华电集团着力打造分布式能源新亮点

      近年来，我国火电装机容量快速增长，电力能源在一次能源中的比重占41.72%，但仍不能满足经济持续快速发展的用电需求，给环境也带来了严重污染。目前的供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统，在电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积的停电甚至是全网崩溃，2008年冰雪灾害造成的郴州停电事件，就是由于没有分布式能源系统的支持，造成了电力供应持续15天的中断。另外集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化，而为短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低，电力产业如何高效、节能发展面临着新的选择。
　　
　　分布式能源以其环保、高效、灵活的运行方式脱颖而出，目前已被世界各国所重视，与区域网并联运行的发展趋势也越来越明显。从上世纪70年代末期到现在，美国已有6000多座分布式能源站；英国只有5000多万人口，但分布式能源站就有1000多座；丹麦20多年来国民生产总值翻了一番，但能源消耗并未增加，环境污染也未加剧，其奥妙之一就在于丹麦大力提倡科学用能，扶持并积极发展分布式能源，将电、热、冷产品的独立生产方式转变为高能效、高科技含量的电、热、冷联产，以提高能源利用效率支持国民经济的快速发展。
　　
　　所谓分布式能源，是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将冷、热、电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷、热、电能的系统。分布式能源的核心在于通过冷、热、电三联供技术，它利用十分先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电，对做功后的余热进一步回收，用来制冷、供暖和生活热水。从而实现对能源的梯级利用，提高能源的综合利用效率。这种系统尤其适用于宾馆、饭店、高档写字楼、高级公寓、学校、机关、医院以及电力品质及安全系数要求较高和电力供应不足的单位或地区。
　　
　　分布式新能源无与伦比的优势引起了华电集团的高度关注，中国华电集团新能源发展有限公司投资建设的广州大学城分布式能源站已经建成投产，为我国分布式能源的发展开辟了先河，树立了成功典范，也在一定程度上预示着中国智能电网时代的到来。
　　
　　广州大学城分布式能源站位于广州大学城二期，占地面积11万㎡，是广州大学城配套建设项目，为广州大学城一期18万平方公里区域内的10所大学提供冷、热、电能三联供，是目前全国最大的分布式能源站。能源站规划容量为4×78MW，分二期建设，一期2×78MW已于2008年7月28日正式开工建设，2009年10月份实现“双投”。
　　
　　广州大学城能源站以天然气为一次能源，通过燃气-蒸汽联合循环机组发电，利用发电后的尾部烟气余热生产高温热媒水，用于制备生活热水和空调冷冻水，向广州大学城区域同时提供冷、热、电三种能源，是典型的分布式能源系统。
　　
　　广州大学城分布式能源站的建设为探索适合我国国情的区域分布式能源站的发展之路进行了有益尝试，经过近半年的运行，分布式能源的优势尽显无疑。
　　
　　——“先行先试”的广东精神与“诚信、高效、合作、服务、环保”的华电形象相得益彰
　　
　　为高质量、高标准地建设生态环保集约型的广州大学城，完善大学城基础设施，满足大学城区域集中供电、供热、供冷的需要，实现能源梯级利用，提高能源利用效率，2003年，在国内对分布式能源还不认知的情况下，广东省政府拿出“先行先试”的精神，决定在广州大学城规划建设一个有利于可持续发展、环境友好、节约能源、提高城市水平的新型先进能源供应系统——分布式能源系统。经过反复论证，广东省发改委于2005年9月核准批复广州大学城分布式能源站（核准文号：粤发改能[2005]685号）。2006年12月，由于机组选型等原因，对大学城能源站建设规模略做调整，并重新予以核准批复（核准文号：粤发改能[2006]1051号），调整后大学城能源站建设规模为2×78MW燃气-蒸汽联合循环机组。
　　
　　2007年12月12日，中国华电集团新能源发展有限公司为实现华电在粤发展零突破，树立华电“诚信、高效、合作、服务、环保”的良好形象，在广州市政府的支持下，与原项目法人单位广州大学城能源发展有限公司就项目合作签订了《合资合同》，双方按55%：45%的股比合作投资广州大学城分布式能源站。
　　
　　大学城能源站一期规划容量为156MW，建设两套FT8-3燃气-蒸汽联合循环机组，预留两套扩建场地。本工程燃气轮机发电机组为美国普惠公司的FT8-3SwiftPac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。
　　
　　——综合利用效益显著
　　
　　大学城能源站两台（套）机组分别于2009年10月20日和10月21日通过“72+24”小时试运行，全面转入生产运营。分布式能源系统建设在大学城区域负荷中心，可以实现区域所需各种能源的就地生产、就地供应，最大限度地减少了能源输送损耗。由于能源的梯级综合利用以及能源输送损耗最小，一次能源的综合利用率得到大幅度提高。由于该项目符合国家发改委《我国天然气利用政策》中关于优化天然气使用结构、提高资源利用效率、促进天然气市场健康有序发展的有关规定，属于天然气优先类用户，在广东省节能调度排序中仅次于水电和核电机组，列火电机组第一名，使大学城能源站具有较强的市场竞争力。
　　
　　高效能再加上节能调度排序的优势，使得大学城能源站一投入运营便取得了良好的社会效益。最大限度保证了大学城区域用户，特别是十几万师生的日常热能需求，为大学城的正常、稳定运行提供了能源保障，取得了良好的综合效益。截至2010年2月底，公司实现安全生产131天，累计发电2.75亿千瓦时，实现上网电量2.7亿千瓦时，对大学城累计供应热水20万吨，低压蒸汽5000吨。各项排放指标、氮氧化物、厂界平均电场强度、平均磁场强度等指标均远远低于国家排放标准，生活污水及工业污水基本做到零排放，各项性能参数均达到或接近设计水平。2010年初的寒潮侵袭广州市，大学城能源站保证了大学城区域的热能供应，受到了大学城区域10所大专院校及省、市领导、电网公司的高度好评及充分肯定，获得了良好的经济效益、社会效益和环保效益。
　　
　　——循环经济节能高效
　　
　　大学城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，还采取多种措施实现能源的梯级利用，进一步提高了能源的利用效率。首先利用余热锅炉尾部烟气制备热媒水，余热锅炉尾部热水加热器把热媒水从60℃加热到90℃，部分热媒水送到大学城热水制备站的水水热交换器加热高质水，向大学城用户提供热水，部分作为能源站集控楼和办公楼中央空调溴化锂机组的热源。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。
　　
　　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78%。而且经余热利用后，余热锅炉排烟温度由140℃降至90℃左右，对环境的影响降至最低。大学城能源站现已向广州大学城区域内的10所大学及周围用户约20万人提供全部生活热水、空调冷冻水和部分电力。
　　
　　——清洁能源绿色环保
　　
　　广州大学城分布式能源站以洁净的天然气为燃料，而且采用先进的燃气轮机发电设备，大大减少了NOX、SO2、TSP等污染物的排放，其中NOX排放与同规模常规燃煤发电厂相比减少了80%，与燃气电厂的国家排放标准相比减少了36%；由于采用的是LNG，SO2、TSP的排放几乎为零；CO2排放与同规模常规燃煤发电厂相比减少了70%。
　　
　　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。
　　
　　广州大学城分布式能源站实现了“安全、高效、节能、环保”的理念，被广州电网确定为“保亚运”供电具备黑启动能力的重要电源点。
　　
　　——分布式能源前景广阔
　　
　　发展分布式能源，将是我国提高能源使用效率、实现能源集约化发展、保证经济社会可持续发展的重要途径之一。分布式能源在中国已经由理论探讨进入工程开发阶段。华电新能源公司总结大学城能源站的设计、建设和运营的经验后，对开发大学城式的区域式分布式能源系统有了更深刻的体会，传统的火力发电厂，煤燃烧的利用率是35%左右；用煤做燃料的发电、供热的热电厂，能源利用率在45%左右；而大学城能源站的能源利用效率在78%的基础上还有提高的余地。
　　
　　广州大学城分布式能源站的建成投产，是对解决我国能源面临的效率、结构、安全、环境等问题所做的一次积极探索和有益尝试。继大学城能源站投入商业运营后，华电新能源公司以此为契机，加大了分布式能源的开发力度，目前在中石油管线途经的我国经济相对发达的地区（天津、上海、南昌、沈阳、长春等）开展了一批分布式能源项目的前期工作，期望通过更多的项目，为我国分布式能源的发展积累经验，并为我国分布式能源的进一步推广做出更大的贡献。