BCHP
楼宇冷、热、电联产

    四、 成都项目建设小型燃气轮机热电联产的方案选择：
    根据我们掌握的关于成都项目初步情况，我们建议使用1-2台1000kW级小型燃气轮机，与远大VII型直燃机进行配套。本方案以索拉和远大设备为建议技术依据：
    方案1：一台土星20型1178千瓦燃气轮机和一台600百万大卡直燃——余热溴化锂空调组合匹配，冷热不足部分为由其他直燃机供应；
    方案2：为两套土星20型1178千瓦燃气轮机和两台600百万大卡直燃——余热溴化锂空调组合匹配，冷热供应的热冷可满足需要；
    方案3：一台土星20型1178千瓦燃气轮机和一台1000百万大卡直燃——余热溴化锂空调组合匹配，冷热供应的热冷也可满足需要。
    上述的技术方案是以远大VII型直燃机作为参照标准，直燃机在燃气轮机停止运行时，通过辅助燃烧器燃烧可以保证制冷、采暖出力。
    设备的具体几何尺寸和方案参照的环境因素如下：

索拉-远大 BCHP 系统基本工况技术条件和几何尺寸

方案 1 2 3
方式 单位 土星20x1 土星20x2 土星20x1
燃机发电功率 kW 1178
机组台数 unit 1 2 1
燃机单机发电功率 kW 1178 2356 1178
工况条件 成都 平均温度16.6℃ 相对适度80% 海拔700m
燃机(长) mm 5980
燃机(宽) mm 2200
燃机(高) mm 2180
燃机重量 kg 9980
余热直燃机功率 kW 6395 11630
余热直燃机(长) mm 9660 12200
余热直燃机(宽) mm 4200 4300
余热直燃机(高) mm 3270 2591
余热直燃机重量 kg 61000 1000000

    索拉土星20燃气轮机机组在成都地区——海拔高度约700米，空气湿度80%，年平均气温16.6℃的基本状况下，它的余热利用情况和直燃机技术工况标准如下：

燃气轮机和余热直燃机的基本技术工况资料

方案 1 2 3
方式 单位 土星20x1 土星20x2 土星20x1
燃机烟气流量 t/hrs 21041
燃机烟气温度 ℃ 515.7
燃机烟气热量 GJ/hrs 11.22
燃料耗量 GJ/hrs 16.07
天然气热值 kJ/m3 35839
KCal/m3 8560
天然气耗量 m3 448.39
发电效率 % 26.39
余热直燃机效率 % 82
直燃机补燃效率 % 90
燃机——余热直燃机供热量 kW/hrs 2556 5112 2556
GJ/hrs 9.20 18.40 9.20
燃机——余热直燃机补燃燃耗 GJ/hrs 6.860 13.72 16.00
天然气耗量 m3 191.4 382.8 446.4
燃机——余热直燃机补燃温度 ℃ 810 810 972
燃机——余热直燃机补燃供热量 kW/hrs 4555 9109 6840
GJ/hrs 16.40 32.79 24.62

    保障12万建筑平米的采暖——制冷需求和部分电力供应，根据所提出的采暖500万大卡，制冷1100万大卡的基本要求。建议不将这一极限直作为技术设计的基础依据，因为，我国设计部门是根据1990年建设部颁标准进行设计，一般是取极限值，根据各地的实际运行情况，在绝大多数条件下，建筑对热、冷的需求是达不到设计要求的。例如：上海黄浦中心医院25000平米，按设计规范要求选用了一台1180kW燃气轮机，现在电、热均无法全部消化，设备出力的最高负荷600kW。因此，建议设备供暖容量系数不超过设计规范要求的90%。但如果需要，下述各方案是可以通过增加补燃量满足设计极限条件的需要。

供热制冷的基本要求的机组所能达到的技术指标

方案 单位 1 2 3
保障供热/制冷面积 m2 120000
标准单位建筑平米供热量 W/m2 48.45
kJ/m2 174.45
kCal/m2 41.67
标准值供热总量 GCal/hrs 5
标准单位建筑平米制冷量 W/m2 106.59
kJ/m2 383.79
kCal/m2 91.67
标准值制冷总量 GCal/hrs 11
单位建筑平米电量 W/m2 9.82 19.63 9.82
单位建筑平米供热量 W/m2 37.95 42.60 37.95
kJ/m2 136.64 153.36 136.64
设备容量供热备用系数 % 78 88 78
余热/直燃机 COP 值   1.28
总制冷容量 kW/hrs 5830 11660 8755
GCal/hrs 5.01 10.03 7.53
单位建筑平米制冷量 W/m2 48.58 97.16 72.95
kCal/m2 41.78 83.56 62.74
设备容量制冷备用系数 % 45.58 91.16 68.44

    由上表可见，方案2是最为合理的，由于是两套机组，供电安全也比较可靠。可以满足制冷和采暖的需要。
    本项目燃气轮机年利用周期是一个经济评价的关键因素，设备在采暖期、制冷期和非采暖、制冷期的实际运行时间根据下表确定。

设备利用小时表

方案 单位 1 2 3
燃机采暖利用小时 hrs/a 1920 1440 1920
燃机制冷利用小时 hrs/a 2880 2880 2880
燃机非采暖制冷利用小时 hrs/a 1620 990 1620
预期年设备利用小时 hrs/a 6420 5310 6420

    方案2在冬季的将有一台机组停机12小时，担负采暖的调峰问题。夏季两台机组持续运行，通过减少补燃来解决机组制冷调峰问题。春秋季节始终有保持一台机组50%出力运行，解决楼内热水等用热需求；
    方案1和方案3采用相同的运行规律，只是直燃机的补燃量有所区别。冬季和夏季满负荷连续运行，春秋季处30天系统检修外，其余时间50%负荷运行。