世博园区B片区能源中心设备配置合理性分析

孔令文 国家电网（上海）智能电网研发投资有限公司

张鹏飞 上海世博发展（集团）有限公司

张文宇 上海市建筑科学研究院

1 B片区概况

上海世博 B 片区央企总部能源中心主要为企业总部办公楼及附属商业服务。规划地上建筑总面积597 288 ㎡，其中办公面积 571 188 ㎡，商业面积26 100 ㎡。地下商业及地下通道面积约 60000 ㎡。图1为央企分布总平面图。

根据上海世博 B片区央企总部区的冷、热负荷容量及特点，在该区域建设了天然气分布式能源中心，主要为B 片区内各央企总部办公楼及附属商业建筑供能(不包含B 片区世博馆路东侧的酒店群)，供能总面积为 64.7 万㎡，地上建筑总面积 597 288㎡，其中办公面积 571 188㎡，商业面积 26 100 ㎡，地下商业面积约 49 978 ㎡。能源中心含燃气内燃机+烟气热水型溴化锂机组、燃气热水锅炉、离心式冷水机组、蓄冷（热）装置，以及相应的配套设施，布置在 B03地块内的电力大楼及规划二路地下，占地面积约4 200 ㎡。

2 能源中心设备配置调研

能源中心设备配置见表1～表4。

表1 内燃机发电机组性能参数

表2 溴化锂机组性能参数

表3 离心式冷水机组设备性能参数

表4 设计日机组供冷（供热）量 kWh

3 系统运行方式

（1）夏季设计日制冷机组运行方式

设计园区夏季设计日最大小时冷负荷为56.8 MW，2台溴化锂机组提供的冷量为10466kW，7台冷水机组提供的冷量为36400kW，蓄冷装置提供的冷量9 912 kW。从22：00～06：00时2台冷水机组利用低谷电蓄冷，在此期间将蓄冷罐蓄满。

图2 夏季设计日运行方式图

（2）冬季设计日供热机组运行方式

设计园区冬季设计日最大小时热负荷为34.3 MW，2台溴化锂机组提供的热量7 440 kW，3台供热量为6 000 kW的燃气热水锅炉提供的热量为18 000 kW，蓄热水箱提供的热量为8 840 kW。从22：00～05：00时2台溴化锂机组在此期间将蓄热罐蓄满。

图3 冬季设计日运行方式图

（3）过渡季典型日制冷机组运行方式

设计园区过渡季典型日最大小时冷负荷为30.3MW，2台溴化锂机组提供的冷量10466kW，3台冷水机组提供的冷量15 600 kW，蓄冷装置提供的冷量4 269 kW。从22：00～06：00时2台冷水机组利用低谷电蓄冷，在此期间将蓄冷罐蓄满。

图4 过渡季典型日供冷运行方式图

（4）过渡季典型日供热机组运行方式

设计园区过渡季典型日最大小时热负荷为8.9MW，2台溴化锂机组提供的热量7 440 kW，1台燃气热水锅炉提供的热量为1 440 kW，蓄热水箱提供的热量为0 kW。

图5 过渡季典型日供热运行方式图

表5 供冷期（供热期）机组供冷（供热）量 MWh

供能总平衡关系如表4、表5所示。系统运行模式为：夏季白天由溴化锂机组提供基本的冷负荷，同时采用水蓄冷提供日常冷负荷，采用电制冷机组进行调峰。夏季晚上电制冷机组利用低谷电进行水蓄冷。冬季白天由溴化锂机组提供基本的热负荷，同时采用水蓄热提供日常热负荷，采用燃气热水锅炉进行调峰。冬季晚上利用溴化锂机组和燃气热水锅炉进行蓄热。

通过从三联供系统的配置与运行策略得出，全年供冷量18 284 MWh，供热量11 580 MWh，2台内燃机发电机基本全年运行365 d，运行14 h/d，发电量3 622 kWh/h，消耗天然气1 013 m³/h，天然气热值按38 931kJ/m³计算，联供系统的年平均能源综合利用率为86%，大于《燃气冷热电三联供工程技术规程》70%的要求。

4 能源中心设备配置分析

能源中心规划供能总面积64.7万㎡，其中地上59.7万㎡。园区设计最大冷负荷为56.8 MW，设计最大热负荷为34.3 MW，单位建筑面积冷负荷87 W/㎡，热负荷53 W/㎡；单位地上建筑面积冷负荷95 W/㎡，热负荷57 W/ ㎡。

国内外办公建筑有代表性空调概算指标整理如表6所示。通过对比可以看出，本能源中心设计容量针对整个规划区来讲比较紧凑，不能满足地下商业区域空调需求，用能高峰时候需要其他形式的冷热源补充供冷供热。

另一方面能源中心设计最小化，可以避免大系统大容量，有利于提高系统运行效率，尤其在规划区运行初期可以降低运行费用。

表6 办公建筑空调负荷概算指标

5 结语

从三联供系统的配置与运行策略可以得出，在设计日最大负荷时段，冷负荷分别由三联供系统、冷水机组和水蓄冷联合提供，为保证三联供系统的利用时数，适当减少其配置，从而可以降低初投资，提高能源中心的综合效率。

从设计最小负荷看，通过本方案的三联供系统配置，在一天中最低负荷时段，可以仅通过三联供系统向外供冷、供热，从而提供了整个系统设备利用率。另一方面，设计负荷基于所有办公楼人员齐备进行预测的，将来实际运行时尤其初期投入阶段，可能实际冷热较低，因此适当降低三联供系统的容量配置，可以降低由于初期冷、热负荷较低带来的风险。