1、天然气 分布式能源技术发展现状及应用分析上海航天能源股份有限公司分布式能源与 动力装置事业 部9/2/2012上海航天能源股份有限公司简介v上海航天能源股份有限公司 （ SAE） 的主要股东：中国航天科技集团公司（ 67%）上海燃气集团有限公司（ 10%）等v上海航天能源股份有限公司主要业务部门： 信息化集成系统事业部 工程项目营销部 分布式能源与动力装置事业部 美国 Capstone微燃机中国区代理 德国 MWM燃气内燃机合作伙伴 中国城市燃气协会分布式能源专委会常务副主任单位 上海市天然气供应保障与高效利用工程技术中心上海航天能源股份有限公司简介v上海航天能源股份有限公司投资的主要子公司：
2、 上海飞奥燃气设备有限公司（ SAE 60%、 Italy Fiorentini 40%） 上海皆科管道系统有限公司（ SAE 51%、 Italy GECO 49%） 常熟上海飞奥压力容器制造有限公司 上海舜华新能源系统有限公司v重要生产基地： 江苏盛伟压力容器制造有限公司 辽宁汇中能源科技有限公司上海航天能源股份有限公司简介v上海航天能源股份有限公司的主营业务：天天 然然 气气 输输 配配 天天 然然 气气 应应 用用天天 然然 气气 采采 输输快开盲板清管装置调压站站控系统 （系统类（系统类 ） LNG气化站控制系统燃气管网地理信息系统气体压力调节系统天然气增压站燃气管网监控和数据采集系
3、统 燃气管网输配调度管理系统 燃气电厂处理系统天然气分布式能源系统CNG汽车加气站智能流量调节系统分布式能源技术发展现状及应用分析v分布式 能源技术 发展 现状v分布式 能源技术 政策及规划v分布式能源技术组成v分布式能源技术装备及 选用v分布式 能源技术 应用评估分析v分布式能源技术的应用案例介绍（宾馆酒店、医院、办公楼、 工业等 ）天然气分布式能源发展 现状 分布式能源在我国提出已有 30多年，项目研究和示范也已有 10多年。比较典型的早期项目就是上海浦东国际机场项目。 国务院研究室在 2011年初分布在北京、上海、重庆和广东召开座谈会，并于 4月向国家最高领导机关提交 “ 关于加快天然气
4、冷热电联供能源发展的建议 ” 。2011年 10月四部委发布 关于发展天然气分布式能源的指导意见 ；2012年 3月温总理在 政府工作报告 中提出 ： “ 加强用能管理，发展智能电网和 分布式能源 ， 等有效的管理方式。优化能源结构， 推动传统能源清洁高效利用 ， ” 。上海浦东机场 4000kW燃气轮机和余热蒸汽锅炉组成的 CHP系统分布式能源系统组成v 2011年 10月，国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部和国家能源局联合发文 关于发展天然气分布式能源的指导意见 （ 发改能源 20112196号 ） ： 天然气 分布式能源是指利用 天然气为燃料 ，通过 冷热电三联供等方式 实现能源的梯
5、级利用， 综合能源利用效率在 70%以上 ，并在 负荷中心就近 实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有 能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等 优点。分布式能源技术政策、规划及规范v （一 ）国家 发改委 “ 十二五 ” 新能源产业发展规划纲要 明确提出“ 促进分布式能源系统的推广应用 ” 。同时，国家能源局委托中国城市燃气协会组织开展 “ 十二五 ” 天然气分布式能源发展形式、国内外市场和技术示范、相关标准规范、与智能电网关系等问题的专题 研究。v （ 二）国家出台了 关于发展天然气分布式能源的指导意见 。 20
6、11年 10月，国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局联合下发的关于发展天然气分布式能源的指导意见提出： “ 十二五” 初期启动一批天然气分布式能源示范项目， “ 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 。分布式能源技术政策、规划及规范v （ 三）分布式能源发电上网的相关技术规范正在审定之中。2011年 6月 21日，由中国电科院牵头承担的国家电网公司 分布式电源接入配电网测试技术规范 企业标准评审会在北京召开。目前该规范通过评审并已上报国家能源局待审批，该规范发布后将成为国家标准指导分布式能源行业发展 。v （
7、四）国家即将出台 分布式发电管理办法 。该 办法提出 “通过资金补贴、多余电量向电网出售、赋予投资方电网设施产权等措施大力刺激分布式能源发展 ” 。 “ 多余电量向电网销售” 不仅可以增加分布式能源投资方的收入，鼓励其提高发电量，而且有利于增加电力供应，缓解电力紧张。赋予投资方并网接入点用户侧系统设施产权的规定保障了投资者利益，激发了投资者积极性和主体意识，为分布式能源的发展注入了活力。同时，在税收方面实行 “ 两免三减 ” 优惠政策，优先实施并网和上网，并提出了天然气发电上网电价补贴和天然气供气价格上的优惠标准。分布式能源技术政策、规划及规范v（ 五 ） 国务院关于大力实施促进中部地区崛起战
8、略的若干意见 2012.8.31 因地制宜推广分布式新能源 发电； 扎实 推进江西 南昌国家低碳城市试点，适当扩大中部地区低碳省份和低碳城市试点 范围； 加大工业、建筑、交通等领域节能工作力度，推进重点节能工程建设 。加大 惩罚性电价、差别电价实施力度和范围。加快推行合同能源管理，大力发展节能环保产业。v分布式能源技术是 一项系统技术 ，跨专业多学科，项目可 复制性差v包含 ：v发电 技术v制冷 、供热技术v配电技术v并网 上网技术v建筑节能 技术v燃气 供应、给排水v运营 与系统 控制等分布式能源系统组成分布式能源系统组成v 关于发展天然气分布式能源的指导意见 提出：重点 在能源负荷中心建设
9、 区域分布式能源系统和 楼宇分布式能源系统 ，包括城市工业园区、旅游集中服务区、生态园区、大型商业设施等。分布式能源系统应用类型 v楼宇 分布式能源系统 多用于医院、宾馆、商场等单栋或数栋建筑，装机容量为 MW级，多 采用小型燃气内燃机及微型燃气轮机等小型动力装置作为原动机。 v区域 分布式能源系统 多 用于 CBD、工厂、混合型社区等多栋建筑构成的区域，装机容量为 10MW级，多 采用 大 型燃气内燃机、燃气轮机 或燃气蒸汽联合循环为原动机。 主设备 是否具有连续运行能力，可靠性如何？发电效率、余热的品质考虑实施现场的安装条件、环境条件（振动、噪声、排放）机组的维护保养、全寿命周期费用自动控
10、制要求设备选用关注点燃气轮机燃气内燃机微燃机动力设备 余热利用设备余热回收器余热吸收式冷温水机组供能设备及其选用项目 燃气 发动机 小型 燃气轮机 微型 燃气轮机单机功率 3 22000kW 500 20000kW 30 200kW发电效率 30 46.8% 25 41% 2433%NOx排放 小于 100ppm 小于 25ppm 小于 9ppm热电比 热电 比较小 热电 比大 热电 比大余热品质 余热 品质佳， 500度烟气 余热 品质佳， 500度烟气 余热 佳，烟气 300度体积重量 较重 、 体积较大 重 、体积大 体积 小、重量轻噪声 噪声 大，通常大于 100dB 噪声 大，通常大
11、于 100dB 噪声 小于 75dB（ 1m）其他余热 回收复杂天然气 进气压力一般不小于 1.6MPa，需要增压设备可 多台组合，灵活可靠，可直接接溴化锂直燃空调系统 外围设备多、基础投资大，一般需要独立的厂房需要 独立的厂房数字化 控制，可远程管理；无外围系统、无需专用厂房动力设备比较供能设备及其选用燃气发动机一览国外 日本洋 马 5 350西班牙高斯科 尔 304 1204美国康明斯 995 2000奥地利 颜 巴赫 294 4029德国 MWM 400 4300三菱重工 315 5750德国曼 8538 17076德国 TES 100 2000芬 兰 瓦 锡兰 4343 18759美国
12、瓦克夏 220 3234美国卡特彼勒 125 3860德国 MTU 116 2145国内 广 柴（中速） 750 1000济 柴 5 580河柴 160 1100胜动 24 600小型 燃气轮机 日本川崎 610 17370德国西 门 子 5400 19100美国索拉 1210 15000小型燃气轮机一览美国 Capstone 30 1000意大利 Turbec 100 600美国 FlexEnergy 250宝曼 Bowman 80英格索兰 Ingersoll-Rand 70250微型燃气轮机一览v 航空发动机技术v 30kW、 65kW、 200kW600kW、 800kW、 1000kW
13、v 适用多种燃料v 超低排放量 (9 ppm NOx)v 室内、室外或楼顶均可简易安装v 维护管理简单、便捷v 可并网或孤网运行v 可靠性高Capstone微型燃气轮机Capstone 微型燃气轮机 往复式内燃机21压缩机叶轮永磁铁 透平叶轮成百上千个运动部件涡轮机仅此一个运动部件比较无油系统Capstone 燃气轮机 往复式内燃机 无油系统 无润滑剂 /润滑系统 无过滤器 无分离器 无泵 无风扇 无储油罐 无散热器22以下情况内燃机可能会出现拉缸机油温度过高，润滑油黏度降低；润滑油位过低；润滑油脏或主油道有异物润滑油中进水；润滑油泵故障；设备安装简单方便可以室外布置微燃机集成度高，无需外部辅
14、助设备可以实现模块化分布式供能系统可构建具有 UPS功能的分布式供能系统微燃机日常维护工作量极少，基本免维护微燃机特点比较基本免维护Capstone 燃气轮机 往复式内燃机保养周期表 （以 Caterpillar为例）没有按此所述进行正确的保养将会导致发动机性能下降和 /或加速发动机部件的磨损。 40,000小时大修，无小修，无需保养 20年设计寿命 平均每年计划维护时间不超过 4小时，大修计算在内 大部分部件可以在运行中更换8000 小时 更换燃料过滤器更换空气过滤器更换点火器20,000 小时 更换喷嘴更换热电偶更换电池板40,000 小时 发动机维修需要时保养轴承（滚珠轴承） 润滑冷却系
15、统冷却液液样（ 2 级） 取样发动机空气滤清器滤芯 更换燃料计量阀 检查发电机 干燥处理发电机组 测试绝缘材料 测试大修考虑事项旋转整流器 测试空间加热器 检查节气控制阀（油门） 检查气门杆凸出量 测量 /记录变阻器 测试绕组 测试每日保养空气启动马达润滑器油位 检查空气罐中的水气和沉积物 排放轴承温度 测量 /记录冷却系统冷却液液位 检查发动机空气滤清器保养指示器 检查发动机机油油位 检查燃料系统燃料滤清器压差 检查除烟滤清器压差 检查发电机 检测发电机负载 检查功率因数 检查定子绕组温度 测量 /记录电压和频率 检查围绕发动机检查每周备用发电机组保养建议最初的 250 个工作小时曲轴箱窜气
16、 测量 /记录气缸压力 测量 /记录气门杆凸出量 测量 /记录 每 250 个工作小时蓄电池电解液液位 检查发动机机油油样 取样除烟滤清器 排放最初的 1000 个工作小时冷却系统冷却液液样（ 1 级） 取样冷却系统补充用冷却液添加剂（ SCA） 测试 /添加发动机转速 /正时传感器 清洁 /检验每 1000 个工作小时后冷器冷凝器 排空交流发电机 检查皮带 检查 /调整 /更换曲轴箱压力 测量曲轴减振器 检查发动机曲轴箱呼吸器 清洗发动机机油 更换发动机机油滤清器 更换发动机气门间隙和桥臂 调整燃气压力调节器冷凝水 排放软管和卡箍 检查 /更换点火系统正时 检查 /调整空气进气系统 检验水箱
17、 清洁水泵 检查每 2000 个工作小时冷却系统冷却液液样（ 1 级） 取样冷却系统补充用冷却液添加剂（ SCA） 测试 /添加发动机转速 /正时传感器 清洁 /检验发电机组振动 检验定子引线 检查每 3000 个工作小时点火系统火花塞 更换每 4000 个工作小时空气启动马达润滑器油杯 清洗压缩机旁路 检查曲轴箱窜气 测量 /记录气缸压力 测量 /记录发动机的固定 检查发动机保护装置 检查启动马达 检查每 8000 个工作小时冷却系统冷却液液样（ 2 级） 取样除烟滤清器滤芯 更换旋转整流器 检查涡轮增压器 检查水温调节器 更换在 10000 至 20000 个工作小时之间大修（发动机上部）
18、每 24000 个工作小时或每 3 年冷却系统冷却液（ DEAC） 更换在 30000 至 60000 个工作小时之间大修（在机架上） 在 50000 至 100000 个工作小时之间轴承检查。 大修（主要件）23比较p建设分布式能源系统会增加成本吗？v初投资相对较大v节省了部分电力增容的固定投资v节省了占地面积v节省了运行人员和维护费用v节省了备用燃油储罐许可和投资v节省了锅炉和空调机投资（部分项目中）v运行支出仅为燃料费用v电、热、冷综合收益v整个运行寿命的节支收益项目评估分析项目评估分析分布式能源项目 投资分析v项目 直接成本的构成：v设备采购成本v设备成本相对 固定v工程建设成本v工程
19、建设成本的弹性比较大，可以比设备小也可比设备大很多 ，受 设计理念、建设理念的影响，尤其是新建项目 。分布式能源 项目收益分析收益 =发电收益 供热（冷）收益 天然气消耗费用 运行维护费用气价、电价决定了分布式供能项目的基本经济效益走向；由于各地的气价差别较大，因此一个完全一样的项目就可以有不一样的结果；因此，具体项目需要具体分析。项目评估分析分布式能源 项目收益分析 (楼供 )项目评估分析项目地 上海天然气价格（元 /NM3) 2.43电价 (元 /kW.h) 0.9热价 (元 /kW.h) 0.55项目地 南昌天然气价格（元 /NM3) 3.68电价 (元 /kW.h) 1.0584热价
20、(元 /kW.h) 0.5项目地 上海年 运行时间 (h)年 收益 (万元) 简单 投资回收期 (年 )3000 98 6.0 4000 131 4.5 5000 163 3.6 项目地 南昌年 运行时间 (h)年 收益 (万元) 简单 投资回收期 (年 )3000 62 9.5 4000 83 7.1 5000 103 5.7 说明 ： 1.总投资仅含分布式能源系统机电部分，不包括土建费用； 2.收益已扣除设备维护费用，但未扣人工 管理； 3.投资回收未计设备折旧、贷款利息等 分布式能源 项目收益分析 (区供 )项目评估分析项目地 上海天然气价格（元 /NM3) 2.43电价 (元 /kW.
21、h) 0.6热价 (元 /kW.h) 0.55项目地 南昌天然气价格（元 /NM3) 3.68电价 (元 /kW.h) 1.0584热价 (元 /kW.h) 0.5项目地 上海年 运行时间 (h) 年 收益 (万元 ) 简单 投资回收期 (年 )3000 2813 5.3 4000 3750 4.0 5000 4688 3.2 项目地 南昌年 运行时间 (h) 年 收益 (万元 ) 简单 投资回收期 (年 )3000 3333 4.5 4000 4444 3.4 5000 5555 2.7 说明 ： 1.总投资仅含分布式能源系统机电部分，不包括土建费用； 2.收益已扣除设备维护费用，但未扣人工管理 ; 3.投资回收未计设备折旧、贷款利息等 分布式能源 项目收益分析 (气价因素 )项目评估分析区供楼供已实施的具体项目实例据不完全统计，目前全国已完成分布式能源项目近 50个；航天能源已完成分布式能源项目 17个，在建项目 3个，审批项目 5个，可研项目近 20个。
