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胡继泽:燃气轮机在分布式能源的应用

2018-08-15 15:37:01 中国能源网

编者按:2018年8月9~10日,以“分布式能源新时代•变革 创新 融合”为主题的“2018(第十四届)中国分布式能源国际论坛”在武汉召开,本次会议由中国能源研究会分布式能源专业委员会、中国能源网研究中心共同主办。会上,索拉透平国际公司亚太区市场开发经理胡继泽先生发表了胡继泽:燃气轮机在分布式能源的应用 的主旨演讲。

本文根据论坛演讲实录进行整理。

胡继泽:各位领导、各位专家,大家上午好! 今天讲讲这么多年中国分布式能源的历程,还有一些问题,咱们就展开说。另外讲讲分布式能源到底该往哪个方向走,最后介绍索拉透平公司为了适应新的形势,我们对客户在中国做了本地化成套的技术解决方案。

2000年左右我在中国正式开始推动分布式能源,当年和韩晓平韩总和冯总,还搞了北京的蓝天计划。当时我们走的技术路线,最开始推的路线是楼宇,后来做得不是特别成功,主导比较积极的华电新能源,楼宇绝大部分项目都不挣钱,主要有两个问题,第一个是运行时间太短,北京还算热电平衡,一年两千多个小时,三千个小时很难做到。这么贵的分布式能源设备上过去,基本上很难盈利。还有一个问题,很多分布式能源是电力思维,大家都想多发电,说得好听就是热变电、冷变电,实际上规模都做大了。我今天吐槽一下国博,昨天去参观了,4.3兆瓦的内燃机,燃气锅炉还要烧着。这意味着什么呢?做楼宇分布式能源,首先机型的余热量完全不够。为什么有这种思维呢?就是电力思维,多发电,电还用不掉,需要向电网卖电。电网不给你结算,那就抱怨,这个项目不挣钱,这就是问题所在。

后来不做楼宇,大家开始搞大工业园,当时也没有界定清楚什么叫分布式能源,什么叫大电热联供,电价七八毛,完全靠政府补贴。昨天韩晓平韩总说了,国家没有钱。这条路未来走下去一定是死路,看互联网或者任何业务,如果靠补贴能够做大做强,而且在世界上能够用的商业模式,不可能存在的。所以国家对补贴断奶,这是早晚的事。我们自作恶,把自己作死了,未来一两年很多项目肯定会遇到低潮,这是没有办法的事。如果分布式能源想健康发展,还是一条,走不补贴或者尽量少补贴的路。如果这种商业模式成立,我们的分布式能源才能壮大发展。否则靠补贴的模式,永远不可能做大。我跟冯总见面聊,我们在行业做了二十多年,我头发也白了,从三十多岁的小伙子到快六十岁了,我也没有发财。

我们公司是索拉透平,我不多介绍,很多人都了解。我做销售之前做了三四十个分布式能源项目,在东南亚和美国都做了一些项目,我自己经历过的有三四十个项目,大部分项目可以说几乎90%以上的项目都是单一用户和单一工业用户或者单一商业用户的模式。考虑的问题就是燃机余热的利用率有多高,热电比是非常关键的问题,决定一个项目的成败,所有工况点的情况下,燃机的余热量要全部消纳掉,而且特别是分布式能源尽量少用联合循环的方式,这是成功的关键。再就是天然气的气价和电价,燃气轮机行业有个基本的公式,天然气的气价和电价折算成统一的千瓦时,如果电价是气价的3倍,这个项目是绝对有商业效益的。而我们通过分析,在中国很多地区都可以达到这个数。什么数呢?从我们内部测算,天然气的价格2.4-2.5块,电价6毛5-7毛之间,这个项目用燃气轮机做热电联供,都是有利可图的。热要全部利用起来,不要做联合循环,另外运行小时数一定要够,起码是6500-7000小时以上才可以成立,如果运行时间短是不可能成立的。但是我们工业园的模式,是向外卖电的,卖7毛钱给电网除非特批,否则很难消纳掉。分布式能源上网上不了,批不了,为什么批不了呢,很自然的,你跟供电局抢饭碗,供电局的肉吃得好好的,你把我的肉吃了,我凭什么给你。我们做的只有一条,就地消纳,不要向外送电。如果你想向外送电,跟供电局博弈,尤其是小分布式能源,3万千瓦、5万千瓦,跟供电局博弈永远不可能是胜利者。不向外网卖点,这是分布式能源要成功的因素之一。昨天看到国博热量不够还要卖电,这种配电方式向电网卖电,这样的商业模式很难成功。

简单介绍我们公司的产品,索拉是中小燃机制造商,从1.2兆瓦到22兆瓦的产品,基本上全部覆盖。就我的经验,根据中国的电价和气价,燃气轮机本身的效率,金牛60 5.6兆瓦以上,在目前电价和气价的模式有得做,低于这个规模的,全世界的燃气轮机差不多,效率很难在现实中国条件下进行盈利,所以金牛60是我们在中国能够落地的,商业成功最小的机型。

燃气轮机有些特点,跟内燃机不太相同。我并不是说内燃机不同,我们也有燃气内燃机,我们也有燃气轮机,合适的产品用在合适的地方,而不是说这个东西好或那个东西不好,这是不科学的,每个产品存在自然有存在的理由。燃气轮机的特点,高可靠性,系统可用率很高,高到什么地步呢,一般来说98%的系统可用率,一年跑四五万个小时,燃气内燃机跑6000个小时都很辛苦了。我本人是搞内燃机研究的,这种产品运作部件太多,想稳定运行要更换很多东西,到一段时间必须要换。如果天然气洁净度差一点,火花塞正常情况下3000小时,甚至1000小时就要更换,这是没有办法的事。还有重要的氮氧化物很低,燃气内燃机最好水平250毫克,现在的情况下全部要脱销。我们的燃气轮机不需要脱销,高温脱销温度还要降下来,又影响消化制冷机,燃气轮机就用低氮排放没有任何问题。我们国内环保要求50毫克,燃气轮机轻轻松松做到30毫克,还有个位数做到9毫克的,装上去以后N年不用担心环保问题。内燃机还有这个担心,过去装的东西现在都得考虑装后处理装置。

燃气轮机还有个特点,抗载荷能力强。给大家举个例子,三年前中国有家陶瓷厂在非洲建厂,非洲基础设施不好,装了几台内燃机。陶瓷厂很特别的是里面有大的磨,单磨的功率是一千千瓦到两千千瓦,为了节省成本不用变频启动,6倍的启动功率,拉了以后内燃机全部不行。燃气轮机就不一样了,大家看绿色的线,最高的时候可以抗核定负荷的80%。比如说6000千瓦突加4800千瓦的瞬间启动功率,频率变化、电压都在可控范围内,机器不会死掉,而燃气内燃机只有25%能力。

下面给大家讲讲我们认为中国未来分布式能源应该走工业化的应用,而不是走工业园的应用。如果补贴取消的情况下,工业园这条路就很难再生存了。昨天说的上网电价卖出去4毛钱,所有的燃气轮机场没有办法生存。如果在用户端电价6毛钱-7毛钱,这样的情况下单一用户工业用户是未来分布式能源值得开拓的领域。中国的造纸行业在突飞猛进,小时候还用手帕擦鼻子,但是现在都用卫生纸。卫生纸生产过程中能耗很高,过去都是用煤,现在不许用煤。卫生纸厂不能脱离城市,有个运输半径,纸很空,装整车没有多少重量,所以半径是有限的。在卫生纸行业,这是典型的卫生纸用热空气进行改造。给大家简单看一下,燃气轮机出来以后热空气走到这边来,这边有个气罩控干,用热空气干燥,出来的热气用余热锅炉进行回收产生蒸汽,蒸汽回到烘干里面,实际上能耗非常高,生产一吨纸如果不做热电联供,消耗75方天然气,还要加1.4吨蒸汽。如果不用热电联供,就按武汉天然气的气价2.5块钱左右,每吨成本是1200块钱,煤的成本只要700块钱,额外增加了500块钱的能源成本,是很多厂家无法承担的。用热电联供的方式,可以直接节省能源费15%以上。

这是国外的运行项目,埃及、约旦、沙特、美国、土耳其,在中国跟金红业湖北孝感合作,我们有应用的产品。这是在意大利一个厂的运行情况,这个区域叫路卡,高速纸机工艺采用热空气,把原来用天然气的燃烧器关掉,用燃机的尾气替代热空气。

另外一个行业是燃气轮机的陶瓷行业热空气干燥,40%的成本来自于能源,陶瓷行业有个很大的设备叫喷雾塔,高岭土在磨的时候要磨得很细,不能干磨要掺水,大概是37%的含水量。磨成泥浆以后,达到一定的粒度,放在喷雾塔干燥,到下面以后含水67%,干粉压成薄砖再烧结,这是能耗特别高的地方。在我国房地产大发展,到处都是陶瓷厂,能耗很高,现在国家又对它们进行环保限制,所以在广东佛山那带,还有桂林肇庆几十个陶瓷厂全部关停了。如果上天然气成本又会增加,用这样的方式可以节能。这是在巴西的陶瓷厂项目,这是在西班牙的陶瓷厂项目,很奇怪,一些落后国家比我们应用得还好。马来西亚、泰国,这些方面应用得都比我们好。

下一个应用是数据中心,这个技术跟用在楼宇的没有什么区别,技术是一样的,只是能源的消耗情况不一样。楼宇是四季,春天秋天不需要空调,冬天和夏天要空调。数据中心是高密度能源消耗区域,同样面积情况下能耗是普通楼宇的100倍。那么多服务器会聚集在很密集的地方,空调消耗量巨大。数据中心本身没有什么技术含量,数据中心就是跟房地产一个类型,只是房地产是住人的,数据中心是住服务器的,就是能耗,本质上没有什么区别,供电的安全性稍微高一点,仅此而已。一个数据中心要成功,就是比谁的能耗低,能耗低的就可以成功。一个是入住率,一个是能耗,可以吸引多少客户把服务器放在数据中心,然后把能耗降低,这是成功的关键,其他的没有什么特别的地方。

解决数据中心有几个基本的方案,燃气轮机配吸收式冷冻机,我们在美国和远大合作,具体的项目记不清楚了,起码有100个项目。用它的特点是基于规模不是特别大,一栋楼或者一两栋楼,覆盖半径不是特别大的地方比较合适。另外是用蒸汽型的,可以适当把距离拉大,燃气轮机配余热锅炉,余热锅炉产生的蒸汽可以用来驱动蒸汽型的制冷机。蒸汽的能量密度比水的能量密度要高很多,比如说园区有5栋楼,放在中心站用冷水输送过去,水泵的功率非常非常大,水管也很粗。典型的案例,很多参观过上海虹桥商务中心,8台康宁斯1.5兆瓦小的燃气内燃机,不说康宁斯的机器不好,这是方案问题,把虹桥商务区用蒸汽来搞,7-12度的水送过去,水功耗巨大,几乎把发电机发出来的功率全部吃掉了。虹桥商务中心,参观的时候给你看一下,不参观马上关掉,为什么,不挣钱,开了就亏。外网投资7亿,用蒸汽型的,在中心区产生蒸汽,蒸汽送到另外能耗区域,放蒸汽型的消化,输送半径可以增加很多,不用那么多的泵,比中心式的输送冷水方法好很多。

昨天说了国博的情况,用内燃机不能产生蒸汽,夏天烧锅炉电空调还要余热式制冷机。我用燃机加余热锅炉,部分蒸汽就供暖,另外驱动消化,根本不需要开三种设备,开一种设备全部满足,电空调完全可以不用开,蒸汽也够了。方案的选型,在很多时候特别重要,如果是电力思维方式想向外卖电,方案选择自然走向偏差。

大型数据中心或者大型区域制冷,这是百万平米以上的,规模至少20兆瓦以上,基本的情况燃气轮机加余热锅炉,配蒸汽轮机离心式制冷机,或者是小发电机配低压吸收式制冷机。为什么用这样的搭配呢?这里有个案例,出来的水和吸收式制冷机不一样的温度,吸收是制冷机7-12度,如果是离心制冷是5-12度,冷水流量减少30%-40%,长距离输送水泵功率也是下降30%-40%。

这是数据中心的应用案例,这是最著名的高通,我们公司总部那边。原来是当地的数据中心,后来高通买下来,成为自己的办公室。第一期的时候装了1台我们的燃气轮机配远大1300吸收式制冷机还有2台小的燃机,这个项目运行得比较成功,氮氧化物排放5个PPM10毫克,做一期比较成功,又做二期、三期和四期,整个做了四期。

应用的结论是什么呢,我们做分布式能源,不要过多考虑以电厂的概念来设计,意思是不要搞得那么高大上,更多是作为装置嵌入到整个系统中的某个部分,而不是想象成独立的热电厂,或者是大型联合循环发电厂,那个东西做下来投资巨大。我们设计的投资成本比很多按照国家规范的定额,低很多很多,而且我们是有现实实践的。举个例子,你们可能不相信,我做了4台1.5万千瓦联合循环带燃气压缩机,带蒸汽轮机,这是焦化厂,比天然气更复杂。我们做了多少钱呢?3亿人民币不到,把进口关税都包括进去了。我们做的东西尽量简洁,尽量把系统简化,少安排一些高大上的办公楼、车库、绿化带,它只是作为装饰的概念可以节约成本。还有控制供热输送半径也很关键,在中国习惯用供热蒸汽供热,这是习惯,过去的传统是抽凝式,在国外很少看到用供热蒸汽,绝大部分是饱和,在中国都喜欢供热。中国的供热半径,梅总说15公里,对不对我不好说,国外没有那么长的距离,一般三四公里就差不多了。当然国外有国外的特点,中国是工业园体系,国外是单一的客户,我们可以强迫你用我的东西,但是国外不能强迫,国外基本上是用饱和的方式,除非是工艺要求过热,但是中国的情况不一样。

最后简单介绍一下,我们跟中国分销商利星行的工作,中国的客户需要低成本需要就地服务。很幸运的是,利星行是我们母公司在中国的分销商,很快顺理成章形成了合作。利星行机械大家可能都知道,是华东地区独家分销商,我们给它提供燃气轮机核心驱动,他们在国内发电机、机罩、进排系统,还有外围的电器,这样做的话节省关税,用我们中国的很多设备国产化,质量和供货能力都达到要求了,可以大幅度节省进口成本。我们内部分工合作,基于合适的项目选择合适的产品,当然偶尔也有竞争,互相有点瞧不起。开个玩笑。这是内燃机余热利用方式,跟燃气轮机没有什么差别,唯一是把钢化水用上去了,再加一点烟气。这是利星行在中国分布式能源运行的业绩,总装机量一百多台,装机容量131兆瓦。

我就介绍到这里,谢谢大家。




责任编辑: 中国能源网

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