，其主要有以下特点：高效性：根据“温度对口、品质对应、梯级利用”的理念，提高能源综合利用效率，使能源利用效率可达到75%以上，远大于常规燃煤发电系统的35%，可以节省大量一次能源。环保性：对清洁能源进行高效利用，可有效降低粉尘排放、碳排放、硫化物及NOx排放。安全性：分布式能源在美国、欧洲、日本应用广泛，系统技术成熟，相关设备运行可靠。

二、燃气分布式能源站政策

为大力推进燃气分布式能源站在国内的发展，近些年国家也配套出台了一系列政策。2012年10月24日，国务院讨论并通过《能源发展“十二五”规划》和《中国能源政策（2012）》白皮书。文件要求：“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，以及10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。天然气利用政策2012（国发改委员第15号令）明确：天然气分布式能源项目（综合能源利用效率70%）以上为优先类城市燃气用户，应确保天然气供应。2013年8月13日，国家发改委印发了《分布式发电管理暂行办法》鼓励企业、专业化能源服务公司和包括个人在内的各类电力用户投资建设并经营分布式发电项目。能源发展“十二五”规划、“十三五”规划中，对燃气分布式能源站的发展都有详细规划。

三、燃气分布式能源站方案介绍

（一）整体方案

某制药厂总电力需求为8900KW，蒸汽需求为19t/h，拟采用燃气分布式能源站为药厂供蒸汽、供电，作为电网供电的补充。为提高制药厂的能源利用效率，同时保证制药厂的用电安全，分布式能源站采用以热定电的方式配置，满足制药厂热、电需求，即分布式能源站安装一台燃气轮机，机组ISO功况下功率为9500KW，在现场条件下，出力8600KW，燃气热耗率11.6MJ/kWh，满载发电效率为31%。通过燃气轮机（燃料为天然气）发电为制药厂提供8600KW电能，由市电作为补充及后备电源。同时配置一台25t/h的余热锅炉，燃气轮机发电以后产生的高温烟气（143.4t/h，468℃），引入补燃余热锅炉，产蒸汽21.2t/h。

发电机组采用10KV高压燃气发电机组，在制药厂10KV段并网，并以“并网不上网”的模式向制药厂供电，同时，余热锅炉产生的蒸汽直接向厂区供热。

（二）运行方式

根据项目现场的电价情况，建议在电价峰平段运行分布式能源站以获得较高的售电价格。即每天的08：00到24：00.每天运行16小时，每年按330天计算，年运行时间为5280小时，运行方式为：每天08：00——24：00，分布式能源站供电，供蒸汽，市电提供备用及补充，年运行5280小时；每天00：00——08：00，分布式能源站停运，全部由市电供电、供冷，其他方式供热，也可以单独运行分布式能源站的余热锅炉，通过管道补燃器供蒸汽。

（三）投资测算

按照设备选型及系统配置，系统总投资为6000万元。其中：燃气轮机发电机组1台，投资4900万元；补燃余热锅炉1台，投资500万元；水处理及并网配电系统1套，含高压开关柜、并网控制、差动、接地电阻柜、直流屏等投资150万元；配套工程1套，投资450万元。

三、经济性测算

燃气分布式能源站每小时耗热量99.8GJ/h，合耗天然气2920m3/h，供电8450kW，供热21.2t/h。每年按照5280运行小时计算，燃气分布式能源站能够提供4462kWh的电力供给，同时提供11.2万吨的蒸汽供应。

若天然气价格为3.5元/m3、蒸汽售价288元/t、電力售价0.9元/kWh（当地大工业峰平电价加权平均值），燃气分布式能源站年度销售收入为8035万元，年度成本及费用为7266万元，年度收益为768万元。根据测算，燃气分布式能源站项目在供汽价格288元/吨、供电价格0.9元的情况下，燃气价格4元/m3为其盈亏平衡点。

四、项目效益分析

综上所述，燃气分布式能源站提供电能、蒸汽联供，具有较好的效益，具体包括：

1.安全效益：通过分布式能源站为制药厂综合提供电能、冷能，可让制药厂避免因电网故障，或电力错峰产生断电损失，本能源站与电网紧密结合，当能源站停机维护时，由电网供电满足制药厂的电需求和冷需求。制药厂建设分布式能源站，等于在电网供电的基础上，多加了一路供电保障，可有效提高供电安全。

2.经济效益：分布式能源站装机9500KW，现场实际供电8450KW，配置25t/h补燃余热锅炉，简单计算，年收益为768万元。

3.本项目以清洁能源天然气为燃料，通过冷电联供方式实现能源的梯级利用，并在负荷中心实现能源就地供应，能源利用率70%以上，与传统燃煤电厂相比，项目建成后，每年节能减排效果十分显著。

作者简介：苑琪，广东省电力开发有限公司。

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