引言

一般來說，飲料廠具有電負荷、蒸汽負荷穩(wěn)定的特點，其冷負荷根據(jù)生產(chǎn)工藝不同對冷能品質(zhì)需要不一。受京津冀“煤改氣”政策影響，預計到2020年，行業(yè)改造規(guī)模要達到5.2GW。

分布式能源屬于國家大力提倡的高效能源利用方式，通過實現(xiàn)能源的梯級利用，使綜合能源利用效率達到80%以上。本文以河北某飲料生產(chǎn)廠分布式能源項目為例，闡述分布式能源技術(shù)在飲料廠中的應用。

1 項目概況

該飲料生產(chǎn)廠位于河北省廊坊市，投資規(guī)模5億，占地面積200畝，主要進行飲料的生產(chǎn)、加工及儲運。針對該飲料廠建設(shè)計劃及用能負荷特點，擬建以燃氣輪機發(fā)電機組和燃氣蒸汽鍋爐為核心設(shè)備組成的分布式能源站，分兩期建設(shè)，穩(wěn)定地為飲料廠提供電力、蒸汽及生活熱水。（因生產(chǎn)工藝所需冷水溫度低于0℃，而分布式能源站提供的冷水溫度無法達到要求，故不考慮供冷）

2 負荷測算

2.1 蒸汽負荷分析

能源站提供1.0MPa飽和蒸汽，由廠區(qū)蒸汽管網(wǎng)輸送至各車間后經(jīng)減壓后使用，經(jīng)減壓后的蒸汽流量略有增加，對能源站機組配置及生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性沒有影響。

2.2 熱負荷分析

采暖總熱負荷約7.5MW。

該項目地處我國寒冷地區(qū)，采用高溫水采暖完全能夠滿足采暖要求，因此推薦全部采用高溫熱水作為采暖熱媒，設(shè)計采用汽水采暖換熱機組，布置在能源站換熱站內(nèi)，制備 110/70℃采暖熱水。

2.3 電負荷分析

該項目所有負荷正常生產(chǎn)季負荷容量約為10MW，一年中約有四個月的生產(chǎn)停歇期，僅需照明及生產(chǎn)線保養(yǎng)用電，約為1.5MW左右。

能源站10kV供電段一期采用一路市電專線供電，二期為兩路市電專線供電，燃機發(fā)電機作為輔助供電電源。

3 項目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模

能源站主要包括燃機間、鍋爐間、化學水處理室、除氧換熱間、配電室、控制室等用房，占地面積約 2000m²。一期采用1臺2.0MW燃氣輪機+1臺7t/h余熱鍋爐+1臺10噸+1臺25噸燃氣蒸汽鍋爐；二期根據(jù)廠區(qū)生產(chǎn)用能需求進行逐步擴建，增設(shè)1臺2.0MW燃氣輪機+1臺7t/h余熱鍋爐+1臺25噸燃氣蒸汽鍋爐，后期根據(jù)該飲料廠負荷發(fā)展情況確定具體投運時間。

4 系統(tǒng)運行模式

該飲料廠主要用能為工業(yè)蒸汽，負荷大小受銷售及原料市場影響較大，全年生產(chǎn)期（7月~9月、1月~次年2月）正常生產(chǎn)運行時間大于4000小時，非生產(chǎn)期企業(yè)根據(jù)市場需求制定生產(chǎn)任務(wù)，隨時啟動生產(chǎn)。

針對飲料廠的生產(chǎn)計劃，能源站采用如下運行模式。

生產(chǎn)期：燃氣輪機與配套余熱鍋爐滿負荷運行，供能不足由市電補充和燃氣鍋爐蒸汽補充。能源站所發(fā)電量與蒸汽均能被消納，發(fā)電小時數(shù)可達到4320h以上。

非生產(chǎn)期：燃氣輪機及余熱鍋爐閑置，若臨時有生產(chǎn)計劃，則能源站采用“市電+燃氣鍋爐”的方式供能。

5 節(jié)能減排

該項目利用低碳的天然氣供電、供熱，代替華北電網(wǎng)（向本地區(qū)供電）以煤為主的高碳能源供電，從而減CO²排放。因此，該項目以華北電網(wǎng)供同等電量所產(chǎn)生的CO²排放量作為基準線排放量。

具有明顯的節(jié)能減排成效，體現(xiàn)低碳環(huán)保理念，符合國家能源與環(huán)保政策，同時具有較好的經(jīng)濟效益。

6 適用性評價

通過該典型案例，可以了解到分布式能源在飲料生產(chǎn)行業(yè)存在較大的適用性。

（1）飲料廠生產(chǎn)具有計劃性，設(shè)計用能負荷曲線與實際偏差較小，而分布式能源是為滿足區(qū)域內(nèi)的冷熱電基本需求進行設(shè)計的，配置具有針對性，對負荷的匹配度要求很高，二者具有極佳的契合度。

（2）分布式能源供能方式靈活，可以綜合考慮飲料廠生產(chǎn)旺季與淡季對熱、電和生活熱水負荷的需求，通過不同機組的搭配運行保證供能的可靠性。傳統(tǒng)的飲料廠能源供應方式是：電負荷一般由城市電網(wǎng)承擔，熱負荷往往由燃氣鍋爐承擔。而對于天然氣分布式能源，電負荷可以由發(fā)電機組和城市電網(wǎng)兩個來源保障，熱負荷則由動力裝置排煙余熱和燃氣調(diào)峰鍋爐提供，無論是供電還是供熱，都有多路保障，更有利于提高能源供給的可靠性。

（3）飲料廠項目可以充分利用燃氣輪機發(fā)電機組的余熱，實現(xiàn)了能源的梯級利用和綜合利用，提高了能源利用率，減少了系統(tǒng)運營成本，具有較高的經(jīng)濟性。

摘自：標準天然氣      文 | 彩松建，趙國強，關(guān)健，張鋒濤li

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