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大通燃气三联供方案

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巨人网络数据中心分布式能源

技术方案简介

四川大通睿恒能源有限公司

二〇一七年二月 目录

1. 概述 ....................................................................................................................... 1

2. 电力系统 .............................................................................................................. 1

2.1. 电力系统概况 .......................................................................................... 1

2.2. 电力接入设想 .......................................................................................... 1

3. 电冷负荷 .............................................................................................................. 2

3.1. 基础计算条件 .......................................................................................... 2

3.2. 数据中心用电、用冷需求分析 ......................................................... 3

4. 技术方案 .............................................................................................................. 4

4.1. 装机容量 ................................................................................................... 4

4.2. 方案系统 ................................................................................................... 5

4.3. 能源站建设 ............................................................................................... 5

4.4. 设备选型 ................................................................................................... 6

4.5. 年供能分析 ............................................................................................... 8

4.6. 蓄冷模块 ................................................................................................... 8

4.7. 烟风系统 ................................................................................................... 9

4.8. 通风系统 ................................................................................................... 9

5. 燃料系统 ............................................................................................................ 10

5.1. 主要燃料需要量 ................................................................................... 10

5.2. 主要燃料运输方式 ............................................................................... 10

6. 环境保护 ............................................................................................................ 10

6.1. 污染防治措施 ........................................................................................ 10 6.2. 环境影响评价 ........................................................................................ 12

7. 消防 ..................................................................................................................... 13

7.1. 消防系统 ................................................................................................. 13

8. 定员配置及管理 .............................................................................................. 14

8.1. 组织架构及配置 ................................................................................... 14

8.2. 人员管理 ................................................................................................. 15

9. 项目实施轮廓进度 ......................................................................................... 16

10. 项目合作模式 ............................................................................................... 17

11. 项目收益 ........................................................................................................ 17

11.1. 经济收益 .............................................................................................. 17

11.2. 安全收益 .............................................................................................. 18

11.3. 社会效益 .............................................................................................. 18

数据中心分布式能源初步技术方案

1 1. 概述

巨人网络数据中心位于上海市松江区中凯路东侧广富林路北侧巨人网络园区内，占地面积约15000平米，建筑面积约25000平米，建筑高度约25米，地下一层，地上四层。建筑为两栋连体建筑，一栋为电子游戏竞技馆，另一栋为数据中心。数据中心预计提供3000-3500个机柜的云计算服务能力。

本项目拟建设分布式能源站，为巨人网络数据中心提供冷、电供应服务。云计算中心作为特殊的用能客户，用电量大，冷负荷高，云计算中心的运行和发展对电力的供应和保障能力有严格的要求。项目拟采用燃气分布式冷热电分布式供能系统作为主供能系统，为计算中心提供日常运行所需的绝大部分电力和冷量，以达到节约能源、减少污染物排放的目的。

2. 电力系统

2.1. 电力系统概况

巨人网络数据中心预设置40000KVA的变压器。

2.2. 电力接入设想

本分布式能源项目考虑“自发自用余电上网”的电力接入和运行方式。能源站内设燃气发电机组，发电机出口电压10.5kV，接入数据中心10kV配电母线，与市电并网。

本阶段暂不做这方面详细的接入方案，待项目可行性研究阶段再详细设计，但最终的接入系统方案以电力部门接入系统审查意见为准。 数据中心分布式能源初步技术方案

2 3. 电冷负荷

3.1. 基础计算条件

3.1.1. 室内计算参数

云计算中心IT机房所需具体温、湿度和通风要求如表3-1所示。

表3-1温、湿度和通风参数设定要求

参量

功能 干球温度（℃） 相对湿度（%） 新风量m3/h.p或

新风换气量（次/h）

夏季 冬季 夏季 冬季 40（1次/h）

数据机房 22~24 22~24 40~60 40~60 40（1次/h）

UPS、电池室 20~25 20~25 40~60 40~60 40（1次/h）

变电所、配电间 20~26 20~26 40~65 30~60 40（1次/h）

值班室 24~28 18~22 40~65 30~60 40（1次/h）

注：主机房需维持5~10Pa正压，所有设置气体自动灭火的房间均设事故后排风系统排除灭火后的废气，排风量≥6次/h。

根据《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008，A级机房的技术要求，本项目机房室内空调主要计算参数温度、湿度、新风等如表3-2所示：

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燃气冷热电三联供系统设计研究

燃气冷热电三联供系统设计研究

设学术　…Ｇ…ＵＩ…ＨＵ…Ａ…ＳＨ…Ｅ…Ｊ　融∞㈡　ｉ｛　｝　ｉ蠢　｛　矗㈡；ｉ　０　０∽　８ｈ◇ｉｉ　ｖ　燃气冷热电三联供系统　设计研究　一李发才邵飞明小名　经济社会的飞速发展，给人们的生活水平带来很大提　高的同时也造成了环境的严重恶化，节能、低碳、减排、　环保、绿色成为了当下经济社会发展的最主要问题。为了　在可持续发展的基础上同时实现节能环保，两个行之有效　的方法就是开发新的可再生能源和提高传统化石燃料的利　用率。而在我国的能源消耗中，煤、石油、天然气等燃料　所占的比重是非常大的，所以必须对传统的能源系统进行　优化配置，从而提高燃料的利用率。　在这样的社会背景下，建筑行业的冷热电三联供　（ＣＣＨＰ）技术以其能源利用率高、污染物排放量低等特　点引起了人们越来越多的关注。为了解决这些问题，冷热　电三联供系统已经得到了我国主要城市在政策方面的支　持，并以其能源利用率高、污染物排放量少等优点逐渐地　发展起来。　一、燃气冷热电三联供系统　１．燃气冷热电三联供系统的概述　燃气冷热电三联供系统（ＣＣＨＰ）是在传统的热电联　产的基础上发展而来的，但又完全不同于热电联产，传统　的热电联产是以大型化和集中化的方式，将产生的电力通　过上网输送，为整个大区域中的用户提供电能，同时通过　管道为用户输送电能；而冷热电三联供系统是以机组小型　化和分散化的方式布置在距离用户较近的地方，可以同时　向用户供热、供冷和供电，实现能源梯级利用的一种能源　供应方式，属于新型的分布式能源系统。　燃气冷热电三联供系统的原则是能级对口、梯级利　用，首先是燃气燃烧得到的高品位热量通过燃气轮机发　电，然后利用余热锅炉将燃机中出来的中温烟气进行余热　回收，从而产生高品位的蒸汽，通过蒸汽轮机进行再次的　做功发电，余热锅炉中排放出的烟气可以利用低温余热回　收装置而产生热水，产生的热水就可以提供给用户使用，　其中不足的热负荷可以利用汽轮机抽汽直接给用户提供热　能，或者是驱动溴化锂热泵给用户提供热能。温度高时，　可以利用蒸汽驱动吸收式制冷为用户提供冷量，不足的部　分可以通过电制冷机来满足用户对冷量的需求。通过冷热　电三联供系统这样能源梯级利用的方式，可以有效地提高　—、　９４　ＣＨＩＮＡ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩ

燃气冷热电三联供系统浅析

燃气冷热电三联供系统浅析

燃气冷热电三联供系统浅析

引言

随着全球经济的快速发展与化石能源的短缺，提高能源利用率和保护自然环境问题日益突出。目前我国建筑运行能耗在社会总能耗中约占27%。根据近30年来能源界的研究和实践，普遍认为建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式。天然气三联供系统以其能源利用效率高、节能环保、供电安全等优势逐步应用于建筑供能领域，实现了能源的多次利用和阶梯式供应。与传统集中式供能技术相比，天然气冷热电三联供系统具有诸多优势，主要为小型用户供给能源，其形式安全、可靠

一、燃气冷热电三联供技术产生背景

中国经济建设高速发展的今天，能源短缺及环境污染问题日益突出，开发新能源，调整能源结构，以建设资源节约型和环境友好型社会一直是政府的发展目标。新能源的开发利用需要全面的考虑其经济性、社会性以及生态性，在这种大的形势下，节能减排的分布式能源系统成为我国在能源方面发展的主要对象。

国际上应对气候变化和治理空气污染一直呼声不断，近年美国页岩气的开发利用极大的增加了国际市场天然气的供应，我国自俄罗斯进口来的天然气及自身天然气的发展，使整个能源机构发生了变化，中国计划到2030年非石化资源占一次能源的比重提高到20%左右，燃气热电冷联供技术恰逢其时。天然气分布式能源，又称燃气热电冷联供系统，是一种建立在能源梯级利用概念基础上，将供热（采暖和供热水）、制冷及发电过程一体化的能源综合利用系统，其综合能源利用效率在70%以上，受到许多发达国家的重视并被称为“第二代能源系统”。

二、燃气冷热电联供的优势及应用

燃气冷热电联供作为一种高效清洁的能源利用方式，具有节能、减排、经济、安全、削峰填谷、促进循环经济发展等多种不可替代的优势。

1）提高能源综合利用效率：运用能量梯级利用原理，先發电，再利用余热，体现了由能量的高品位到低品位的科学用能，且使一次能源综合利用效率和效益大幅度提高。 2）降低排放，保护环境：由于采用清洁燃料，大量减少了烟气中温室气体和其它有害成分，一次能源综合利用率的提高和当地的各种可再生能源的利用进一步起到减排效果。

燃气冷热电三联供工程技术规程

燃气冷热电三联供工程技术规程

1 燃气冷热电三联供工程技术规程

6 电力系统

6.1 冷热电三联供电站与电网系统的连接

燃气冷热电三联供是“以热定电”为设计原则,采用“联网不上网”的并网方式。冷热电三联供电站发电量仅占规划电负荷容量的1/3 ~1/2为宜,供电负荷容量不足部分由外网供给。因此，电站的系统联络线采取“逆功率保护”措施和分别计量电量的方式，确保联供电站只受电，不向系统送电的原则。

三联供电站选择在10KV电压系统接入电网，在10KV电网上实现电力平衡，损耗最小，运行最经济。

发电机10KV母线或直配线可直供＜1/2总规划电负荷的容量，其余负荷全部由系统供给。

如果规划负荷容量＞15000千瓦，假设地区10KV供电系统满足不了规划供电负荷需求，则三联供电站需建设110KV/10KV或35KV/10KV降压变电站，发电机仍在10KV系统实现电力平衡。

实际工程中的二个接线实例：

图1 某CHP站电气主接线图 2

图2 某CHP站电气主接线图

由于中、小型热电厂属于分布式电源等级的区网容量,当电厂联网运行后,发电机组将”跟随”区网系统运行,即其电压、频率等主要参数均取决于电力系统，除按区网调度和调峰需要外，不必随时进行调整，从而提高了运行的稳定性。

在联网运行的同时，必须考虑“解列”措施，以保证电力系统或发电机组发生故障时，能将故障限制在最小的范围内。为此，电业部门往往要求把发电机出口断路器或进线断路器作为解列点，以便使电厂不会影响到系统；而用户为了提高规划区域的供电可靠性，往往根据不同的外供电系统考虑适当的联网点〔即解列点〕。

当发电机电压母线上的容量最大的一台发电机停机，或因供热负荷变动限制发电机组出力时，外网容量能满足发电机电压母线上的最大负荷需求。

当CHP站含联网变电站时，电压等级、容量、调节方式需经区网所在地的供电部门认定。

接线方案的选择。

1〕拟定2~3个可行的接线方案，并列出各方案中的主要电气设备进行经济比较，并从供电的可靠性、供电的质量、运行和维护的方便性以及建设速度等方面，进行充分的技术比较，最后确定一个最合理的方案。

三联供系统简介

三联供系统简介

燃气三联供系统简介

燃气冷热电三联供系统（Combined Cooling Heating and Power，简称CCHP）是分布式能源的一种主要形式。以天然气为主要燃料，带动燃气发电机组运行，产生的电力满足用户的电负荷，系统排出的废热通过余热利用设备向用户供热、供冷。

燃气冷热电三联供系统的特点：

（1）能源综合利用率提高

大型天然气发电厂的发电效率一般为35%～55%，如果扣除厂用电和线损率，终端的发电效率只能达到30～47%，而三联供系统的燃气利用效率最高可达到90%左右。

（2）能源供应安全性高

三联供系统一般采取并网方式设计，大电网与三联供发电机组互为备用，因此相当于用户增加了一路常用供电系统，提高了用户供电的可靠性。常规的冷热空调系统一般由电制冷机组加燃气锅炉组成，采用三联供系统后可以使用发电机的余热供热，对用户来说相当增加了一套空调冷热源系统；对于使用电空调的用户相当于将原来的单一用电空调制冷变为可以同时用电和燃气，因此提高了用户的冷热供应可靠性。

（3）有良好的经济性

由于电力供应日趋紧张，各地纷纷把实行峰谷电价政策作为电力需求侧管理的有效手段。以北京为例，北京目前实行的商业峰谷电价政策，平段电价为0.70元/kwh，高峰时间为1.32元/kwh，低谷电价为0.32元/kwh，因此采用传统电制冷除了增加大电网的负担以外，还使用户必须承担高额的运行费用。而采用三联供系统利用发电后余热来供热供冷，整个系统能源效率提高，能源供应成本下降，在能源价格不断增长的形势下更具有良好的经济效益。另外因为免除了电力远距离输配电损失，电力使用效率也增大。

（4）有良好的环保效益 天然气是清洁能源，在其完全燃烧及采取一定的治理措施后，烟气中NOX等有害成分远低于相关环保指标要求，具有较好的环保效益。

（5）电力和燃气双重削峰填谷

随着天然气在能源结构中利用的比例逐步上升。城市天然气基本用于采暖，冬夏城市的峰谷日差已经高达4～12倍。用气结构的不合理导致了天然气资源浪费以及输配管道、门站等天然气设施利用率的下降，引起供气成本增加和燃气价格上升。三联供系统冬季可以供暖，夏季则可以替代电空调制冷而节约大量电力，同时减少大电网负担。因此，以天然气为燃料的三联供系统在夏季可以扩大天然气使用量，同时减少空调耗电，具有燃气系统、电力系统双调峰的作用。