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                  大型、超大型數據中心選用燃氣二聯供的若干問題

                  來源:新一代綠色中心節能 作者:DJ編輯 更新時間:2018/9/25 10:08:50

                  摘要:近期各地轟轟烈烈在搞煤改氣,爭取早日完成藍天工程,結果這個冬天,很多渠道反映煤撤了,氣卻沒有如期而來。尤其是污染嚴重的河北、山西的部分區域,一刀切成為常態,而切下去會怎么樣,沒人好好考慮過。

                    近期各地轟轟烈烈在搞煤改氣,爭取早日完成藍天工程,結果這個冬天,很多渠道反映煤撤了,氣卻沒有如期而來。尤其是污染嚴重的河北、山西的部分區域,一刀切成為常態,而切下去會怎么樣,沒人好好考慮過。

                    2017年12月1號液化天然氣價格17連漲,創造歷史新高9400元/噸,6.7元/方天然氣。

                    近期三聯供在數據中心行業內熱度有所提升,繼中石油、鳳凰之后,貌似又有很多項目在蠢蠢欲動。

                    這是福哥第120篇原創,感謝諸位新一代綠色數據中心俱樂部會刊訂閱者,及朋友圈好友們長久以來的關注、支持和轉發。

                    數據中心燃氣二聯供簡介

                    通過就地的燃氣發電機組給數據中心提供電力,同時通過余熱制冷機組回收缸套冷卻水、煙氣熱量對數據中心輸出制冷能力。

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                    方案優點:

                    就近供能(電+冷),去除品牌溢價(繞過電網壟斷),減少傳輸損失(各級變壓器及電網損失);

                    減少煤耗(改為更清潔的天然氣消耗),減少污染排放,綠色環保;

                    冷電負荷需求比例與燃氣發電機綜合利用能效產生的熱電比例相匹配,減少需求匹配難度,避免能源浪費,切實有效提升綜合能源利用率。

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                  三聯供核心設備

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                    數據中心目前應用案例仍非常稀少。

                    燃氣輪機需要較少維護且對燃料不挑,但在1MW之下一次購買成本及效率均無優勢,一般在發電容量單機超過5000kw之后,經濟性逐步顯現,1MW之后加上蒸汽聯合循環,性價比上升明顯。

                    活塞式燃氣內燃機,成本較低(限于規模及各種原因仍高于柴油機20%以上),雖然數據中心燃料品質有保障,但維護人員增加帶來的維護費用也增加較高。

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                    吸收式制冷原理圖如下:

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                    1:冷凝器;

                    2:發生器;

                    3:蒸發器;

                    4:溶液換熱器;

                    5:引射器;

                    6:吸收器;

                    7:溶液泵;

                    8:冷劑泵;

                    此圖是簡單單效吸收式制冷循環工程原理圖,在數據中心二聯供中,考慮燃氣發電機的選型,經常要同時利用高溫煙氣及缸套冷卻水,經常會需要選用多發生器的機型,如果以電定容,或者按照最佳經濟運行容量定容,可能還需要考慮支持天然氣直燃熱源的發生器

                    安全第1下的選擇原則

                    不做任何能源站投入;

                    不對數據中心常規供電及制冷系統做任何減配;

                    只對所使用的的來自于二聯供或者三聯供的分布式能源站的電能和冷水量進行計量計價支付;

                    如果該能源站占用場地內面積,需扣減相應面積當量的場地租費(包含場地建筑分攤,水電費用,物業管理,維護費用)。

                    以安全第一的原則來考慮這個方案選擇問題我們只需要明確自己的用電單價和單位制冷量壓縮機耗電費,有便宜才上;

                    為什么制冷量的代價僅考慮壓縮機好電費呢?由于考慮效率的問題,吸收式制冷機組必定也需要就近安放在制冷機房內,以減少各項損失(這也是我們還要收租的原因,不管以電費折扣還是什么形式收取,總之要計算清楚,謹防被忽悠)。

                    那么可以共用我們的常規冷卻塔,冷卻循環泵,冷凍水循環泵,所以僅單位制冷量或者冷凍水供應量的計費比較原則僅僅是壓縮機的耗電費用。

                    當然如果他們還另外單獨建立屬于吸收式機組的冷卻塔,冷凍冷卻循環水泵的話,那另外算。(如果電費用場地,要收回其電費,并且不承擔投資)

                    用冷單價

                    顯然我們并不能接受按照流量計費,原因是負載率大部分時間并非滿載,前期可能幾年都超不過60%。所以以冷量計費元/MJ;

                    供冷量計算采用

                    m=∑q*Δt*dh*4.187;

                    m:分布式能源站/二聯供系統供冷量MJ;

                    q:需求供水溫下冷凍水循環供應流量m3/h;

                    Δt:進入界面處冷凍水供回水溫差℃;

                    dh:采樣節點頻段h;

                    常規系統mMJ供冷量所需壓縮機電量:

                    n=m/acop;

                    n:mMJ供冷量價值電量MJ;

                    acop:冷機全年平均COP,為了最大限度提高綜合利用率,沒法僅用電而不用冷,而且由于發電價產電及產冷比例相當,但是大型數據中心冷量價值不到電量價值的1/6,所以以電價合適作為發電機開機依據是合理的。

                    否則可能自然冷卻下,我只需要用電而不用冷,部分負荷下也可能出現部分條件只用電而不用冷。

                    基于北京地區全年acop的計算,如果需要了解更多的話,歡迎咨詢,贊賞超過100元,我們將另文說明,此處僅公開典型工況計算結果為18.5;

                    也即以北京數據中心常見電度單價0.9元/kwh,,如果計冷單價超過18.5分之一,也即0.0135元/MJ,我們將不需要二聯供系統供冷;

                    用電單價

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                    這里僅以北京為例,各數據中心運營者,可以根據當地項目落地單價為計算依據,或者參考各地公開單價,進行評估。

                    當要收的電費單價高于市電,我們只能說哪涼快哪呆著去;

                    由于我們選擇了電量和冷量同時供應的模式,所以其實也可以不計算冷量而直接按比例附加。由于冷量價值過低,不到電量的6%。其實我們可以直接要求冷量免費,電量單價如果低于我們的采購價,則可以考慮采用。

                    按照下表經典計算,供應商真發大善心做好事不圖回報,倒貼設備和工程給你:

                    如果天然氣價超過3元/m3,則北京2區的數據中心完全不用考慮了,每年能開機時數不超過180h;

                    如果天然氣價超過2.1元/m3,則北京2區的數據中心需謹防忽悠,買方沒有賣方精,沒有哪個供應商會虧這么大的本賺吆喝的(至少0.5萬/kw發電,以2MW計,每套就是1000萬,補貼能有多少?)。。。

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                    責任編輯:DJ編輯

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