广州大学城区域供冷系统
广州大学城天然气分布式能源项目简介
燃气-蒸汽联合循环机组发电工作原理是由两台燃气轮机和一台发电机组成--两台燃气轮机通过联轴器直接连接一台双端驱动发电机（额定出力60MW），通过叶轮式压气机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室。同时气体燃料也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧，生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀做功，推动动力叶片高速旋转带动发电机，燃机效率可达39%，排出的479℃烟气进入余热锅炉循环利用。余热锅炉再生产出蒸汽供应给汽轮发电机进行发电。发电后的尾部烟气余热再生产高温热水，制造生活热水和空调冷冻水。
其次，在热媒水的热量不能满足大学城需求的情况下，从余热锅炉抽低压蒸汽，供大学城热水制备站汽水热交换器制备热水用。现已向广州大学城区域内的11所大学及大学城能源站周围用户约20万人提供全部生活热水、空调冷冻水和部分电力。
系统输入一次能源后，经燃气轮机发电机组发电、蒸汽轮机发电机组发电、余热锅炉供低压蒸汽和利用余热锅炉尾部烟气制备热媒水几个环节，实现了一次能源的梯级利用，高品位的一次能源用于发电，低品位的高温烟气用于二次发电和供热制冷，系统的综合能源利用效率达到80%以上。
六、环保效应
能源站以洁净的LNG为燃料，采用高效的燃气一蒸汽联合循环机组发电，以溴化锂蒸汽制冷，利用烟气余热制备生活热水，大大减少了NOX、SO2、TSP等污染物的排放，其中NOX排放是同容量常规燃煤电厂的1/5，SO2、TSP的排放几乎为零。同时锅炉补给水采用RO膜+EDI（电去离子）系统制水，无强酸性、强碱性废水产生，生产、生活产生的废水经过处理后用于厂区内清洗、浇灌等，实现废水零排放，与同等容量的小火电机组相比，每年可减少温室气体二氧化碳的排放 24 万吨，减少二氧化硫排放 6000吨。
能源站鸟瞰图
二、装机规模
中央空调智能化有利于城市节能——广州大学城区域集中供冷系统专业化创新设计撷英
区域 集 中供 冷也 被称 之 为 “ 城 市 几 十 万 人 口的 用 冷 问题 。 目前 ，
市 中央 空 调 ” ，它是 在 一个 相对 集 该 系统 的输 冷主 管线 覆 盖到 了广 州 用 了相 当规 模 的 建筑 空 间 ， 影 响 又 中的地 区 ，集 中生 产 并输 配 冷量 的 大 学城 的各 个 主 要区域 ，长度 超过 “ 智慧 空调 ” 使 冷 量在 制 冷工 厂 集 了 １ Ｏ ｍ，几乎 相 当于 广州 至深 圳 。 ｋ １
于采 用 了 目前 世界 先 进 的冰蓄 冷技 控 点 ，将 采 集到 的 各类 信 息反 馈 到 优势 ，如 ：天 河 商 旅 、保 利 国 际广 术 。虽然 系统 ２ ｈ运 行 ，但 却 可 以 ４ 随 时 将 多 余 的 冷 气 转 成 冰 保 留能 量 ， 夜 间利 用 电 力充 足 的条 件制 在 冰 蓄冷 ，供 白天使 用 。从 而 避 开 了 总控 制 室 ，使 集 中供冷 处 在 “ 观 场 、中 岱 国际 广 场 、东 莞商 业 中心 眼 六路 、 听 八方 ”的安 全 可控状 态 。 耳 等 。实 践证 明 ，走 专 业化 发 展道 路
的 例 子 。 该 供 冷 系 统 除 设 计 理 念 程 ，也是 世 界上 规 模最 大 的项 目之 新 、整 体 规模 大外 ，还 拥有 智 能化
一
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其 系统 的 ４个冷 站 全 部投 入使
程 度 高 、节 能 效 率高 的 优点 ，充 分 用 ，冷 负荷 总 量可 达 到 ｌ ０ ６ 冷 中供 冷 也 给 建 筑 设 计 和 施 工 带 来 ．万
维普资讯
广 州 大 学 城 区 域 集 【 供 ； 统 专 业 化 创 新 设 计 撷 英 ｌ 今系 】
能源站722
附件二燃气轮机CCHP及集中供冷规划系统方案编制人：刘金平校核人：周孝清审定人：华贲2003年6月18日燃气轮机CCHP及集中供冷规划系统方案3.1、总体规划思路广州大学城的建设是省委、省政府贯彻落实科教兴粤战略的重大举措，是提高广东发展后劲、增强广东竞争力的重要切入点。
提出了确保一流规划、一流设计、一流建设、一流质量，把广州大学城建设成为全国一流的大学城，并且“五十年不落后”的目标。
大学城位于广州市中心地带的一个科技密集的、现代化的生态城区。
因此在能源规划上要突破传统的思路和格局，要在能源和生态规划大目标之下进行集成和协调；要在科技发展和管理理念方面高瞻远瞩。
目前广州市的能源自给率仅1%左右，98%以上的煤炭和油品需从省外调入；电力主要依靠省网。
最近几年，峰期电力缺口达100多万千瓦，限电造成的工业直接损失数十亿元/年；广州地区电网峰谷差系数低至0.52。
按照电力规划，大学城主要耗能仍是电，高峰期电负荷达26-32万千瓦，大学城制冷空调系统的能源消耗量约占整个大学城总能耗的50% 以上，将使高峰缺电百万kW的广州电网雪上加霜。
LNG是低污染的高品质燃料，但价格较高，因此高效利用LNG是广东LNG 利用工程可持续发展的前提条件，根据广东LNG利用工程一期天然气用量分配，主要用于居民、商业和工业，2010年供应LNG75.2万吨，其中城市燃气41.2万吨，珠江电厂34万吨。
由于LNG价格偏高，大型燃机电站的发电成本高于普通燃煤电站的发电成本，且大型燃机电站远离城市中心区，对改善广州的环境作用较小。
LNG用于居民、商业可以极大改善城市中心区的环境，但由于仅作为燃料加热使用，其效率极低，LNG的高品质无法体现。
分布式区域能源站在国外城区和大学校园应用已经很多，它通过燃气轮机联产系统同时提供热、电、冷三种形式的能量，能源利用效率高、环境污染减少，供能成本低且安全性高。
大学城的能源规划应和广东LNG利用工程集成协调，才能充分体现LNG的高品质低污染优点，价格偏高也可以接受。
基于西门子PROFIBUS总线的空调计费系统
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采用冰蓄冷系统 ， 总蓄冰量达到 ８． 万 ｋ ， ８３ ６ ｗｈ 建成后
将 成 为全球 第二 大 冰蓄冷 区域 供冷 系 统 。 在大 学 城 内 ， 空调 用 冷水 也 像 其 他水 、 、 然 气 电 天 样作 为 商 品卖 给 各用 户 （ 校 和其他 用 户 ） 学 。年售 冷
广东 广州 ， １ ０ ６ ． ５ ０ ０ ；３杭州市设 备安装有 限公 司， 浙江 杭州 ， １ ０ ６ ３００ ）
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摘要 ：介绍 了广州大学城 区域供冷计 费系统 的系统组成、 费积算方法、 计 系统特性及优点等 ： ：
１１ ． ＹＲ Ｍ 热 量表 —
图 １ 空 调 系 统 简 化 流 程 图
区域供冷冷站
每台 Ｙ — 热量表由积算器 ，配对温度传感器和 ＲＭ 流量传感器三部分组成。 积算器是 Ｙ — Ｒ Ｍ热量表的核 心， 具有 独 立计 算 功 能 ， 了实 现 网络 化 管理 ， Ｃ Ｕ 为 其 Ｐ
广州大学城分布式能源站报告
项目运行情况
3、以创新为原动力，科技兴企 公司紧紧抓住创新这一主线，以
科学技术作为发展力，充分发挥 主观能动性，在原有资源的基础 上，通过资源的再配置再整合， 进行技术创新、生产创新、经营 创新，走出了一条技术进步与应 用革新的现代化企业发展道路。 公司于2011年荣获广东省高新技 术企业认证、广东省企业创新纪 录金奖。
大学城能源站生产运行情况
大学城能源站值投产以来：。
----累计实现发电量18亿千瓦时，供应热水180万吨，低压蒸
汽近10万吉焦； ---- 强化安全生产，至 2012 年 7 月 31 日，累计实现安全生产 1020天； ----2010年，通过集团公司“三星级”企业审查，2011 年通 过集团公司“四星级”企业审查，2012年，力争达到集团公 司“五星级”企业标准。 ---- 强化科技创新及管理创新，取得独立自主的知识产权， 2011成功获得“高新科技企业”评定，并授予广东省管理创 新金奖企业，2011年被集团公司授予管理创新先进企业。
大学城能源站生产运行情况
实现能源高效梯级利用，能源综合利用效率高达
78%： -----燃机发电做功，燃机发电效率41%； -----燃机发电做功后产生的500 ℃高温余热，带动 蒸汽机组发电做功能源效率26%; -----从余热锅炉抽低压蒸汽供应热水及低压蒸汽， 能源利用效率6%； -----通过热水型溴化锂机组制冷，能源利用效率3%； -----排放到大气的130 ℃高温烟气，通过换热制成 90--95 ℃的烟气热媒水，能源利用效率2%
大学城能源站生产运行情况
2、锤炼检修队伍，提升维护水平
树立“以人为本、可控在控、本质安全”
的理念，以落实各级安全生产责任制、消 除管理中存在的各种不安全因素、提高设 备可靠性和效率为宗旨，不断总结经验， 大力提高队伍技能水平，以实践为指导， 磨练专业技能，按计划完成两套机组小修 ，消除各类缺陷共779余项，机组运行可 靠性、经济性得到了明显改善，锻造了一 支适应分布式能源特色的检修队伍，为以 后承担起同类型项目的检修任务打下了坚 实的基础。
广州大学城分布式能源站
一、能源站概要广州大学城分布式能源站位于广州市番禺区南村镇，与广州大学城一江之隔，占地面积约为11万平方米，是广州大学城配套建设项目，为广州大学城18平方公里区域提供冷、热、电三联供，也是全国最大的分布式能源站。
中国华电集团新能源发展有限公司和广州大学城能源发展有限公司按55%和45%的比例共同出资成立广州大学城华电新能源有限公司，负责广州大学城分布式能源站项目的投资、建设及经营管理。
二、装机规模能源站总体规划为4×78MW，分二期建设，一期2×78MW于2008年7月28日正式开工建设，2009年10月20日通过72小时和“72+24”小时试运行，满足并网运行条件，正式投入商业运营。
能源站内景图三、主要设备能源站采用的燃气轮机发电机组为美国普惠公司的FT8-3 Swift Pac 双联机组（60MW）；余热锅炉为中国船舶重工集团公司第七○三研究所生产的两台中压和低压蒸汽带自除氧、尾部制热水、卧式自然循环、无补燃型、露天布置的余热锅炉；蒸汽轮机发电机组供货商为中国长江动力公司（集团），分别选用一套带调整抽汽的抽汽凝汽式蒸汽轮机发电机组和一套双压补汽式蒸汽轮机发电机组，配套18MW 和25MW 发电机各一台。
三、主要设备能源站采用的燃气轮机发电机组为美国普惠公司的FT8-3 Swift Pac双联机组（60MW）；余热锅炉为中国船舶重工集团公司第七○三研究所生产的两台中压和低压蒸汽带自除氧、尾部制热水、卧式自然循环、无补燃型、露天布置的余热锅炉；蒸汽轮机发电机组供货商为中国长江动力公司（集团），分别选用一套带调整抽汽的抽汽凝汽式蒸汽轮机发电机组和一套双压补汽式蒸汽轮机发电机组，配套18MW 和25MW 发电机各一台。
四、生产流程燃气-蒸汽联合循环机组发电工作原理是由两台燃气轮机和一台发电机组成--两台燃气轮机通过联轴器直接连接一台双端驱动发电机（额定出力60MW），通过叶轮式压气机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室。
广州大学城生活热水系统智慧能源服务模式
64 | 创新世界周刊 | 2023.12广州大学城能源发展有限公司成立于2004年4月，注册资本3.25亿元，是广州大学城投资经营管理有限公司的全资子公司，隶属于广州市城市建设投资集团有限公司。
作为全国区域能源专业委员会副理事长单位，公司已通过ISO 9001∶2015 国际质量管理体系认证，拥有中国设备维修企业制冷空调行业A 类Ⅰ级和通用类（Ⅰ类）一级资质等证书，主营业务包括为广州大学城区域集中供应冷气、生活热水和部分市政设施及商业设施的投资、建设和经营管理等。
广州大学城区域集中生活热水系统主要是利用大学城分布式能源站（燃气电厂）的尾部烟气余热进行生活热水制备和供应。
系统包括热水制备站1座，分散热力站14座，一、二次热水供水管网长约110千米，末端用户IC 卡热水表约4万块，设计日最高生活热水负荷3200吉焦，供水量达15000立方米；年生活热水负荷44.5万吉焦，供水量达344万立方米，可满足大学城24万人口的生活热水需求。
党的十八大特别是党的十九大以来，公司管理层秉承“知冷知热、贴心服务”的质量管理方针，坚持总结、推广先进的管理创新成果和经验，不断提升企业管理水平，重点推进大型节能环保项目、新型市政配套设施的投资、运营。
同时，通过与高校建立“产学研”合作关系，强化行业技术优势，努力打造领先的区域集中供应冷气、生活热水服务品牌。
一、实施背景近年来，随着我国区域集中生活热水系统飞速发展和人民群众对生活热水供应服务的要求越来越高，公司面临诸多挑战，亟需通过现代化管理方法和先进的技术手段进行有效应对。
（一）新形势带来的管理理念挑战在2004年广州大学城建设之初，所有高校生活区都用上了集中生活热水。
然而，由于供应区域广，用户遇到问题不知道找谁，反映的问题也不能及时处理，用户使用体验差。
近年来，随着经济社会的不断发展和生活水平的不断提高，人民群众对热水质量和服务提出了更高的要求。
对此，广州大学城能源发展有限公司迫切需要从管理理念更新出发，建立以客户需求为导向的运营管理体系，通过 “精心”维护、“贴心”服务，进一步提高用热客户的满意度。
广东省物价局关于广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价的通知-粤价[2010]46号
![广东省物价局关于广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价的通知-粤价[2010]46号](https://img.taocdn.com/s3/m/4683ed2a30126edb6f1aff00bed5b9f3f90f72f2.png)
广东省物价局关于广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价的通
知
正文：
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 广东省物价局关于广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价的通知
（二○一○年三月二日粤价〔2010〕46号）
广州市物价局，广东电网公司：
为实现电力负荷移峰填谷，提高能源利用效率，优化电力资源配置，同意广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价政策。
现就有关问题通知如下：
一、试行蓄冷电价政策的范围限于广州大学城和珠江新城安装蓄冷装置的集中供冷系统。
蓄冷设备应单独安装分时计量装置，并仅对其电量实行蓄冷电价。
二、蓄冷电价标准为每千瓦时30分，其中含水库移民后期扶持基金0.88分、城市建设附加费1.4分、三峡工程建设基金0.7分和可再生能源电价附加0.4分。
蓄冷电价的适用时间为每天00：00－8：00，其它时段按用电户的规定电价执行。
三、上述规定自2010年1月1日起执行。
——结束——。
【VIP专享】广州大学城天然气分布式能源项目简介
广州大学城分布式能源站一、能源站概要广州大学城分布式能源站位于广州市番禺区南村镇，与广州大学城一江之隔，占地面积约为11万平方米，是广州大学城配套建设项目，为广州大学城18平方公里区域提供冷、热、电三联供，也是全国最大的分布式能源站。
中国华电集团新能源发展有限公司和广州大学城能源发展有限公司按55%和45%的比例共同出资成立广州大学城华电新能源有限公司，负责广州大学城分布式能源站项目的投资、建设及经营管理。
能源站鸟瞰图二、装机规模能源站总体规划为4×78MW，分二期建设，一期2×78MW于2008年7月28日正式开工建设，2009年10月20日通过72小时和“72+24”小时试运行，满足并网运行条件，正式投入商业运营。
能源站内景图三、主要设备能源站采用的燃气轮机发电机组为美国普惠公司的FT8-3 Swift Pac双联机组（60MW）；余热锅炉为中国船舶重工集团公司第七○三研究所生产的两台中压和低压蒸汽带自除氧、尾部制热水、卧式自然循环、无补燃型、露天布置的余热锅炉；蒸汽轮机发电机组供货商为中国长江动力公司（集团），分别选用一套带调整抽汽的抽汽凝汽式蒸汽轮机发电机组和一套双压补汽式蒸汽轮机发电机组，配套18MW 和25MW 发电机各一台。
四、生产流程燃气-蒸汽联合循环机组发电工作原理是由两台燃气轮机和一台发电机组成--两台燃气轮机通过联轴器直接连接一台双端驱动发电机（额定出力60MW），通过叶轮式压气机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室。
同时气体燃料也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧，生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀做功，推动动力叶片高速旋转带动发电机，燃机效率可达39%，排出的479℃烟气进入余热锅炉循环利用。
余热锅炉再生产出蒸汽供应给汽轮发电机进行发电。
发电后的尾部烟气余热再生产高温热水，制造生活热水和空调冷冻水。
五、能源的梯级利用能源站为了充分利用一次能源，提高机组的热效率，在燃气-蒸汽联合循环的基础上，还采取了以下措施实现能源的梯级利用，进一步提高能源的利用效率。
广州大学城建筑冷负荷特点分析
广州大学城建筑冷负荷特点分析张磊孟庆林（广州华南理工大学建筑节能与DeST研究中心）摘要：广州大学城建筑类型复杂多样，主要有教学楼、图书馆、食堂、宿舍等建筑类型，这些建筑类型室内人员、灯光和设备热扰变化具有不同的时间性和规律性，从而造成各类建筑全天冷负荷变化各具特点，本文分析了大学城各类建筑冷负荷特性，并采用能耗模拟软件进行了验证，可以为大学城区域供冷方案的确定和实施提供理论支持。
关键词：冷负荷室内热扰区域供冷模拟计算1.广州大学城概况广州大学城位于广州市番禹区小谷围岛及其南岸地区，总规划用地43.3平方公里，规划总人口35~40万人，人口构成为：学生为18~20万人；教师员工为1.5~2万人；职工约为5万人；其他人员7~8万人。
大学城内教学区主要建筑类型及其面积指标如下表所示：表1 建筑类型及面积建筑类型教学楼实验室图书馆宿舍学术中心行政办公体育馆食堂生活服务建筑面积99.63 82.39 32.11 143.34 8.3 27.77 6.3 20.755 24.64 （万M2）空调面积59.8 49.4 22.5 24.4 6.2 20.8 4.4 10.4 13.3 （万M2）装中央空80 100 100 20 100 100 100 100 90调比例（%）2.建筑冷负荷特点广州大学城教学区建筑类型较复杂，包括教学楼、实验室、图书馆、学术中心、行政办公、学生宿舍、食堂等类型，不同建筑类型的人员、设备、灯光负荷值和作息时间差异较大，大学城内主要人流是学生、教师和部分服务人员，这些人员是移动的空调负荷群，且时间性、规律性比较明显，例如：在上午（8：00~12：00）和下午（14：00~18：00）工作时间内，宿舍、食堂人员密度较少，空调负荷较低，可以少开机，甚至不开机，而在教学楼、图书馆、实验室等类建筑中，人员密度较大，灯光、设备负荷也相应增加，空调负荷较大，并在下午出现空调负荷峰值；而在中饭（12：00~13：00）和晚饭（18：00~19：00）时间，学生和教师主要集中在食堂和宿舍，造成这两类建筑冷负荷增加并出现最大值，而此时，其他建筑空调负荷则相对较低。
广州大学城分布式冷热电联供项目的启示_华贲
第5卷第2期2009年4月沈阳工程学院学报(自然科学版)Journal of Shenyang I nstitute of Engineering (Natural Science )Vol 15No 12Ap r .2009收稿日期:2008-09-05作者简介:华 贲(1937-),男,沈阳人,教授,博士生导师,973计划项目首席科学家,主要从事过程系统能量分析和综合优化的理论研究.广州大学城分布式冷热电联供项目的启示华 贲(华南理工大学强化传热与过程节能教育部重点实验室,广州510640)摘 要:简介了广州大学城冷热电三联供能源系统(DES/CCHP )项目的背景、技术方案、效益和运作机制以及项目的进程;分析了项目进展曲折在法律、机制等方面的内在因素.同时初步归纳出几点有益的启示:①电力系统的早期规划、早期协议非常重要;②规模化、大型的DES/CCHP 适合中国;③南方地区基于区域供冷和集中供热水的大规模DES/CCHP 是高效的、可行的.最后,基于CCHP 项目收益对天然气价格的灵敏度分析数据,指出了DES/CCHP 对将会占天然气下游市场一半左右的工商业用户来说,是最高效利用天然气的系统集成技术;也是中国能够承受进口高价天然气的关键.关键词:分布式能源;天然气利用;广州大学城中图分类号:TK01 文献标识码:A 文章编号:1673-1603(2009)02-0097-061 项目建设的背景、规划、进程1.1 项目建设的背景2003年1月,广东省政府按照现代城市规划、建设和管理理念,高标准地建设了一个占地18k m 2、容纳25万大学生的大学城.由于广州市98%以上的煤炭和油品需从省外调入,电力主要依靠省网供应,夏季峰期空调负荷比率高达40%以上,峰电缺口达100多万k W ;以煤为主的能源结构,使全省酸控区面积已达63%,直接经济损失40亿元/年;“生态系统处于亚健康状况,能源结构、水环境等都离生态城市有一定的距离”[1].鉴于此,广州大学城建设指挥部委托华南理工大学等单位,制订了《广州大学城能源规划》,包括800万m 2建筑物主体节能设计规范、基于区域供冷(DCS )的冷热电三联供的分布式能源系统(DES/CCHP )、可再生能源利用方案和能源系统建设运营机制等内容.DES/CCHP 和DCS 方案先后于2003年6月和7月通过了国内权威专家的评审,随后付诸实施.1.2 项目规划的技术方案[2]广州大学城区域能源站一期,是以2×78MW 燃气-蒸汽联合循环机组为基础的天然气冷热电三联供系统.燃气能的38%先经燃气轮机转换为电能,500℃左右的烟气在余热锅炉产生4.0MPa 蒸汽,然后进抽凝式汽轮机进一步作功发电;可以抽出部分0.5MPa 蒸汽供给第一制冷站的溴化锂吸收制冷机.余热锅炉排出的约50℃～100℃烟气用于加热生活用水,不足热量用蒸汽透平冷凝潜热补充;集中生活热水系统60℃,供应24万人.燃气能源利用效率达到80%以上.其中,分布式能源系统为2×78MW 燃气轮机—余热锅炉—汽轮机分布式能源站DES,包括电力接入系统和热水部分的建设总投资为12亿元,等价可满足大学城17万k W 的高峰电力负荷.按照测算的大学城电网峰荷为18万k W ,以传统的电力建设模式(电厂+主干电网的投资1万元/k W 、输送损失7%)计,须增加初投资为19亿元;采用DES/CCHP 可节约投资约7亿元,同时可节约一次能源7.7万tec /a,节能25%.区域供冷系统DCS,总容量为11万冷吨(RT ),规划4个带有冰蓄冷系统的冷站,一期承担350万m 2建筑物的空调负荷.其中,与能源站在一起的第一制冷站部分采用蒸汽吸收制冷;其余3个冷站由能源站直供电压缩制冷.各站均设有蓄冰装置,采用内置翅片换热器外融冰式金属盘管共计342套.系统通过蓄冰可降低高峰负荷用电量,实现削峰填谷,同时实现大温差供冷,加上水泵采用变频控制技术,可大大降低冷量的输送能耗.冷冻水主干管网采用直埋地敷设的DN200至DN1000预制发泡聚氨酯保温的碳钢管,总长约110km;末端换热间总数283间.自控部分采用工业以太网硬冗余系统,以光纤和电缆介质组建大型Pr ofibus 现场总线通讯网络,控制点数超过11000点.自控系统能自动、实时采集系统所有机电设备的运行状态、末端・98 ・沈阳工程学院学报(自然科学版)第5卷负荷状态等参数,并实施过程控制;采用先进的空调负荷预测和优化控制软件,系统可满足末端用户波动较大的冷量需求[3].DES/CCHP 的流程如图1所示.图1 广州大学城分布式能源站规划流程[2]1.3 规划的效益和运作机制按照规划,DCS 和DES -热水系统总投资分别为7亿元和12亿元,10年左右可以回收投资.各大学冷、热用户可以获得比市场价便宜5%的优惠.与传统的火电厂、单体建筑设置传统的中央空调系统、锅炉供热系统相比,制冷总装机容量大约减少45%～55%,电力装机容量减少50MW ;与设置分体空调相比可减少电力装机容量120MW.同时节约了用地和建筑面积,10所大学共节省设备用房面积3.9万m 2,仅此就节省投资约8.6亿元.此外,项目可减排CO 2:24万t/a 、S O 2:6000t/a,NO X 的排放比常规燃煤电厂减少80%,比燃气电厂的国家排放标准减少36%;并且极大地降低了噪声污染,达到了高效节能、优化能源结构、控制污染、改善环境的目标[3].规划提出了按照社会化和市场机制进行投资、建设和经营管理的分布式区域能源系统发展模式,并在此基础上进行投资主体招标建设.由中标团组组建广州大学城能源服务公司,为完全按照市场机制运作的独立法人机构;所有制多元化,即由政府主导的大学城投资公司牵头,鼓励外资、系统集成商、设备供应商投资占股,鼓励用户参股.建成后,由政府(大学城管理委员会)协议下的能源服务公司特许经营.专营权经营期为25年,政府负责统筹协调能源服务公司与电网公司的协议(购电、上网电价)和能源站用的天然气价格.空调冷水和生活热水供应价格由政府—能源服务公司—用户三方协议,按照当年广州市物价局和相关立法部门规定的听证会决定.该项目依靠高科技和现代化的科学经营管理,达到了用户、公司、电网、市政“四赢”的目标[2].2 项目建设的进程2.1 招标和流标按照上述规划安排,2003年8月由大学城建设指挥部公布了基于上述能源规划方案的《广州大学城区域能源站招标书》,并附技术文件[4].这是国内首个同类的招标项目.在1个月的时间内,先后有包括美、日、法、马来西亚、新加坡、香港和内地多家公司的10个组团购买了招标文件,初步形成了3个组团激烈竞争的局面.然而在投标截止日期的前夕,以某电力集团为首、实力最强的组团放弃了投标.余下的2个投标组团与招标代理方多次协商未果,最终宣布流标.2.2 供冷、热系统的建设和过渡方案运行情况招标失败后,广州大学城建设指挥部组建了由大学城能源投资公司与广州永大集团公司、迪森公司合组的“广州大学城能源发展公司”,按照原定的进度计划,开始了上述方案中集中供热和区域供冷DCS 部分的建设.DCS 部分在2004年8月配合主体建筑物施工完成过渡方案,向第一批入校学生供冷;2005年8月第2期华 贲:广州大学城分布式冷热电联供项目的启示・99 ・建成2#、3#、4#3个冷站,共装设双工况离心式冷水机组25套,形成了7.7万冷吨的总装机容量.在能源站未竣工投运之前暂用网电制冷,但系统控制和冰蓄冷部分迄今未投用.在能源站未竣工投运之前,生活热水暂以附近市头电厂低压蒸汽为热源,通过16台换热器加热储存于65000m3的蓄水箱.热水用泵经约26k m长的主干管网和支管输送到用户.最高日供应量约16000m3,年供应量350万m3.主干管网采用DN450直埋管到综合管沟,在综合管沟内形成环形;支管由综合管沟呈放射状直埋接至各大学校区内的14座分散热力站.站内设置加压水泵、电辅助加热装置和共计1500m3的蓄水箱.在各末端用户安装约4万块I C卡热水计量水表,按量收费.该热源也在2004年第一批大学生入校后陆续投用.2.3 能源站建设的波折能源站的建设于2004年招标,确定了采用普惠公司2×78MW FT-8双联机组设备和相应的热水生产方案.但受到天然气供应、电力供应机制、建设模式3个因素的影响和制约,工程建设一直未能开展.规划中天然气依靠将在2006年投运的进口澳大利亚LNG接收站项目供气,气价1.5元/m3;在能源站建成到2006年之前的1年多期间,曾拟购买槽车运输的广汇LNG 为过渡气源,气价2.2元/m3.因建设推迟,未构成制约.电力供应机制是主要的制约.由于大学城项目建设进度极快,2003年7月,南方电网公司完成了岛上原有电力设施的拆除工作,付出了1亿多元的费用;并已经开始设计和着手建造220/110/10kV的输变电系统、10kV的到各用户10k V/380V变压器电缆.而DES/CCHP是一种全新的电力供应模式.显然,能源站方面应当在政府支持下主动与电网公司协商,变更输变电系统设计方案,达成DES与电网公司联网的接入系统方案、相互支持的运营方案,以及购、售电价格等技术和经济关系的合作协议.由于大学城能源站方面没有及时和主动沟通,随着按照原方案设计建造的输变电项目的不断进展,电网公司对DES项目的态度也越来越强硬,坚持执行电力法第25条,不准DES向各大学直供电,所发的电必须上网售给电网公司.在这种情况下,从2004年开始,在许多专家致信省领导、省政协委员提出提案等的敦促下,广东省政府先后4次召开广东电网公司与大学城DES的协调会,发布制定“广东省电力体制改革试点方案”的文件[5].经委托国电公司动经所起草,几易其稿,于2006年8月由省政府发布[6].这是一个妥协方案,规定一期DES发电除可直供制冷站外,余电须售给电网公司,上网价格为成本加微利.各大学仍由电网公司供电;DES南岸二期工程可直供用户.与此同时,建设模式也经历了几番变化.2005年7月,中国节能投资公司有意向接收大学城DES项目.经过几个月的考察与谈判,最终没有达成协议.2006年夏,法国达尔凯国际股份公司、中国华电工程(集团)有限公司经与广州大学城能源发展公司谈判,于8月8日在北京签订了合资意向书.协议规定由法方占股60%,其他二方各占20%,10月份组建合资公司并开始建设.后来因控股问题,协议废除.直到2007年11月,达成由电集团新能源发展公司投资占股55%,华电工程清洁能源公司EPC承包建设的协议.目前工程建设已经开始,将于2009年2月建成投运.3 广州大学城D ES/CCHP项目的启示2003年8月,国际招标网上广州大学城DES/ CCHP项目招标的消息,在国际的业界产生了巨大的反响;各国相关的公司纷纷前来.几个组团的标书,都以上述规划方案为基础,给出了较好的投入产出分析评价.鉴于该项目的内容、规模和区位条件,如果能够按计划招标、建设,成功投运,无疑将会极大地促进中国以天然气为一次能源的冷热电联供分布式能源系统的建设和推广应用.同时对天然气下游市场的开拓、城市能源供应系统的革新、电力建设的战略走向,都将产生深刻的影响.然而近5年时间过去了,在国际石油天然气价格暴涨的格局下,项目迟迟不能完成和给出全面的示范效果,加上种种原因造成过渡方案运营的售冷价格较高,使人们对该项目的可行性产生了许多疑问,并对后来陆续拟上的项目产生了负面的影响.因此,很有必要总结迄今为止的经验教训,从中得到重要的启示.3.1 电力系统的早期规划、早期协议非常重要在DES方案刚刚通过评审的2003年6月末,电网公司为了配合新上任的省委书记亲自抓的大学城重点工程,对供电系统建设抓得很紧,对DES的态度也比较积极.广东分公司技术开发部的负责人员表示,只要DES方面尽快沟通,双方共同修改输变电系统设计方案,不致影响非常紧迫的施工进度计划,在技术上是没有问题的.根据国外的DES/CCHP与电网公司多年交锋和磨合的经验,在广州大学城DES的具体条件下,双方必须尽可能早议定的事项有以下几点:・100 ・沈阳工程学院学报(自然科学版)第5卷1)建设阶段,由能源站而不是电网公司投建岛上110/10k V变电站,在110k V与电网联接,并自建10 k V供各用户的电缆网络.原来设施的拆迁费用,由省财政负担,不让电网公司吃亏.2)正常运行时,能源站通过自建10k V系统向各大学直供电,不足部分按市场价格从110k V侧向电网公司购电,并应按照季节、昼夜负荷变化规律提交年用电计划,以利于电网调度平衡负荷.3)DES停机,需由电网临时供应较大负荷时,按照国外惯例以正常电价的110%～115%支付电费; 110/10k V备用变压器的容量电费,双方协议确定,该缴就缴.4)7、8月暑假期间,DES充当电网的调峰机组,按电网调度开停机,亦按峰电价格上网.上述既是DES的成功安全运行所必须,也是双方互利双赢的前提.如果当时能够意识到在上述各点与电网公司沟通,在省政府的支持下,第一时间与电网公司达成协议,电网公司是有可能成为大学城DES项目的支持者和合作者的.因为在它的辖区内新增190MW 峰荷和8亿k W h/a的供电量,它既可以省去数亿元建设110/10kV级(以及扩充500或220/110级)输、变电设施的资金,又能够坐收容量电费和补充供电的电度电费,还可以在暑假峰荷期间得到1个2×78MW的调峰电源.这样的好事为什么不干呢!电网公司完全知道,它可以依据《电力法》第25条,阻挠能源站向大学供电,但类似的直供事实上并不乏先例.南方某大城市的1个数k m2的城区由一家电厂部分直供电,电网公司补充的部分电量也由该厂“代收电费”至今已有20年;许多大型企业也一直向附近居民售电.可见,任何法律的修改,如果没有相当多“合理但不合法”的成功实例为佐证,也都是难以推进的,何况又是省领导明确让自己支持的重点工程.问题是,由于对DES电力部分的实践经验不足,在《广州大学城能源规划》和DES方案中,没有特别阐明上述1)、3)两点具体安排,没有考虑电网公司利益的实施步骤.在规划实施的初期,也未能坚持说服决策方,抓住领导支持的有利时机与电网公司沟通解决问题.这是可供后来者借鉴的.3.2 规模化、大型的D ES/CCHP适合中国[6]国外大型的分布式能源系统(DES)数目不多,但容量很大.以美国1999年的统计数据为例,平均装机容量78MW的大型DES有27座,只占全国DES总数的2.8%,发电容量却占42.8%.而平均装机容量0.7MW的小型DES有770座,占总数的78.6%,发电容量却只占10.3%.就是说,1个大型的DES就抵得上100个小型的或更多微型的DES;但投资的经济和节能效果则好得多.我国人口众多,居住密集,90%的城市居民住在公寓而不是别墅中.目前正值城市化快速发展的历史时期,城镇化、新城区建设快速发展,现有公用建筑能量系统的改造已提上日程.采用规模为50 MW或更大的DES/CCHP系统,配合几万RT的DCS、几百万m2住房的DHS(集中供暖系统),形成高效、规模化的分布式冷热电联供系统,乃是我国建筑节能和天然气高效利用的一条极重要的战略途径,也是国际能源组织(I EA)给中国天然气市场开拓的重要建议.对广州大学城已投运的DCS和将完成的CCHP部分的调查和经济分析可以肯定上述论断.近年来正在建设及策划的几个大型DES的规划数据也表明,因同时提供冷、热水服务而获得的能效和经济收益均约为发电收益的50%以上,大大提高了天然气发电的利用效率和经济效益.随着按国家能源战略加速开发和进口的天然气陆续进入各大城市,在中国必将掀起一个建设大型DES/CCHP系统的高潮[7].3.3 南方地区基于DCS和集中供热水的大规模D ES/CCHP高效、可行[8]上世纪60年代开始出现,90年代开始在国内外大规模快速发展的区域供冷系统(D istrict Cooling Sys2 te m,DCS),类似于北方的城市集中供热系统(DHS),是在一定规模的区域内,由专门的制冷站集中制造冷冻水,通过二次管网络向各用冷建筑物输送,从而提供制冷空调服务的系统.DCS可视为超大规模的中央空调系统,不同的是,它可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅等多个用户.但它比传统的中央空调有很多优势:多个大型制冷机,总在高负荷率下运行,效率高.向同时使用系数可以小到0.7的不同种类和用冷特性的建筑物供冷,主机的装机容量和初投资可节省30%.运行管理人员少,维护质量高.噪音少,可采用氨等环境友好的制冷剂,消除CFC等对臭氧层的破坏,减少城市热岛效应,有利于采用水源热泵的地方环保优势更明显.有利于大规模采用蓄冷技术,更好地帮助电网“移峰填谷”.可提高建筑美观性和空间利用率,节省75%的在建筑内安装设备室所需的空间.目前我国的中央空调系统与家用空调能源均为电驱动,致使夏季各大电网的峰谷差越来越大.2004年上海的最高用电负荷达到16G W,其中空调负荷为第2期华 贲:广州大学城分布式冷热电联供项目的启示・101 ・8G W.2005年广东的统计也类似.规模化的DES/ CCHP梯级利用一次能源,既发电,又通过供冷和生活热水节电,再加上利用夜间低谷电制冰蓄冷,帮助电网调峰的作用很大.在广州大学城18k m2的小谷围岛上,DCS的上述6个优势除第5项外都已经得到体现.随着设计先进的控制系统的投用、运行管理的改进完善、冷负荷不断增加,以及能源站的建成,DCS系统方案的先进性和示范作用必将充分展现.最新的研究表明,采用大型DCS采用串极制冷、二次冷水11℃～15℃大温差循环、新风换冷、除湿与空间降温梯级用冷的末端新技术,可以把二次水循环系统的总费用降低30%以上,DCS的优越性将更显著[9].3.4 D ES/CCHP项目建设运营机制的思考如前所述,广州大学城DES/CCHP项目未能充分按照原定的市场机制运作.虽然成立了大学城能源发展公司,但实际上还是以政府机制开展招标、建设和运营.政府运作较多着眼于政治考虑,成本控制较松,建设进程中超预算较多.例如因设备参数、材质选择过大、过高而增加的投资不少.2#、3#、4#3个冷站的冷机全部一次到货安装完毕,而供冷负荷4年来才从20%增到50%;仅闲置设备积压资金的利息,每年就须付上千万元;因工程项目迟迟未收尾而致运行费用增加的负担也很沉重.项目5年来的经历表明,如果以包括设备公司、电力公司、工程公司、DES/DCS运营公司等的股份多元化的能源服务公司能按照市场机制来投资、建设和运营,这些都是可以避免的.4 高天然气价下的D ES/CCHP广州大学城DES/CCHP规划所依据的进口澳大利亚LNG项目的离岸价为2.85美元/MMbtu,折合到能源站的天然气价为1.6～1.7元/m3.而就在这几年里,国际能源价格经历了前所未有的持续涨价.我国最近签订的LNG长期合同的离岸价已超过9美元/ MMbtu,而国内电价并没有大的变化.这就难免使许多人对天然气DES/CCHP项目是否还能在经济上可行产生了疑问.4.1 如何认识国内天然气的消费价格发达国家从30年前开始大规模使用天然气,一直到本世纪初都在享用很低的天然气价格,当国际油价涨到60美元/桶时,发达国家如美国天然气的终端消费价格是0.33美元/m3,也不过占收入的1.65%(注意:终端消费价格并非与离岸价呈线性关系[10]).虽然增加了负担,但他们可以承受.中国则完全不同,既未发达,又须进口国际石油天然气.0.33美元/m3的价格,即使按照美元/人民币汇率7来折算,也是2.3元/ m3了.实际上广州居民炊事用天然气价为3.8元/m3,而贫困家庭月入不过1000元人民币,就算省着烧,20 m3/月,也得76元/月,占收入的7.6%.事实上中国的广大城市居民大部分还在使用价格比天然气高得多的LPG,这也是中国的恩格尔系数高的原因之一.中国对高天然气价格的承受能力,只能随着因经济快速发展而致的人民币汇率渐渐提高而逐渐增强,但这是一个渐进的、相当长的过程.中国内地四川、新疆、陕西等产气地区的消费者,曾经享受到0.5元/m3左右的低价.去年发改委宣布天然气出场价上涨0.4元/m3后,也不过1元/m3多一点.这些产气地区恰好也是经济欠发达地区,那里的天然气价格保持比广州等东南沿海稍低一个差值是可以的.这个差值应当是在两地经济发展程度对天然气价格承受能力之差所需,和西部天然气输送到东南沿海的成本两者之间,不可能过大.因为一方面,中国人均天然气资源只有世界人均的7%,进口不可避免.另一方面,过低的价格会造成浪费.因此,逐步完善征收资源税机制,可使国产与进口石油天然气价格按照市场机制的协调一致[11].4.2 D ES/CCHP是承受高天然气价格的关键技术1973年第一次“能源危机”以来,逐渐提高的能源价格,促使发达国家一直在努力提高能源利用效率.分布式冷热电联供能源系统———DES/CCHP,就是美国在1978年开始发展的.DES/CCHP是高效利用天然气的最重要途径,是节能减排的最重要手段已成共识.美国商务部的数据显示,其节能率为46%,CO2减排为30%.不论用于工业还是商业用户,都是如此.2006年所做的南方某5km2新城区一期DES/CCHP工程规划中,按照当前的经济数据对天然气价格影响系统的经济性分析表明,DES/CCHP比联合循环发电能够承受更高的天然气价格,是因为联产和就地联供的冷和热水使项目经济收益大大增加,并且天然气价格越高联供冷热的收益比重越大(见表1).4.3 D ES/CCHP在天然气下游用户中的位置我国迄今进口LNG项目的规划,都把下游用户定位于发电和城市民用.20～30年前LNG较便宜时,为了适应LNG项目“照付不议”的特点,项目初期这样安排是不得已的.而目前,在成熟的世界天然气下游消费市场中(90%是在美欧日韩等发达国家和中东、俄罗斯等产气国家),天然气主要是用作能源.其中,发・102 ・沈阳工程学院学报(自然科学版)第5卷表1 天然气价格对D ES/CCHP系统经济性的影响[12]天然气价格(元/Nm3)2.32.52.7发电税前成本(元/k W h)0.6610.7010.742扣除成本后年发电净收益(万元)1374977608年供吸收制冷用蒸汽净收益(万元)294294294年供生活热水净收益(万元)540540540总年净收益(万元)218018111442动态投资回收期(年)4.525.266.29内部收益率26.5%23.0%19.4%电和民用约占5成,其余5成是工商业的燃料,如加热炉、锅炉、采暖设施等.天然气要起到替代燃煤、节能减排的作用,民用市场容量有限,单纯发电在我国更是无法与煤电竞争,因而天然气进入工商业燃料市场,替代大量的锅炉燃料是不可避免的.简单地把燃煤锅炉改用天然气,单位热值能源价格提高3倍,任何用户都难以承担.只有抓住当前推行新型工业化道路、循环经济、节能减排、城镇化、建筑节能等的有利时机,大力采用DES/CCHP,特别是规模化的工业和建筑物DES/ CCHP,以大幅度提高能效来消化高价,降低成本,才能使我国的天然气产业快速、健康发展[13].参考文献[1]广州市城市生态可持续发展规划[R].广州:广州大学城建设指挥部,2003.[2]华 贲.广州大学城区域能源规划[R].广州:华南理工大学,2003.[3]广州大学城集约化建设中节能、环保、数字技术的集成应用—能源集约化综合利用[R].广州:广州大学城建设指挥部,2008.[4]广州大学城建设指挥部.广州大学城区域能源站BOT项目招标文件[G].广州:广州大学城建设指挥部,2003. [5]广州大学城分布式能源站供电改革试点实施方案[R].广州:广州大学城建设指挥部,2006.[6]华 贲.解读分布式能源的规模效应[J].博燃资讯,2006(18).[7]王振铭.分布式能源[C].中国电机工程协会热电联产专业委员会,2005.[8]康英姿,华 贲.区域供冷与分布式冷热电联供系统[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2006,2(4):289-293.[9]华 贲.集成创新可使中国建筑物能效加倍[J].建筑科学,2007,23(2):9-14.[10]华 贲.试论国际LNG价格走势与下游供气成本控制及价格策略[J].国际石油经济,2006(12).[11]华 贲.中国天然气产业发展刍议I———资源、价格、上游市场[J].天然气技术,2008(2).[12]华 贲.萝岗中心区能源规划[R].广州:华南理工大学,2006.[13]华 贲,龚 婕.分布式能源与天然气产业在中国协同发展的历史机遇[J].能源政策研究,2007(5):14-20.An i n spi rati on to guangzhou un i versity town’s DES/CCHP projectHUA B en(The Key La b o f Enha nce d He a t Tra n sfe r and Ene rgy Co n se rva ti o n,M i n istry o f Educa ti o n,So u th C h i na U n i ve rs ity o f Techno l o gy,Guangzho u510640,C h i na)Abstract:This paper introduced the background,schem e,p lanned perfor m ing m echanis m,as w ell as the p rogress of guangzhou un iversity tow n’s D ES/CCH P p roject;analyzed the facto rs w hich frustrated the p ro ject.Som e lesson and revelation w ere deduced:1)Early p lan and agreem ent of electricity connection to grid is significant;2)L arge scope CCH P fitted C hina;3)D ES based on D CS and hot w ater net w ork in sou thern C hina is high efficien t.Finally,based on the sensibility analysis,it’s po inted out that D ES/CCH P is the highest integrated technology w hich enab les C hina to undertake the high p rice of natural gas i m p orted from international m arket.Key words:distributed energy;gas u tilization;guangzhou university tow n。
燃气轮机冷热电联供系统分析
燃气轮机冷热电联供系统分析摘要:利用燃气轮机发电的联供系统是各国家目前普遍使用的方式之一。
利用燃气轮机发电，冷热电负荷不同，选择的形式、方案也不尽相同。
关键词：分布式能源、燃气轮机、梯级利用、以电定热中图分类号： tu996.2文献标识码：a 文章编号：目前，以天然气为主要燃料的新型分布式能源技术设备和冷热电联产系统，将能源利用和环保标准提高到一个全新的层次。
这种新型能源将从根本上改变传统的发电、供热、供冷互相分离的能源利用模式。
燃气轮机冷热电联产系统中，燃气轮机在发电的同时，回收利用其烟气的余热制冷或制热，实现在能的梯级利用基础上的冷热电联产，从而达到节能目的。
在冷热电联产系统中，燃气轮机不仅仅是动力设备，还是热的提供者。
笔者调查了国内外主要品牌的燃气轮机的相关余热特性，发现燃气轮机的排气温度都比较高，均具有很好的可用性。
例如，索拉透平公司，是全球工业燃气轮机行业的知名企业，也是美国排名前50强的出口企业。
其生产的“水星”mercury 50燃气轮机，排气温度可达到377℃,taurue60燃气轮机，排气温度可高达到510℃;国内青岛汽轮机厂生产的rf0221燃气轮机，排气温度可达到454℃, rf0391燃气轮机，排气温度可达到532℃.在制定和选择以燃气轮机作为原动机的冷热电联产系统集成方案时,应充分考虑燃气轮机的额定工况及变工况特点。
燃气轮机的余热温度高,使得余热的回收利用方式更为灵活,能够满足各种不同的冷热需要。
因此，对冷热负荷较大的用户，选择以燃气轮机作为冷热电联产能源利用方式具有潜在优势。
笔者通过调查国内外部分运行的冷热电联产系统发现，集成方式多种多样，根据需要选择性也相对灵活，主要方式包括：燃气轮机-锅炉并联、燃气轮机-余热锅炉型、燃气-蒸汽联合循环型、燃气轮机-直燃机型、燃气轮机-湿空气型等等。
具体应用方式如下：1、燃气轮机+余热锅炉+蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组此系统是一种“以电定热”的余热应用方式。
广州大学城区域供冷、供热系统 广州大学城区域供冷系统
广州大学城区域供冷、供热系统广州大学城区域供冷系统无
【期刊名称】《中国建设信息：供热制冷》
【年(卷),期】2010(000)008
【摘要】一、广州大学城区域供冷系统1.项目招标方案的考虑1）区域供冷技术在国内应用的范例比较少,没有可供借鉴的经验,该技术复杂、涉及面比较广,需要一个系统解决方案。
【总页数】1页(P24-24)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TU831.6
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5.源牌集团:广州大学城区域供冷系统成功通过性能验收 [J],
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广州大学城区域供冷自控系统
大 的 系统 提供 １Ｍｂ ｓ１０ ｂ ｓ高速 以 太 网通 讯 ， ０ ｐ／０ Ｍ ｐ 使 整 个 自控系 统 的数 据 和设 备状 态等 各种 信号 资源 可 以 在 网上 共享 。 多个 拥有 许 可证 的操作 员 ， 以在局 域 网 可 Ｌ Ｎ的任 何 位置 的 Ｐ Ａ Ｃ终 端 ， 过 Ｌ Ｎ登 录 到 自控 系 通 Ａ 统 的 网域 ， 且根 据其 不 同 的操 作权 限和等 级 ， 每一 并 对 个 控制 点进 行不 同级 别 的操作 和存 取信 息 。
关键词 ： 区域 供 冷 自控 系统 ； 控制 总线 ； 网络 ．． ．． ．
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摘要 ： 介 绍 了广 州大 学城 区域 供 冷 自控 系统 的 规模 、 系统构 成 、 网络 结 构 以及 自动 化
控 制 原理 。
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９０ ０ ０多 ， 高校 末端 板换 间 内的设 备控 制 和计 费 系统 各 监控 点数 约 １ ０ ２００个 。 将整 个 区域供 冷 系统综 合起 来 考虑 ，其 控制 对 象 为各 校 区末端 供冷 系 统 ，控 制变 量 为校 区末 端供 冷 系 统冷水 供 水 的实际 温度 ，执 行机 构 为热 交换 器前 旁 通 调节 阀 ， 节设 备 为冷水 二次 变 频泵 ， 系统将 旁 通调 调 本 节 阀的开 度调节 作 为 内环调 节 ，实现 对各 校 区末端 供 冷 系统 冷水 供水 温度 的控 制 ，将 管 网压差 和冷 水 的供 水 温度 作 为外环 调 节 ，实 现 对校 区末 端供 冷系 统 冷水
广州大学城区域供冷、供热系统 广州大学城区域供冷系统
低至 １． ０６万 Ｒ 减 少 ３ ％ ， 省设备投 资约 Ｔ。 ８ 节
７亿 ～ ８亿 元 。
２ 系统慨 、 兄
少， 没有可供 借鉴的经验 ， 该技 术复杂、 涉及面 比较广 ． 需要一个 系统解决 方案。 ２） 目的 建设 需 要 一 个 有 类 似 项 目经 验 项 的熟悉设计 、 建设 、 系统核心设 备、 相关技术服 务等环节的集成商。 ２ 方 案设 计 ． 包括冰蓄冷技 术的冷源工 艺方案设计 、 自 控 系统的方案设计 。 以及整个系统 总集成 。 ３ 已 建 成 系统 （ 个 冷 站 ）冷 站 、 外 主 ． 三 ： 室 管 网 、 端换 热 间 末 冷 站 占地 面 积 ： ．２万 ｍ １９ ； 建筑面积 ： ．６万 ｍ ２９ ； 总装 机 容 量 ：０６万 冷 吨 ； １． 总蓄冰量 ：５３万冷吨 时； ２． 供冷面积 ：５ ３ ０万 ｍ ： 主要设 备： 双工况制冷主机 ２ ５台 、 金属 冰 盘管 ３ ２套 、 ４ 冷却塔 ２ ５台、 冷却 水泵 ２ ５台、 冷 冻水泵 ５ ０台、 板式换热器 ２ ５台。 ４ 运营基本情况 ． 系统 从 ２ ０ ０ ４年 ８月开始投 入运行 以来 ， 满足 了大 学 城 各 高 校 不 同 时 期 的 用冷 需 求 。 ５ 社 会 环 境效 益 ．
广州大学城 区域供冷 ～ 供热 系统
广 州大学城 区域供冷 系统
一
、
广州大学城 区域供冷系统
１ 节约能源： 】 比传 统 空调 节 能 ３ ％。空 调 ５ 面 积 ３ ０万 ｍ 装 机 容 量 由 １ ． Ｒ 降 ５ 的 ７２万 Ｔ
１ 项 目招标 方 案 的 考虑 ． １ 区域供冷技 术在 国内应用 的范例 比较 】
备 兰 ． 站－ 站 ∞甘 －罂 百 嘲 硼 删－ ¨ 坩 ∞ 里
区域供冷系统采甩混水器替代板式换热器实现直接供冷应用实践
据该 原理 ，提 出 了一种 用混 水器 替 代板 式 换 热器 的
１ 引 言
在 区域 供冷 系 统 中 ，中央供 冷 站将 空 调冷 冻 水 输送 至 各用 冷建 筑 的换热 间 。在 换 热 间 内 ，冷 源侧 和 负荷 侧 的热量 交换 通 常采 用板 式 换 热器 ，区域 供 冷循 环 冷冻 水 与 建 筑 物 内的循 环 冷 冻 水互 相 隔 离 。
建 筑 工 业 出 版 社 ，１９ ９３
［ ］ 张锡虎 ，张威严 ． 通器 和混水器 在一 二次水 系统 中 ２ 连 的应用 ［］． Ｊ 暖通 空调 ，２０ ，３ １ ） ７— １ ０ ５ ５（１ ：６ ７
［ ］ 明慧玲 ，郁 文红 ，吴曦 ． ３ 供暖空 调水系 统 中的混水 问
题 ［］． Ｊ 节能 ，２０ ，４ ２—２ ００ ：２ ４
韦 国华 ，巫 术 胜
（ 广州大学城能源发展有限公司，广州 ５００ １ ６） ０
［ 要］ 提 出了一种在 区域供 冷系统 的换热 间用混水 器替 代板式换热器的方案 。该方案具有造价低 、施 工 摘 简单 、换热效率 高的优点 ，可应用于 区域供冷或供热 系统的工程实践 中。 ［ 关键 词］ 区域供冷 ；混水 器 ；板 式换热器
中。
改造 后 区域供 冷 系统建 筑 Ａ及 附近建 筑 的运行
数 据见 表 ２ 。
表 ２ 改造前后运 行数 据
（）区域 供冷 系统 用 户多 样 ，应 该根 据 具体 的 ２ 实 际情 况采 用不 同 的系统 形式 。
广州大学城区域供冷系统论证、设计、建设及运营
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不同制冷方案及不同冷站数量的运行费比较
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分析比较的结论是: 1) 在全岛设4~5个冷站,并建议供冷 半径不宜超过1.5公里.每个冷站规 25000~30000RT(根据其他国家的经 验,这个规模下的冷站单位冷吨初投 资较合理). 2) 实际实施中,根据用户的变化确定 为设4个冷站,供冷半径扩大到2~3公 里.
华南理工大学建筑设计研究院 王钊 高级工程师
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广州大学城区域供冷系统论证, 设计,建设及运营
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主要内容 一,项目背景及工程概况 二,能源规划 三,方案论证及工程设计 四,几个问题的讨论 五,经济分析 六,总结
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煤 直接能源 石
炭 油 发 电 输变电
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17.4万KW 17.4 万KW 10.23万KW 10.23 万KW
30%蓄冰 常规 约4～5万 COP=3.7 转移30% 6 万KW 峰值负荷 KW COP=3.1 按COP=3.9
按COP=2.7
天然气 其他能源
减少能源开发量 减少输变电设施 减少发电设施
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1) 管网的冷损失:温升宜小于0.5~0.8℃, 或冷损失宜小于4~6% ; 2) 管网投资:占总投资的比例不宜大于 8~12%; 3) 二级泵输送能耗:占总能耗的比例不宜 大于10~15%.
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按设计的工艺流程， 系统分为 ５ 种运行工况： 融冰 工 况 、制 冰 工 况 、主 机 工 况 、边 融 冰 边 制 冷 工 况 和 边 主 机边制冰工况。系统根据负荷情况和系统状况自行决
４ 号冷站控制室
３ 自控系统
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
该项目建成以后， 整个区域供冷系统 将在一个总控制中心的控制下工作， 并在 大屏幕上清晰地显示系统的运行状况。
自控系统可监控冷站设备的运行状 况 ， 管 网 的 温 度 、流 量 和 压 力 ， 末 端 板 换 的 温度、压力和启停， 并集中由各冷站的监控 室操作。其中， １ 号冷站自控系统作为总控 站 可 对 ２ 号 、３ 号 、４ 号 冷 站 的 设 备 进 行 远 程操作。值得一提的是： 通过自控系统， 冷 站设备可根据负荷的变化自行决定各种设 备投入台数并自动启停相应设备， 真正做 到无人值守的全自动控制。
管网采用直埋式保温钢管， 最大直径为
冷水机房设于二层， 冷却塔设于三层天面， 冷却塔 进出水温度为 ３８℃／３２℃。 冷 水 供 、 回 水 温 度 为 ２℃／ １３℃。
一层为蓄冰间， 设置 ４ 个混凝土蓄冰槽， 槽内放置 蓄冰盘管， 主机蓄冰工况时由二次载冷剂（ 乙二醇） 流 经蓄冰盘管将蓄冰槽内水制成冰。当融冰工况时， 一 次冷水流经蓄冰槽内的翅片盘管将冰槽内的冰融化， 制出低温冷水（ １～２℃） 。主机空调工况时， 二次载冷剂 （ 乙二醇） 流经板式换热器与一次水热 交 换 ， 制 出 ６℃ 温度的冷水。
管网未设补偿器， 利用自身补偿及土壤摩擦补偿。 管网 ＤＮ６００ 以上阀门设伸缩补偿器保护阀门和方便 管道维修。
管网分两期建设， 于 ２００４ 年 ９ 月完成一期工程， ２００５ 年 ９ 月完成二期工程， 并同期投入供冷， 管网系 统图参见图 ２。
２．３ 末端换热系统
定运行工况， 并自动投入相关设备， 参见图 １。 冷站分两期建设， 于 ２００４ 年 ９ 月完成一期工程，
区 域 供 冷 系 统 制 冷 总 装 机 功 率 ３７．６ 万 ｋＷ， １ 号 冷站采用溴化锂和常规电制冷机组， ２～４ 号冷站采用 冰蓄冷系统， 总蓄冰量达到 ９４．９ 万 ｋＷｈ， 建成后将成
为全球第二大冰蓄冷区域供冷系统， 仅次于美国芝加 哥市 ＵＮＩＣＯＭ 区域供冷项目（ １０９ 万 ｋＷｈ） 。
广州大学城位于番禺区新造镇小谷围岛及南岸地 区， 总体规划面积 ４３．３ｋｍ２， 可容纳 ２０～２５ 万学生， 规划 总人口 ３５ 万人。已建设的小谷围岛约 １７．９ ｋｍ２， 已入 住 中 山 大 学 、华 南 理 工 大 学 、华 南 师 范 大 学 、广 东 外 语 外贸大学、广东工业大学、广州大学、广州中医药大学、 广东药学院、星海音乐学院、广州美术学院等 １０ 所高 校， 是华南地区高级人才培养、科学研究和交流的中 心， 学、研、产一体化发展的城市新区。
总 第１１６期 第２８卷
技术交流
制 冷 空 调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ 与电力机械
自 控 系 统 通 过 监 控 冷 站 设 备 、管 网 和 末 端 的 参 数 并进行分析， 自行选择最高效的运行方案。冰蓄冷系 统实现了用电的削峰填谷， 并有效提高了区域供冷系 统的稳定性。
ＤＮ１２００， 埋 设 在 地 下 ， 管 道 保 温 材 料 采 用 聚 氨脂发泡材料外加 ＰＥ 保护层。这种保温方式有效降 低了管网的温升， 实测管网温升为 ０．５℃， 比设计理论 值 １℃更为令人满意。管网温升的降低令整个区域供 冷系统的效率提高了约 ５％。
管网为双管异程呈树枝状分布， 在总管和部分支 管的必要处设置了压力调节功能阀以平衡管网压力， 并通过自控系统调节冷站内二次冷水泵变频节能运 行， 并保证管网最不利点的压差也能达到供冷要求。
ＲＣ ＳＥＲＶＥＲ
ＯＳＭ
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＯＳＭ
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＯＳＭ
工 业 以 太 网 ， １００Ｍ， ＴＣＰ／Ｐ
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＯＳＭ
３ 号冷站控制室
４ 工程进度及运行情况
冷源系统 冷源系统 最不利点压差传感器
一级泵
水力平衡管
１′
２′
３′
由于能源站未能提供蒸 汽的准确参数， 影响了溴化
锂制冷主机的选型，１ 号冷
图 ２ 管网系统图
站 的 建 设 计 划 于 ２００７ 年 竣 工。２ 号～４ 号冷站的建设已基本完成， 于 ２００５ 年 ５ 月
水温差 ５℃。建筑物内的冷水输送系统把经过水—水 板式换热器所获得的冷量输送到各房间。
７７ Ｎｏ．４／２００７ 总 第１１６期 第２８卷
制 冷 空 调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
与电力机械 ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
技术交流
冷站 冷 站 ＰＬＣ 控 制 路
１＃ 换 热 站
ＰＬＣ
２＃ 换 热 站
３＃ 换 热 站
变频路 变频路 变频路
图 １ 工艺流程图
序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
名称 双工况冷水机组 超低噪声冷却塔
冷却水泵 乙二醇泵 一次水泵 二次水泵（ 变频） 二次水泵（ 变频） 蓄冰装置
９
板式换热器
１０
纯乙二醇溶液
设备型号
数量
７０３２ｋＷ／５０２７ｋＷ
９台
１６００ｍ３／ｈ
９台
Ｑ＝１１８４ｍ３／ｈ， Ｈ＝２６ｍ
９台
Ｑ＝１０７２ｍ３／ｈ， Ｈ＝４１ｍ
中图分类号： ＴＢ６５， ＴＵ８３
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００６－ ８４４９（ ２００７） ０４－ ００７６－ ０４
０ 引言
改革开放２０ 多年来， 广东的经济、科技、教育等各 项事业发生了翻天覆地的变化， 社会经济的迅速发展 对教育尤其是高等教育的发展提出了更高要求。为此， 广州市政府和广东省高教厅在省委、省政府的支持下， 建设广州大学城。
换热间设置了计费和控制系统。计费系统通过检
实现一期供冷， ２００５ 年 ９ 月实现二期供冷。 从 ２００４ 年 ９ 月试运行以来， 区域供冷系统一直正
常运行。目前， 因为大学城的进驻学生只有 １２ 万人， 未
测冷水的流量和供回水温差， 并实时积分计算出末端 的用冷量； 控制系统通过监控用户侧的供回
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
广州大学城的空调负荷主要是 １０ 所高校及南北 两个商业中心区， 需冷装机容量为 ５２ 万 ｋＷ。而有明 确及稳定的冷负荷、平均冷需求密度高， 是实施区域供 冷系统的客观技术条件。整体广州大学城的空调供应 采用区域供冷系统。
１ 系统概况
广州大学城区域供冷系统共设 ４ 个区域供冷站， 其中小谷围岛上 ２ 号、３ 号、４ 号冷站分别位于华南理 工大学、商业中心北区及广州美术学院旁， １ 号冷站位 于南岸能源站内。
２００５ 年 ９ 月完成二期工程。２００６ 年 ８ 月冰蓄冷系统 及自控系统投入运行。
管网连接着末端 ２９８ 个热交换间和 ３８２ 个水—水 板式换热器， 为大学城 ４００ 多幢建筑物供冷。板式换 热器的换热能力从 １２５～２５００ｋＷ 不等， 热交换时管网 侧的设计供回水温差为 １０℃， 单体建筑侧的设计供回
制 冷 空 调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
与电力机械 ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
技术交流
广州大学城区域供冷系统
邱东
（ 广州大学城能源发展有限公司， 广东 广州 ５１１４３６）
摘要： 介绍了广州大学城区域供冷系统的规模、系统构成、自控系统和运行能耗。 关键词： 区域供冷； 冰蓄冷； 自控系统
中央控制室
水温差和流量， 调节电动阀的开度以达到节 能高效运行。末端换热系统图参见图 ３。
１ 号冷站控制室
ＥＬＭ
２ 号冷站控制室
电 动 调 节 阀 Ｔ１ 温 度 计 Ｔ３
电动蝶阀
温度计 Ｔ２
三级泵 末端用户
图 ３ 换热站系统图
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＲＣ ＳＥＲＶＥＲ ＯＳＭ
三级泵
三级泵
三级泵
Ｔ３
Ｔ４ Ｔ３
Ｔ４ Ｔ３
Ｔ４
Ｔ１
Ａ
Ｔ２ Ｔ１
Ｂ
Ｔ２ Ｔ１
Ｔ２
Ｋ－ ３
１
二级泵
２
３
自控系统由中央控制室 的 服 务 器 、 图 形 工 作 站 、１ 号～４ 号冷站监控系统、末端 计费及控制系统和现场传感 器、执行器组成， 通过 １００Ｍｂ／ｓ 工业以太网、１２Ｍｂ／ｓ ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＤＰ 现 场 总 线 、 ＲＳ４８５ 线共同组成集散控制 系统， 参见图 ４。
功率， ｋＷ
１８．５×３ １１０ ２５０ １３２ ２５０ ４００
２．２ 管网
冷站制备出来的冷水由二级水泵通过管 网输送到各用户。校区单体建筑内部冷水管 网通过热交换站的板式换热器与冷站管网进 行冷量交换。
每个冷站的供冷半径为 ２．５ｋｍ， ４ 个冷站 对应的管网总长约 １１０ｋｍ。由于采用 １０℃的 大温差送水， 管网的管径可以大大缩小， 输送 水泵的功率也降低了很多， 从而减少了管网 和水泵的初投资。
９台
Ｑ＝８７２ｍ３／ｈ， Ｈ＝４１ｍ，