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冷熱電三聯(lián)供，即CCHP（Combined Cooling, Heating and Power），是指以天然氣為主要燃料帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)、微燃機(jī)或內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)等燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備運(yùn)行，產(chǎn)生的電力供應(yīng)用戶的電力需求，系統(tǒng)發(fā)電排出的余熱通過(guò)余熱回收利用設(shè)備（余熱鍋爐或者余熱直燃機(jī)等）向用戶供熱、（溴化鋰機(jī)組等）供冷。通過(guò)這種方式大大提高整個(gè)系統(tǒng)的一次能源利用率，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用。同時(shí)可以提供并網(wǎng)電力作能源互補(bǔ)，整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益及效率均相應(yīng)增加。

冷熱電三聯(lián)供是分布式能源的一種，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、增加電力供應(yīng)，區(qū)域綜合能源利用等綜合效益，是城市治理大氣污染和提高能源綜合利用率的必要手段之一，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國(guó)對(duì)CCHP采取相應(yīng)的投資稅務(wù)減免和補(bǔ)貼的方式來(lái)支持清潔能源冷熱電三聯(lián)供的市場(chǎng)應(yīng)用。

三聯(lián)供系統(tǒng)能充分利用天然氣的熱能，綜合用能效率可達(dá)85%以上。同時(shí)可降低以天然氣為燃料的供熱/供冷成本，把一部分成本攤到電費(fèi)上，減輕運(yùn)營(yíng)成本負(fù)擔(dān)，與常規(guī)系統(tǒng)相比超出的初投資費(fèi)用靠節(jié)省運(yùn)行費(fèi)5 至6年內(nèi)便可收回。由于三聯(lián)供在能源轉(zhuǎn)換效率方面所具有的突出優(yōu)勢(shì)，使得其在世界各國(guó)的能源領(lǐng)域大都具有顯著地位。

依據(jù)工況中供能對(duì)象的冷，熱，電負(fù)荷特性，可以通過(guò)以熱定電，以電定熱以及基本電負(fù)荷定電等三種方式確定機(jī)組裝機(jī)容量。結(jié)合本文主題是考慮在IDC中的應(yīng)用，我們修正定義為：以冷定電，以電定冷，基本供電保障三種方式。

    提起CCHP大多數(shù)人對(duì)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)這兩種驅(qū)動(dòng)能源方式概念比較模糊，無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分和選擇項(xiàng)目的動(dòng)力設(shè)備。下面簡(jiǎn)單的介紹下二者的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)：

      由于目前的大型區(qū)域分布能源站多由電力發(fā)電公司進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，裝機(jī)容量大，基本采用的是燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐余熱發(fā)電循環(huán)利用模式，屬于地區(qū)區(qū)域式分布能源建設(shè)。我們IDC項(xiàng)目的應(yīng)用規(guī)模無(wú)法和地區(qū)區(qū)域式分布式電站相比，動(dòng)力方式多采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作為分布式能源的主動(dòng)力設(shè)備，煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組做制冷輸出，本文后續(xù)主要描述的是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用。

燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷熱電分布式能源系統(tǒng)的余熱形式有高溫?zé)煔夂透滋桌鋮s水、潤(rùn)滑油冷卻水三種。

對(duì)應(yīng)余熱利用設(shè)備仍為余熱鍋爐、吸收式空調(diào)機(jī)組和熱交換器（煙氣-水型、水-水型）。根據(jù)余熱設(shè)備不同，分別介紹三種典型的工藝路線，基本可以涵蓋不同工藝路線的內(nèi)燃機(jī)冷熱電分布式能源系統(tǒng)的特點(diǎn)：

①燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 煙氣熱水型吸收式空調(diào)機(jī)組（補(bǔ)燃） 缸套水換熱器；

②燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 煙氣余熱鍋爐 蒸汽吸收式空調(diào)機(jī)組 缸套水換熱器；

③燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 煙氣-水換熱器 熱水型吸收式空調(diào)機(jī)組 缸套水換熱器。

關(guān)于IDC應(yīng)用中的CCHP可以增加電制冷機(jī)組，燃?xì)怃寤嚈C(jī)組等進(jìn)行備份，等級(jí)需求和負(fù)荷調(diào)節(jié)。

IDC應(yīng)用典型方案：燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 缸套水熱交換器 煙氣熱水型溴化鋰空調(diào)機(jī)組

單系統(tǒng)工藝

系統(tǒng)工作原理：燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)在生產(chǎn)電力的同時(shí)，產(chǎn)生了400～500℃的高溫?zé)煔夂?/span>80～110℃的缸套冷卻水、40～65℃的潤(rùn)滑油冷卻水。工況時(shí)，高溫?zé)煔夂透邷馗滋姿M(jìn)入吸收式空調(diào)機(jī)組，向系統(tǒng)提供冷凍水，不足的熱量先通過(guò)補(bǔ)燃提供。

主要特點(diǎn)和適用條件：燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)發(fā)電效率要高于燃?xì)廨啓C(jī)和微燃機(jī)。但不足的是余熱形式中，高溫缸套水和潤(rùn)滑油冷卻水占的比重較大，其品質(zhì)遠(yuǎn)低于高溫?zé)煔狻８邷馗滋姿m用性較廣，可用于驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組制冷。但潤(rùn)滑油冷卻水受其溫度的制約，只能適用于生活熱水場(chǎng)合（若需要）。

Uptime Institute Tier Standard: Topology 是將特定機(jī)房的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)拓?fù)涞墓δ?、容量和預(yù)期可用性(或性能)與 其他單一機(jī)房或一組機(jī)房進(jìn)行對(duì)比的客觀基礎(chǔ)。Standard根據(jù)冗余容量組件和分配路徑不斷增加的級(jí)別來(lái)區(qū)分四類機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施拓?fù)涞臉?biāo)準(zhǔn)。

    a)  可并行維護(hù)的數(shù)據(jù)中心擁有冗余容量組件,以及多個(gè)獨(dú)立分配路徑來(lái)為關(guān)鍵系統(tǒng)提供服務(wù)。 任何時(shí)候,只需一個(gè)分配路徑為關(guān)鍵環(huán)境提供服務(wù)。

b)  所有 IT 設(shè)備均為雙電源供電, 并且合理安裝以兼容機(jī)房架構(gòu)的拓?fù)?。如果關(guān)鍵環(huán)境不滿足這一規(guī)范,則必須采用使用點(diǎn)開關(guān)等傳輸裝置。

c)  為“N”容量?jī)?chǔ)備 12 個(gè)小時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)燃料存儲(chǔ)。

a)  容錯(cuò)數(shù)據(jù)中心擁有多個(gè)獨(dú)立的物理隔離系統(tǒng)來(lái)提供冗余容量組件,以及多個(gè)獨(dú)立、不同、激活 的分配路徑同時(shí)為關(guān)鍵環(huán)境提供服務(wù)。冗余容量組件和不同的分配路徑配置時(shí)應(yīng)采用的原則 是,任何基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)故障后,“N”容量均會(huì)為關(guān)鍵環(huán)境提供電力和冷卻。

b)  所有 IT 設(shè)備均為雙電源供電,并且合理安裝以兼容機(jī)房架構(gòu)的拓?fù)?。如果關(guān)鍵環(huán)境不滿足這一規(guī)范,則必須采用使用點(diǎn)開關(guān)等傳輸裝置。

c)  補(bǔ)充系統(tǒng)和分配路徑必須相互物理隔離(分區(qū)化),以防任何單項(xiàng)事件同時(shí)影響兩個(gè)系統(tǒng)或分 配路徑。

d)  需要連續(xù)冷卻。

e)  為“N”容量?jī)?chǔ)備 12 個(gè)小時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)燃料存儲(chǔ)。

( 三） 

CCHP項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目地址：江蘇-蘇州，假設(shè)數(shù)據(jù)通信設(shè)備能耗為1，則電源系統(tǒng)能耗（線損、不間斷電源能耗等）約占設(shè)備能耗的11%，所需空調(diào)冷量（通訊設(shè)備散熱、UPS散熱、電池散熱、辦公人員、機(jī)房輻射熱量）約為設(shè)備能耗的1.2倍，采用溴化鋰制冷方式，制冷空調(diào)系統(tǒng)的耗電量估算約為1%，冷卻水及冷凍水輸配電系統(tǒng)能耗約為0.1，空調(diào)末端系統(tǒng)能耗約為14%，照明負(fù)載為21.5W/m2，合計(jì)數(shù)據(jù)中心總耗電為36716KW，總制冷量為31860KW。數(shù)據(jù)中心冷電比為0.863左右。

此數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目機(jī)柜數(shù)量為6000個(gè)，機(jī)柜功率為4.4KW/臺(tái)，每臺(tái)機(jī)柜占地面積4m2，人員數(shù)量100人，每人辦公面積15m2。數(shù)據(jù)中心用電功率和制冷量需求估算如下表。

PUE反映的是為滿足IT設(shè)備的供電要求,數(shù)據(jù)機(jī)房的總供電率，PUE值越小越好，PUE的最小值趨近1，即IT設(shè)備能耗。

根據(jù)數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷以及制冷量的需求，推薦使用20臺(tái)1990KWe卡特彼勒G3516H天然氣發(fā)電機(jī)組，其中18臺(tái)為主用機(jī)，另外兩臺(tái)為備用機(jī)，此設(shè)計(jì)方案目的是為了保證機(jī)組在故障檢修或維護(hù)保養(yǎng)時(shí)仍然有足夠的機(jī)組輸出電力給數(shù)據(jù)中心。

采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組提供接近100%的空調(diào)冷負(fù)荷，“以冷定電/以電定冷”選擇機(jī)組數(shù)量及輸出功率，電力缺口由市電來(lái)承擔(dān)/多余冷量出售，此方案可以最大程度的實(shí)現(xiàn)CCHP系統(tǒng)能源的完全利用，系統(tǒng)效率最高。

故G3516H機(jī)組分布式能源方案冷電比系數(shù)如下:

冷電比： 0.98 》 0.863 滿足方式需求；

方案A:

方案B:

選擇方案B，采取冷定電方式設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心對(duì)電源、空調(diào)等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理，同時(shí)還對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境，如溫濕度、漏水、煙感等參量進(jìn)行監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)中心工作在一個(gè)正常的范圍之內(nèi)。并對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境量實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)機(jī)房無(wú)人值守。DCS控制系統(tǒng)的高度集成化和自動(dòng)化，大幅的減少運(yùn)維人員的數(shù)量，節(jié)約成本。

采用清潔一次性能源天然氣作為三聯(lián)供功能燃料，該方案能實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，充分利用發(fā)電熱，就地供電、供冷，可大幅度減少粉塵、CO2、SO2等污染物排放，該方案每年可減少粉塵排放約為1億噸以上，減少CO2排放1.5億萬(wàn)(13萬(wàn))噸以上，減少SO2排放1000萬(wàn)（7000）噸以上，減少NOx排放為620萬(wàn)（3552）噸以上。

  選擇方案B， 2000KW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和匹配的溴化鋰機(jī)組約763萬(wàn)/套，江蘇蘇州燃?xì)獬杀?.9元/立方米；

運(yùn)行成本與收益

年維護(hù)成本

年制冷收益（參考離心式制冷主機(jī)COP）

投資收益

靜態(tài)收益周期為7.5年，由于本項(xiàng)目地江蘇蘇州地區(qū)，具體的燃?xì)鈨r(jià)格沒有通過(guò)大客戶需求正式的價(jià)格，所以采用的價(jià)格偏高，市電平均電價(jià)為0.75元，方案中發(fā)電時(shí)間是8：00-24：00，真實(shí)的市電成本會(huì)高于平均電價(jià)，項(xiàng)目靜態(tài)回收周期較長(zhǎng)；若燃?xì)鈨r(jià)格在2.5元/立方米時(shí)，回收周期為：4.2年。

項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)計(jì)算和相關(guān)地方信息做了進(jìn)一步確認(rèn)，可以作為大家對(duì)項(xiàng)目投資預(yù)算的一個(gè)參考文本。此次修改了相關(guān)的上網(wǎng)電價(jià)：0.75元更準(zhǔn)確，燃?xì)鈨r(jià)格：2.9元江蘇蘇州；年度運(yùn)行時(shí)間為：16小時(shí)/天×300天=4800小時(shí)/年，經(jīng)濟(jì)技術(shù)模型更加準(zhǔn)確。

因此項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性主要依賴于燃?xì)獾膬r(jià)格和市電基本價(jià)格，本案例計(jì)算采用的是項(xiàng)目初始投資靜態(tài)回收型模式，對(duì)建設(shè)單位IDC項(xiàng)目中需要投資的第二路市電成本，未考慮在內(nèi)。若計(jì)算本項(xiàng)目的增量投資回收周期和經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，應(yīng)減去原有第二路市電容量投資建設(shè)費(fèi)用和基本容量申請(qǐng)費(fèi)用，此時(shí)計(jì)算CCHP在IDC項(xiàng)目的回收周期時(shí)，回收周期可以估算降低2至3年，即整體項(xiàng)目增加投資回收周期約4.5-6.5年，當(dāng)然在實(shí)際運(yùn)行中可以通過(guò)調(diào)整運(yùn)營(yíng)策略來(lái)提供項(xiàng)目的收益率。

1、查漏（冷卻液，機(jī)油，空氣，沼氣，減振器硅油有無(wú)漏些）；

2、放冷凝水（對(duì)預(yù)處理或者有儲(chǔ)壓罐裝置）；

3、注意不正常的噪音；

4、檢查就地顯示中冷卻水，缸套冷卻水壓力表；溫度表；

5、檢查每個(gè)機(jī)組曲軸箱滑油觀查鏡油位，運(yùn)轉(zhuǎn)油位要求最低和最高之間。如果電磁閥紅燈亮就說(shuō)明要補(bǔ)油?；脱a(bǔ)油系統(tǒng)：從補(bǔ)油柜到各機(jī)組補(bǔ)油管各閥在正常位置，才可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)油；

6、檢查空氣過(guò)濾器壓差（大于10MBAR 需要更換）；

7、記錄工作日志。機(jī)組報(bào)警可查主控界面，也可到控制柜上查得，對(duì)照中文說(shuō)明代碼，確定報(bào)警類型，處理報(bào)警，不可簡(jiǎn)單復(fù)位再起動(dòng)機(jī)組。

測(cè)量一次火花塞點(diǎn)火電壓（12KV—32KV 之間）：注意只能機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量。建議如果火花塞點(diǎn)火電壓超過(guò)27KV，則拆出調(diào)整間隙后再用，扭力為40Nm。

1、檢查啟動(dòng)電池電解液濃度及液位，必要時(shí)添加電解液或者補(bǔ)純凈水。

2、檢查每個(gè)控制柜濾網(wǎng)，必要時(shí)更換或者清潔。

3、根據(jù)要求采集油樣分析確定更換滑油。