天然气分布式能源在饮料厂中的应用

分布式能源 2019/03/15 02:10

分析总结饮料厂的能耗特性,对天然气分布式能源系统用于饮料厂的适用性进行探讨。结合河北某饮料厂项目,将传统供能系统作为比较对象,对天然气分布式能源系统的可靠性、经济收益、节能收益、环境保护效益进行了分析。

文 | 彩松建,赵国强,关健,张锋涛

引言

一般来说,饮料厂具有电负荷、蒸汽负荷稳定的特点,其冷负荷根据生产工艺不同对冷能品质需要不一。受京津冀“煤改气”政策影响,预计到2020年,行业改造规模要达到5.2GW。

分布式能源属于国家大力提倡的高效能源利用方式,通过实现能源的梯级利用,使综合能源利用效率达到80%以上。本文以河北某饮料生产厂分布式能源项目为例,阐述分布式能源技术在饮料厂中的应用。

1 项目概况

该饮料生产厂位于河北省廊坊市,投资规模5亿,占地面积200亩,主要进行饮料的生产、加工及储运。针对该饮料厂建设计划及用能负荷特点,拟建以燃气轮机发电机组和燃气蒸汽锅炉为核心设备组成的分布式能源站,分两期建设,稳定地为饮料厂提供电力、蒸汽及生活热水。(因生产工艺所需冷水温度低于0℃,而分布式能源站提供的冷水温度无法达到要求,故不考虑供冷)

2 负荷测算

2.1 蒸汽负荷分析

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能源站提供1.0MPa饱和蒸汽,由厂区蒸汽管网输送至各车间后经减压后使用,经减压后的蒸汽流量略有增加,对能源站机组配置及生产工艺稳定性没有影响。

2.2 热负荷分析

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采暖总热负荷约7.5MW。

该项目地处我国寒冷地区,采用高温水采暖完全能够满足采暖要求,因此推荐全部采用高温热水作为采暖热媒,设计采用汽水采暖换热机组,布置在能源站换热站内,制备 110/70℃采暖热水。

2.3 电负荷分析

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该项目所有负荷正常生产季负荷容量约为10MW,一年中约有四个月的生产停歇期,仅需照明及生产线保养用电,约为1.5MW左右。

知识图谱,天然气分布式能源在饮料厂中的应用 能源站10kV供电段一期采用一路市电专线供电,二期为两路市电专线供电,燃机发电机作为辅助供电电源。

3 项目建设内容及规模

能源站主要包括燃机间、锅炉间、化学水处理室、除氧换热间、配电室、控制室等用房,占地面积约 2000m

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。一期采用1台2.0MW燃气轮机+1台7t/h余热锅炉+1台10吨+1台25吨燃气蒸汽锅炉;二期根据厂区生产用能需求 进行逐步扩建,增设1台2.0MW燃气轮机+1台7t/h余热锅炉+1台25吨燃气蒸汽锅炉,后期根据该饮料厂负荷发展情况确定具体投运时间。

4 系统运行模式

该饮料厂主要用能为工业蒸汽,负荷大小受销售及原料市场影响较大,全年生产期(7月~9月、1月~次年2月)正常生产运行时间大于4000小时,非生产期企业根据市场需求制定生产任务,随时启动生产。

针对饮料厂的生产计划,能源站采用如下运行模式。

生产期:燃气轮机与配套余热锅炉满负荷运行,供能不足由市电补充和燃气锅炉蒸汽补充。能源站所发电量与蒸汽均能被消纳,发电小时数可达到4320h以上。

非生产期:燃气轮机及余热锅炉闲置,若临时有生产计划,则能源站采用“市电+燃气锅炉”的方式供能。

5 节能减排

该项目利用低碳的天然气供电、供热,代替华北电网(向本地区供电)以煤为主的高碳能源供电,从而减CO

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排放。因此,该项目以华北电网供同等电量所产生的CO

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排放量作为基准线排放量。

知识图谱,天然气分布式能源在饮料厂中的应用

具有明显的节能减排成效,体现低碳环保理念,符合国家能源与环保政策,同时具有较好的经济效益。

6 适用性评价

通过该典型案例,可以了解到分布式能源在饮料生产行业存在较大的适用性。

(1)饮料厂生产具有计划性,设计用能负荷曲线与实际偏差较小,而分布式能源是为满足区域内的冷热电基本需求进行设计的,配置具有针对性,对负荷的匹配度要求很高,二者具有极佳的契合度。

(2)分布式能源供能方式灵活,可以综合考虑饮料厂生产旺季与淡季对热、电和生活热水负荷的需求,通过不同机组的搭配运行保证供能的可靠性。传统的饮料厂能源供应方式是:电负荷一般由城市电网承担,热负荷往往由燃气锅炉承担。而对于天然气分布式能源,电负荷可以由发电机组和城市电网两个来源保障,热负荷则由动力装置排烟余热和燃气调峰锅炉提供,无论是供电还是供热,都有多路保障,更有利于提高能源供给的可靠性。

(3)饮料厂项目可以充分利用燃气轮机发电机组的余热,实现了能源的梯级利用和综合利用,提高了能源利用率,减少了系统运营成本,具有较高的经济性。

来源:标准天然气