天然气分布式能源站项目可行性研究报告.docx
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天然气分布式能源站项目可行性研究报告
天然气分布式能源站项目
1项目概况
1.1项目概况及背景
1.1.1项目概况
长沙王府井百货有限责任公司是北京王府井百货(集团)股份有限公司旗下的全资子公司,于2004年12月02日正式入驻长沙,长沙王府井黄兴路一店位于湖南省长沙市中心商业区黄兴中路,北邻贯穿长沙市区的五一大道,南邻以休闲娱乐闻名的解放西路及著名的黄兴路步行商业街,经营主体为地下一层至地上十层,配备大型地下停车场,建筑面积6万多平方米,是长沙市目前单体面积较大的集购物、餐饮、娱乐、休闲为一体的百货商场。
长沙王府井黄兴路一店已运行十余年,公司管理完善,经营利润逐年稳步提升。
公司管理层不断完善经营管理模式,降低公司运营成本方面寻找新思路,近期公司了解到国内在大力发展分布式供能系统,该能源站系统的实施既能降低企业运营成本,在环保上又能实现节能减排,实现双赢。
因此,公司提出改建原能源供应系统,对新建天然气分布式能源站的必要性和可行性开展可行性研究工作。
1.1.2项目背景
分布式供能系统是目前在发达国家广泛应用以及我国政府积极倡导的一种先进能源系统技术。
分布式供能系统多使用天然气等清洁能源,按照能源梯级利用的原则,采用高品位能源发电、低品位能源供热、制冷或除湿的方式,在满足用户多种形式用能的同时,达到最大化能源利用效率,控制排放污染的作用。
2011年10月,国家发改委、财政部、住建部和国家能源局联合下发了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,意见指出,“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目,并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域,意见专门提出电网方面要加强对天然气分布式能源并网的配合,并提出今后将在财政、标准等多方面,进一步加强对天然气分布式能源的支持。
2012年3月5日,温家宝总理在十一届全国人大五次会议所做的政府工作报告中指出:
推动战略性新兴产业健康发展,发展智能电网和分布式能源,实施节能发电调度、合同能源管理、政府节能采购等行之有效的管理方式。
2012年7月国家发改委下发通知,下达首批国家天然气分布式能源示范项目,中央财政将对首批示范项目给予适当支持。
这意味着国家天然气分布式能源示范项目大规模建设的序幕已经拉开,国家鼓励政策的出台已在国内掀起了一个投资建设天然气分布式能源项目的热潮。
天然气分布式能源节能减排效果明显,可以优化天燃气利用,并能发挥对电网和天然气管网的双重削峰填谷作用,增加能源供应安全性。
目前,我国天然气供应日趋增加,智能电网建设步伐加快,专业化服务公司方兴未艾,天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。
发展天然气分布式能源,以提高能源综合利用效率为首要目标,以实现节能减排任务为工作抓手,重点在能源负荷中心建设区域分布式能源系统和楼宇分布式能源系统。
2013年,湖南省颁布了《湖南省天然气分布式能源发展规划》;长沙市颁布了《长沙市天然气分布式能源中长期发展规划》。
到2015年,长沙规划建设20个天然气冷热电三联供项目,鼓励在能源负荷中心建设区域分布式能源系统;为推进天然气分布式能源的有序发展,长沙市制定了相关鼓励政策。
根据节能减排财政策综合示范领导小组办公室《关于做好2013年度长沙市节能减排财政策综合示范城市奖励资金支持备选项目申报工作的通知》(长节能减排〔2013〕5号),长沙进一步加大了对天然气分布式能源项目的支持力度。
1.2建设必要性及意义
(1)天然气分布式能源站的建设以供应长沙王府井黄兴路一店的冷、热基本负荷需求为核心,优化商业综合体原能源供应系统模式和能源结构,保证商业综合体用能安全,并作为长沙王府井黄兴路一店的电源之一,弥补大规模集中供电系统的缺陷,充分发挥对电网和天然气管网的双重消峰填谷作用,为商业综合体提供安全、稳定电力同时也提高清洁能源消费比重,实现能源可持续发展。
(2)在《长沙市天然气分布式能源中长期发展规划》(2012-2020年)中,五一广场商业能源站属于重点项目之一。
所属的建筑物,若从电网购电,需按商业电价计费,年运行成本较高。
项目的冷、热、电负荷很集中,冷、热水外网半径短,外网投资费用低,损耗较小,且易于运行管理,探讨天然气分布式能源冷热电三联供系统的在本项目的应用很有必要并具有积极的示范意义。
(3)当采用燃气内燃机(或燃气轮机)作为原动机时,本项目利用高品位的热能发电,低品位的热能供热和制冷,大幅提高了系统的总能效率,降低了燃气供应冷、热、电的成本。
(4)天然气分布式能源冷热电三联供系统建在用户附近,配置灵活,便于按冷、热、电负荷的实际需要进行调节,不仅满足了区域内用户的用能需求,还节省了大量的供热管网建设和运行的费用,有助于电网和燃气供应的削峰填谷,减少碳化物及有害气体的排放,产生良好的社会效益,符合可持续发展战略,是未来能源技术发展的重要方向之一。
(5)天然气分布式能源冷热电三联供系统以天然气作能源。
天然气作为一种清洁、便利的能源,其使用范围越来越广,利用规模也越来越大。
天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电建设工期短,调峰性能好。
天然气能源具有价格低、污染少等优点。
分布式燃气冷热电三联供系统属清洁能源生产技术,几乎无烟尘,CO2污染物排放少。
(6)天然气分布式能源冷热电三联供系统对燃气和电力有双重削峰填谷作用。
电力高峰出现在夏季,燃气高峰则出现在冬季,采用分布式供能系统后,夏季燃烧天然气发电和制冷,增加夏季的燃气使用量,减少夏季电空调的电负荷,并可以降低大电网的供电压力。
(7)天然气分布式能源冷热电三联供系统还具有备用电源的功能,在意外灾害、市电故障、电力检修等情况下,可为用户提供安全可靠地电力供应,对于需要双电源商业综合体用户尤其需要。
(8)本工程建设有利于新型清洁节能技术的推广与应用,促进产业技术进步,节约资源和改善生态环境,符合可持续发展战略,符合相关产业政策和发展规划,也可得到节能减排财政策综合示范城市奖励资金。
1.3编制依据
1.3.1主要国家相关技术标准
《城镇燃气设计规范》GB50028-2006;
《燃气冷热电三联供工程技术规程》CJJ145-2010;
《锅炉房设计规范》GB50041-2008;
《火力发电厂及变电所设计防火规范》GB50229-2006;
《建筑设计防火规范》GB50016-2006;
《建筑照明设计标准》GB50034-2004;
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014;
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005;
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003;
《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008;
《石油化工设计能耗计算标准》GB/T50441-2007;
《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-2006;
《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-2001;
《导体和电器选择设计技术规定》DL/T5222-2005;
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T50064-2014;
《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011;
《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T5044-2004;
《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007;
《电力系统微机继电保护技术导则》DL/T769-2001;
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000;
《建筑照明设计标准》GB50034-2004;
《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》GB50058-1992;
《供配电系统设计规范》GB50052-1995;
《低压配电设计规范》GB50054-1995;
《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013;
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010;
《生产过程安全卫生要求总则》GB/T12801-2008;
《生活饮用水标准》GB/T5750-2006;
《环境空气质量标准》GB3095-2012;
《地表水环境质量标准》GB3838-2002;
《声环境质量标准》GB3096-2008;
《污水综合排放标准》GB8978-1996;
《城市区域环境噪声标准》GB3096-2008;
《工业企业厂界噪音标准》GB12348-2008;
《火力发电工程建设预算编制与计算标准》(2013年版);
《电力工程建设概算定额》(2013年版);
《发电工程装置性材料综合预算价格》(2008年版);
《电力建设工程装置性材料预算价格》(2008年版);
《工程勘察设计收费标准》(2002年修订版);
1.3.2相关法律、法规与区域规划等
《中华人民共和国节约能源法》;
《中华人民共和国清洁生产促进法》;
《中华人民共和国电力法》;
《国务院关于加强节能工作的决定》;
《“十二五”节能减排综合性工作方案》;
《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》;
《国家发展和改革委员会财政部住房和城乡建设部国家能源局关于发展天然气分布式能源的指导意见》;
《长沙市人民政府办公厅关于印发<长沙市天然气分布式能源中长期发展规划(2012-2020)>的通知》;
《关于印发<长沙市促进天然气分布式能源发展暂行办法>的通知》;
《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》;
《湖南省发展和改革委员会固定资产投资项目节能评估和审查试行办法》;
《长沙市节约能源办法》;
《长沙市固定资产投资项目节能评估和审查办法》;
《产业结构调整指导目录》(2011年修订本);
《中国国民经济和社会发展的第十二个五年规划纲要》;
《长沙市国民经济和社会发展的第十二个五年规划纲要》;
1.3.3业主提供的相关资料。
(1)长沙王府井黄兴路一店提供的办公楼和商业综合体建筑及暖通、电力施工图纸,冷、热、电负荷统计数据。
(2)我公司与湖南中悦达实业有限公司签订的项目咨询合同。
1.4研究范围
本阶段为项目的可行性研究阶段,根据《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》(DL/T5375-2008)的要求,主要论证本项目的必要性和可行性,对项目可行方案进行技术经济比较,落实与项目有关的接入系统等外部条件,并估列项目建设的投资估算。
同时说明合理利用资源情况,进行节能分析、风险分析及经济和社会影响分析。
主要研究范围如下:
(1)论证本项目的必要性和可行性;
(2)对长沙王府井黄兴路一店冷、热、电负荷的分析;
(3)项目建设站址方案。
综合站址的地理位置、自然环境、交通运输、水源、水文气象、站址区域的稳定和地质情况等条件进行站址的论证
(4)提出天然气分布式能源能源站主要工艺方案,以及燃料输送、供水、电气等工程设想;
(5)天然气分布式能源能源站主要设备和配套设施布置;
(6)天然气分布式能源能源站投资估算及技术经济分析。
(7)提出本项目建设的结论以及存在的问题和建议
1.5工程名称、地点及建设规模
本项目为“长沙王府井黄兴路一店天然气分布式能源站工程可行性研究报告”,建设于长沙王府井黄兴路一店顶层楼面。
本天然气分布式能源站建设规模为2×1.500MW,安装2×1.500MW燃气内燃发电机组,配2×1745kW烟气热水型溴化锂制冷机组。
系统总供应能力:
发电量3.0MW,供冷3.490MW,供热3.404MW(其中采暖负荷:
3.041MW;卫生热水负荷:
0.363MW)。
本项目计划建设周期17个月,计划2015年12月投入使用。
1.6主要设计原则
本报告以科学发展观为指导,坚持开源节流并重,把能源安全放在核心地位,结合长沙王府井黄兴路一店资源情况提高能源综合利用效率,为长沙王府井黄兴路一店提供安全、稳定、经济、清洁、高效的能源保障,将天然气分布能源系统建设成为能源高效利用典范和展示基地。
本项目在考虑能源匹配中心建设项目时,除了遵照国家及有关部委制订的标准、规范进行项目实施以外,还将遵循以下主要原则:
(1)根据《天然气分布式能源示范项目实施细则的通知》(发改能源【2014】2382号)文件内容,冷、热、电联合供应系统遵循电量自发自用为主、多余上网,电网企业收购满足自用之外的上网电量。
遵循余热利用最大化的原则,系统设备配置及运行模式由技术经济比较后确定。
本工程最终接入系统方案,以接入系统审查意见为准。
(2)根据本项目各项负荷的种类、性质的情况,绘制不同季节典型日逐时负荷曲线及年负荷曲线,最终确定项目热、冷负荷。
(3)联合供应系统的年平均能源综合利用率大于70%。
(4)联合供应系统设计最大程度考虑削峰填谷的目的,充分考虑储能的作用。
(5)联合供应系统设计智能化管理,做到能源利用效益最大化。
(6)本报告的经济评价所采用的天然气单价、供电单价、水价是参照长沙市现行商业建筑价格及相关资料确定。
(7)能源站设备自主化率达到50%以上,以促进国产设备的技术进步和发展。
(8)根据长沙市能源局2012年颁发的《长沙市天然气分布式能源中长期规划2012~2020年》,本项目隶属五一广场商业能源站区,项目的建设符合规划中发展的重点项目。
1.7主要技术经济指标
分布式能源站主要技术经济指标见下表。
表11分布式能源站主要技术经济指标
序号
项目
单位
数据
1
能源站年发电量
万kWh
1247.4
2
能源站年供冷量
GJ
29852.1
余热供冷量
GJ
29852.1
3
能源站年供热量
GJ
30957.4
余热供热量
GJ
19962.9
余热供卫生热水热量
GJ
11447.6
4
能源站年耗天然气量
万Nm3
320.2
联供设备耗气量
万Nm3
320.2
5
能源站年自用电量
万kWh
71.5
能源站年自用水量
万t
2.2
6
系统能源综合利用效率
%
74.80
系统年平均能源综合利用率
%
94.20
7
发电设备年利用小时数
h
4158
8
设备自主化率
%
53.13
9
年节标煤量
t
1198
10
节能率
%
23.56
11
CO2减排量
t/a
6768
12
SO2减排量
t/a
252
13
NOX减排量
t/a
108
14
TSP减排量
t/a
2144
2环境及资源条件分析
2.1自然环境概况
2.1.1地理位置
长沙王府井黄兴路一店位于湖南省长沙市中心商业区黄兴中路,北邻贯穿长沙市区的五一大道,南邻以休闲娱乐闻名的解放西路及著名的黄兴路步行商业街,是长沙市目前单体面积较大的集购物、餐饮、娱乐、休闲为一体的百货商场,地理位置详见图2-1。
长沙王府井黄兴路一店地理位置(图2-1)
2.1.2气象条件
湖南省长沙市位于长江中游之南、南岭以北,处于北纬28°7′,东经108°3′,属亚热带季风湿润气候。
夏季多为海洋暖湿气团包围,温高湿重,盛夏时高温酷热。
冬季常被西伯利亚和蒙古人民共和国一带南下的冷气团所控制,北方寒流频频南下,且时常出现阴湿天气,气候比较湿冷。
该地区属于典型的夏热冬冷地区。
湖南省年平均气温在16~18℃之间,一年之中,1月最冷,月平均气温一般为4~7℃,7月最热,月平均气温为27~30℃,气温年差一般大于23℃。
根据《采暖通风与空气调节设计规范》要求,长沙王府井黄兴路一店技改工程项目按照长沙市室外气象资料作为计算依据:
夏季空气调节室外计算干球温度(℃):
35.8
夏季空气调节室外计算湿球温度(℃):
27.7
夏季空气调节室外设计日平均温度(℃):
31.6
夏季室外平均风速(m/s):
2.4
夏季大气压力(Pa):
999200
冬季空气调节室外计算温度(℃):
-1.9
冬季室外相对湿度:
83%
冬季室外平均风速(m/s):
2.4
冬季大气压力(Pa):
101960
2.2资源条件分析
对项目的资源条件进行详细的调研,包括太阳能、风能、浅层地热等资源情况,电力、燃气等传统资源的供应状况及应用政策,对项目资源情况分析如下。
区域范围内优先适用清洁能源和可再生能源技术,煤炭等高污染的能源不在分析之列。
2.2.1电力
本项目建设地点位于长沙市中心商业区黄兴中路,该区域电力设施配套齐全,长沙王府井黄兴路一店采用书院路110kV变电站和白沙路110kV变电站两路110kV变电站双路供电,供电规模是8台主变,分别为:
2000kVA变压器2台;1600kVA变压器2台;1250kVA变压器5台;1000kVA变压器1台;630kVA变压器1台,变压器总装机容量为15080kVA。
2.2.2天然气
能源站用燃气主要用于燃气内燃发电机组,长沙王府井黄兴路一店配套建有天然气调压站一座,调压站最大供应量:
1000Nm3/h,供气压力为0.4MPa。
根据统计,长沙王府井黄兴路一店目前天然气实际用量为高峰用气量为150Nm3/h。
2.2.3水源及供水方案
长沙王府井黄兴路一店商业综合体的供水由市政1根DN150的管接入,综合体内部消防设有1根DN150环网。
商业综合体的供水可以满足本项目要求。
2.2.4其它条件
目前地表水资源距离能源站较远,因此不考虑利用地表水作为冷、热源的可行性;长沙王府井黄兴路一店原有商业综合体屋面设计未考虑太阳能屋顶发电系统结构荷载,项目暂不考虑太阳能屋顶发电系统。
3冷、热、电负荷分析
3.1工程建设规模
长沙王府井百货有限责任公司是北京王府井百货(集团)股份有限公司旗下的全资子公司,于2004年12月02日正式入驻长沙,长沙王府井黄兴路一店位于湖南省长沙市中心商业区黄兴中路,北邻贯穿长沙市区的五一大道,南邻以休闲娱乐闻名的解放西路及著名的黄兴路步行商业街,经营主体为地下一层至地上十层,配备大型地下停车场,建筑面积6万多平方米,是长沙市目前单体面积最大的集购物、餐饮、娱乐、休闲为一体的百货商场。
为满足该商业综合体的冷、热、电负荷需求,拟建天然气分布式能源站,并为商业体提供部分电力。
3.2原能源供应系统
长沙王府井黄兴路一店原设计采用集中供冷、供暖系统,电空调制冷机房设置在建筑物负一层,内设4台电空调主机及配套水泵系统;采暖用热泵露天设置于建筑物顶层。
机组具体参数详见下表:
主机配置表(表3-1)
空调
台数
制冷量
采暖量
单机电功率
COP
电空调主机1
2
4218kW
741kW
5.69
电空调主机2
2
1758kW
330kW
5.33
热泵
6
831kW
911kW
277kW
3.00冷/3.29热
总量
10
16938kW
5468kW
3.3电力负荷情况
3.3.1电负荷统计
长沙王府井黄兴路一店该区域电力设施配套齐全,采用两路110kV变电站双路供电,商业综合体变压器总装机容量为15080kVA。
以下为业主提供2012年和2013年实际电负荷统计数据表(因王府井物业公司还管辖周边四栋商住楼,民用用电不计入本项目中,数据表将该部分单项开列):
2012年和2013年月用电负荷统计数据表(表3-1)
日期
总用电量
商业总
用电量
空调用电量
商业(除空调)
用电量
民用用电量
2013年
千瓦时/月(原始数据)
1月份
3858960
2314776
661120
1653656
1544184
2月份
3038880
2104600
405040
1699560
934280
3月份
3350640
2303176
399120
1904056
1047464
4月份
3189360
2202968
318880
1884088
986392
5月份
3415200
2461512
423920
2037592
953688
6月份
4023120
2982000
691280
2290720
1041120
7月份
4648800
3466368
1084680
2381688
1182432
8月份
4879920
3661624
1179280
2482344
1218296
9月份
4722720
3470480
1068200
2402280
1252240
10月份
3962400
2929712
677960
2251752
1032688
11月份
3702000
2633344
739600
1893744
1068656
12月份
3291360
2277448
764320
1513128
1013912
2012年
1月份
2461440
1609960
609360
1000600
851480
2月份
5317440
3507536
625760
2881776
1809904
3月份
3102480
2030608
589280
1441328
1071872
4月份
3393360
2362664
503760
1858904
1030696
5月份
3850080
2868384
633400
2234984
981696
6月份
2514720
1970744
430240
1540504
543976
7月份
4579920
3502240
1092880
2409360
1077680
8月份
5181840
3952248
1288160
2664088
1229592
9月份
4962960
3767480
1086760
2680720
1195480
10月份
3666960
2723408
621640
2101768
943552
11月份
3581520
2257088
588160
1668928
1324432
12月份
3310800
1847696
622800
1224896
1463104
根据以上实际用电数据,分析2012年和2013年每天和每日实际电负荷情况:
2012年和2013年日用电负荷分析数据表(表3-2)
日期
总用电量
商业总
用电量
空调用电量
商业(除空调)
用电量
民用用电量
2013年
千瓦时/天(分析数据)
1月份
124483
74670
21326
53344
49812
2月份
108531
75164
14466
60699
33367
3月份
108085
74296
12875
61421
33789
4月份
106312
73432
10629
62803
32880
5月份
110168
79404
13675
65729
30764
6月份
134104
99400
23043
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- 天然气 分布式 能源 项目 可行性研究 报告
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