天然氣分布式能源在飲料廠中的應(yīng)用

彩松建　趙國強(qiáng)　關(guān)健　張鋒濤

摘 要：分析總結(jié)飲料廠的能耗特性，對(duì)天然氣分布式能源系統(tǒng)用于飲料廠的適用性進(jìn)行探討。結(jié)合河北某飲料廠項(xiàng)目，將傳統(tǒng)供能系統(tǒng)作為比較對(duì)象，對(duì)天然氣分布式能源系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)收益、節(jié)能收益、環(huán)境保護(hù)效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：飲料廠；天然氣分布式能源；綜合能源利用效率；負(fù)荷匹配度

中圖分類號(hào)：TK01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）04-0180-02

Abstract： The energy consumption characteristics of beverage plants are analyzed and summarized， and the applicability of natural gas distributed energy system to beverage plants is discussed. Taking the traditional energy supply system as the comparison object， the reliability， economic benefit， energy saving benefit and environmental protection benefit of the natural gas distributed energy system are analyzed in combination with the project of a beverage factory in Hebei Province.

Keywords： beverage plant； natural gas distributed energy； comprehensive energy efficiency； load matching degree

引言

一般來說，飲料廠具有電負(fù)荷、蒸汽負(fù)荷穩(wěn)定的特點(diǎn)，其冷負(fù)荷根據(jù)生產(chǎn)工藝不同對(duì)冷能品質(zhì)需要不一。受京津冀“煤改氣”政策影響，預(yù)計(jì)到2020年，行業(yè)改造規(guī)模要達(dá)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(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，使綜合能源利用效率達(dá)到80%以上[1]。本文以河北某飲料生產(chǎn)廠分布式能源項(xiàng)目為例，闡述分布式能源技術(shù)在飲料廠中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)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(jìn)行飲料的生產(chǎn)、加工及儲(chǔ)運(yùn)。針對(duì)該飲料廠建設(shè)計(jì)劃及用能負(fù)荷特點(diǎn)，擬建以燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組和燃?xì)庹羝仩t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(dá)到要求，故不考慮供冷）

2 負(fù)荷測算

2.1 蒸汽負(fù)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(duì)能源站機(jī)組配置及生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性沒有影響。

2.2 熱負(fù)荷分析

采暖總熱負(fù)荷約7.5MW。

該項(xiàng)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?zé)崴鳛椴膳療崦?，設(shè)計(jì)采用汽水采暖換熱機(jī)組，布置在能源站換熱站內(nèi)，制備110/70℃采暖熱水。

2.3 電負(fù)荷分析

該項(xiàng)目所有負(fù)荷正常生產(chǎn)季負(fù)荷容量約為10MW，一年中約有四個(gè)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(jī)發(fā)電機(jī)作為輔助供電電源。

3 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模

能源站主要包括燃機(jī)間、鍋爐間、化學(xué)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(tái)2.0MW燃?xì)廨啓C(jī)+1臺(tái)7t/h余熱鍋爐+1臺(tái)10噸+1臺(tái)25噸燃?xì)庹羝仩t[2]；二期根據(jù)廠區(qū)生產(chǎn)用能需求進(jìn)行逐步擴(kuò)建，增設(shè)1臺(tái)2.0MW燃?xì)廨啓C(jī)+1臺(tái)7t/h余熱鍋爐+ 1臺(tái)25噸燃?xì)庹羝仩t，后期根據(jù)該飲料廠負(fù)荷發(fā)展情況確定具體投運(yùn)時(shí)間。

4 系統(tǒng)運(yùn)行模式

該飲料廠主要用能為工業(yè)蒸汽，負(fù)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(yùn)行時(shí)間大于4000小時(shí)，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(shí)啟動(dòng)生產(chǎn)。

針對(duì)飲料廠的生產(chǎn)計(jì)劃，能源站采用如下運(yùn)行模式。

生產(chǎn)期：燃?xì)廨啓C(jī)與配套余熱鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行，供能不足由市電補(bǔ)充和燃?xì)忮仩t蒸汽補(bǔ)充。能源站所發(fā)電量與蒸汽均能被消納，發(fā)電小時(shí)數(shù)可達(dá)到4320h以上。

非生產(chǎn)期：燃?xì)廨啓C(jī)及余熱鍋爐閑置，若臨時(shí)有生產(chǎn)計(jì)劃，則能源站采用“市電+燃?xì)忮仩t”的方式供能。

5 節(jié)能減排

該項(xiàng)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，從而減少CO2排放[3]。因此，該項(xiàng)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(zhǔn)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(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 適用性評(píng)價(jià)

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(jì)劃性，設(shè)計(jì)用能負(fù)荷曲線與實(shí)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(jìn)行設(shè)計(jì)的，配置具有針對(duì)性，對(duì)負(fù)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(duì)熱、電和生活熱水負(fù)荷的需求，通過不同機(jī)組的搭配運(yùn)行保證供能的可靠性。傳統(tǒng)的飲料廠能源供應(yīng)方式是：電負(fù)荷一般由城市電網(wǎng)承擔(dān)，熱負(fù)荷往往由燃?xì)忮仩t承擔(dān)。而對(duì)于天然氣分布式能源，電負(fù)荷可以由發(fā)電機(jī)組和城市電網(wǎng)兩個(gè)來源保障，熱負(fù)荷則由動(dòng)力裝置排煙余熱和燃?xì)庹{(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[4]。

（3）飲料廠項(xiàng)目可以充分利用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的余熱，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用和綜合利用，提高了能源利用率，減少了系統(tǒng)運(yùn)營成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

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