燃?xì)饫錈犭娙?lián)供在北京醫(yī)院工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

顧家剛(中國(guó)中元國(guó)際工程公司，北京 100089)

本文主要闡述了燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)在醫(yī)院中的應(yīng)用現(xiàn)狀、國(guó)家在三聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面政策的完善過(guò)程，并介紹了北京一家醫(yī)院三聯(lián)供系統(tǒng)的情況，重點(diǎn)介紹了三聯(lián)供系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)情況及在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

冷熱電三聯(lián)供 醫(yī)院 并網(wǎng) 余熱利用

0 引言

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供簡(jiǎn)單地說(shuō)即為：天然氣發(fā)電、余熱供熱、余熱制冷。相比于常規(guī)供能：燃煤發(fā)電、燃?xì)夤?、電制冷，具有能源梯?jí)利用，綜合能源利用率高；清潔環(huán)保，減少排放CO2、SO2；與大型電網(wǎng)互相支撐，供能安全性高的優(yōu)勢(shì)及對(duì)燃?xì)夂碗娏τ须p重削峰填谷作用。

1 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供在醫(yī)院中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)在我國(guó)醫(yī)院中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)節(jié)能減排政策力度的不斷加大，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目在全國(guó)的各類(lèi)功能建筑中得到廣泛使用，但在醫(yī)院建筑內(nèi)，目前僅在上海的幾家醫(yī)院使用，分別為黃浦區(qū)中心醫(yī)院、上海閔行中心醫(yī)院、同濟(jì)醫(yī)院、仁濟(jì)醫(yī)院，在北京還沒(méi)有醫(yī)院建筑投入使用的項(xiàng)目。由我院設(shè)計(jì)的清河醫(yī)院，采用了三聯(lián)供技術(shù)，在北京開(kāi)創(chuàng)了北京地區(qū)的先例，目前三聯(lián)供設(shè)備已經(jīng)安裝完畢，馬上進(jìn)入使用階段。

1.2 冷熱電三聯(lián)供技術(shù)在國(guó)際醫(yī)院中的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然在國(guó)內(nèi)醫(yī)院建筑中算是起步階段，但在國(guó)外，美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，醫(yī)院建筑采用三聯(lián)供的技術(shù)已經(jīng)很普遍。

對(duì)于分布式能源項(xiàng)目，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到2005年為止，美國(guó)已經(jīng)有6 000多座分布式能源站；英國(guó)只有5 000多萬(wàn)人口，但是分布式能源站就有1 000 多座；丹麥建成的火電廠均是既發(fā)電又供熱，供熱鍋爐房均是既供熱又發(fā)電；日本由于資源比較缺乏，對(duì)冷熱電三聯(lián)供研究十分重視。目前，日本三聯(lián)供系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于區(qū)域冷暖、醫(yī)院、商店、辦公樓、福利院等項(xiàng)目中。圖1和圖2是日本2000年民用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目數(shù)量和裝機(jī)容量數(shù)。

圖1 2000年日本民用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目數(shù)量(件)

圖2 2000年日本民用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目裝機(jī)容量(MW)

從圖1和圖2中可以看出，醫(yī)院建筑2000年在日本民用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目數(shù)量(件)上是排列最高的，冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目裝機(jī)容量也排在僅次于區(qū)域冷暖的第二位。說(shuō)明醫(yī)院建筑還是非常適合采用冷熱電三聯(lián)供技術(shù)的。

1.3 醫(yī)院建筑是否適合采用三聯(lián)供技術(shù)

采用冷熱電三聯(lián)供技術(shù)，需要滿足下列條件：

(1)有較為穩(wěn)定的(冷)熱負(fù)荷；

(2)較高的電價(jià)和較低的天然氣價(jià)格；

(3)需要有備用電源；

(4)天然氣供應(yīng)能力充足。

對(duì)于醫(yī)院建筑，根據(jù)北京某醫(yī)院實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)可得年冷負(fù)荷變化曲線，最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在第5 000h左右(即7～8月)，年供冷時(shí)間在3 600h左右，其中1 200h左右時(shí)間冷負(fù)荷在50%設(shè)計(jì)負(fù)荷以上，大部分時(shí)間處于30%～40%設(shè)計(jì)負(fù)荷，約有20%的時(shí)間在25%設(shè)計(jì)負(fù)荷之下，因此年冷負(fù)荷曲線處于平穩(wěn)的下降趨勢(shì)；最大熱負(fù)荷出現(xiàn)在第8 000h左右(即12～1月)，年供熱時(shí)間在3 500h左右，其中有2 000h左右的時(shí)間熱負(fù)荷在50%設(shè)計(jì)負(fù)荷以上，熱負(fù)荷相對(duì)比較平穩(wěn)，最大熱負(fù)荷和最小熱負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)比較少；滿足條件(1)；采用三聯(lián)供系統(tǒng)后，作為一次清潔能源的燃?xì)?，?guó)家政策方面和燃?xì)饧瘓F(tuán)都有相應(yīng)的政策支持，滿足條件(2)；對(duì)于醫(yī)院建筑，里面有相當(dāng)比例的一級(jí)負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，需要有備用電源，滿足條件(3)；根據(jù)北京的規(guī)劃，至2020年，北京市年天然氣用氣量將達(dá)到180億m3，至2025年，北京市年用氣量將達(dá)到200億m3，為發(fā)展三聯(lián)供系統(tǒng)提供了良好的氣源保障，滿足條件(4)。

2 最近幾年燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)相關(guān)規(guī)范和政策

既然醫(yī)院建筑比較適合采用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)，為什么我國(guó)三聯(lián)供技術(shù)在醫(yī)院中的應(yīng)用情況很少，或是很多省份都沒(méi)有采用呢？主要還是因?yàn)閲?guó)家相關(guān)政策的缺失和現(xiàn)有電力體制不允許并網(wǎng)和上網(wǎng)的制約，為此，最近幾年，國(guó)家層面和省市層面均制定了相應(yīng)的規(guī)范和政策。

國(guó)家層面：

(1)2007年，國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)《天然氣利用政策》鼓勵(lì)燃?xì)饫錈犭娐?lián)供應(yīng)用；

(2)2009年，國(guó)家能源局《新能源規(guī)劃》鼓勵(lì)燃?xì)饫錈犭娐?lián)供應(yīng)用；

(3)2010年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)范——CJJ145-2010，解決了在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域關(guān)于三聯(lián)供技術(shù)長(zhǎng)期沒(méi)有國(guó)家規(guī)范的問(wèn)題；

(4)國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》(Q/GDW_480-2010)及編制說(shuō)明，對(duì)三聯(lián)供發(fā)電并網(wǎng)提出了具體的要求；

(5)2011年，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，又提出了《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》(發(fā)改能源【2011】2196號(hào)文)，主要為發(fā)展建立1 000個(gè)示范工程，2020年全國(guó)裝機(jī)容量達(dá)到5 000萬(wàn)kW，對(duì)試點(diǎn)項(xiàng)目將給與財(cái)政補(bǔ)貼。

(6)2012年2月10日，國(guó)家能源局發(fā)布《新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》，以冷熱電聯(lián)合供應(yīng)為主的天然氣分布式能源，將是我國(guó)當(dāng)前分布式能源發(fā)展的重點(diǎn)。

(7)2012年，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)文，《國(guó)務(wù)院關(guān)于落實(shí)政府工作報(bào)告重點(diǎn)工作部分分工的意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)【2012】13號(hào))，內(nèi)容包含發(fā)展智能電網(wǎng)和分布式能源(燃?xì)饫錈犭娙?lián)供)等。

結(jié)合國(guó)家層面出臺(tái)的各項(xiàng)政策法規(guī)指導(dǎo)意見(jiàn)等，部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省市也出臺(tái)了相應(yīng)的規(guī)定，比如上海市：

(1)2008年鼓勵(lì)政策：分布式供能系統(tǒng)設(shè)備投資補(bǔ)貼1 000元/kW；天然氣價(jià)格優(yōu)惠；支持項(xiàng)目發(fā)電并網(wǎng)等；

(2)2008年上海市建設(shè)和交通委員會(huì)發(fā)布上海市工程建設(shè)規(guī)范——《分布式供能系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(DG/TJ08-115-2008)，此規(guī)范的發(fā)布，為上海地區(qū)進(jìn)行燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了規(guī)范依據(jù)。

北京等其他城市也積極響應(yīng)國(guó)家政策規(guī)范，出臺(tái)了相應(yīng)的政策和指導(dǎo)意見(jiàn)。

3 北京地區(qū)燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程實(shí)例

3.1 清河醫(yī)院工程概況

本工程位于北京市清河小營(yíng)地區(qū)，為改造項(xiàng)目，改造前結(jié)構(gòu)主體已經(jīng)封頂，改造后為三級(jí)甲等綜合醫(yī)院，總床位數(shù)500床，分為門(mén)診綜合樓與康復(fù)樓兩棟單體。門(mén)診樓地下3層，地上15層(含空調(diào)凈化機(jī)房層)，康復(fù)樓地下3層，地上6層。兩棟單體通過(guò)地下3層與地下2層連為一體。本次工程設(shè)計(jì)為在原有的結(jié)構(gòu)框架中進(jìn)行改造，醫(yī)療功能改為血液病診治專(zhuān)科醫(yī)院，將原北京市道培醫(yī)院整體搬遷至此。改造后，總建筑面積75 969m2，其中地上46 692m2，地下29 295m2。

3.2 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)

互聯(lián)網(wǎng)不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)行為的認(rèn)定理念.........................................................................謝蘭芳 黃細(xì)江 05.15

原變電所設(shè)置在康復(fù)樓的地下2層，本工程維持原變電所的位置，本工程的能源中心(即三聯(lián)供系統(tǒng))部分位于門(mén)診樓和康復(fù)樓之間地下2層及部分地下1層。本三聯(lián)供系統(tǒng)以天然氣為燃料,通過(guò)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組(2臺(tái)，電量為836kW)發(fā)電滿足清河醫(yī)院大樓部分的電力需求,電力不足部分由電網(wǎng)補(bǔ)充;燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電后排出的高溫?zé)煔夂透邷馗滋姿M(jìn)入煙氣熱水型直燃機(jī)(余熱回收利用設(shè)備),用于部分空調(diào)制冷和提供部分生活熱水,不足的部分由調(diào)峰設(shè)備雙工況螺桿式電制冷空調(diào)(3臺(tái)，電量為247kW)和真空燃?xì)鉄崴仩t(2臺(tái)，Q=2.91MW)解決。真空燃?xì)鉄崴仩t主要供清河醫(yī)院全年所需的大部分負(fù)荷(3 233.86kW的生活熱水負(fù)荷、4 200kW的空調(diào)采暖負(fù)荷及600kW的散熱器采暖負(fù)荷)。

3.2.1 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)運(yùn)行方式

1)制冷采暖及生活熱水系統(tǒng)運(yùn)行方式：

(1)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí),優(yōu)先利用煙氣余熱和缸套水余熱供能來(lái)滿足冷熱負(fù)荷需求；

(2)夏季制冷時(shí)當(dāng)余熱量不能滿足全部冷負(fù)荷需求時(shí),通過(guò)直燃機(jī)補(bǔ)燃或開(kāi)啟雙工況電制冷空調(diào)來(lái)滿足冷負(fù)荷需求；

(3)冬季采暖時(shí)當(dāng)余熱量不能滿足全部熱負(fù)荷需求時(shí),通過(guò)直燃機(jī)補(bǔ)燃或開(kāi)啟真空燃?xì)鉄崴疅徨亖?lái)滿足熱負(fù)荷需求；

(4)生活熱水負(fù)荷由2臺(tái)4t的真空燃?xì)忮仩t配合燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)保障供應(yīng),平時(shí)正常運(yùn)行1臺(tái)真空燃?xì)鉄崴仩t保障基本生活熱水需求,不足時(shí)再開(kāi)啟另外一臺(tái)真空燃?xì)鉄崴仩t；

(5)發(fā)電機(jī)組檢修或故障時(shí),兩臺(tái)煙氣熱水型直燃機(jī)均可使用全補(bǔ)燃的方式運(yùn)行。

2)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行方式：

(2)并網(wǎng)模式下自動(dòng)跟蹤用電負(fù)荷和冷熱負(fù)荷確定系統(tǒng)發(fā)電量,與市電并網(wǎng)(不上網(wǎng))。

以上工藝設(shè)備的切換,使得工藝系統(tǒng)始終工作在節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)“以熱定電”的運(yùn)行模式。

3.2.2 電氣強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自附近10kV開(kāi)閉站引2路10kV電源，每一供電回路均可滿足全院用電負(fù)荷要求，10kV系統(tǒng)采用單母線分段接線，分段運(yùn)行方式，一路電源故障或檢修時(shí)，手動(dòng)合分段斷路器，由另一路電源帶全部負(fù)荷運(yùn)行。

本項(xiàng)目共設(shè)置了5臺(tái)變壓器，1～2TM容量為2×1 250 kVA，單母線分段，中間設(shè)母聯(lián)；3～4TM容量為2×1 600 kVA，單母線分段，中間設(shè)母聯(lián)；1～4TM所帶負(fù)荷為除去醫(yī)院醫(yī)技負(fù)荷以外的其他負(fù)荷；5TM容量為1 250 kVA，帶醫(yī)技負(fù)荷。

本項(xiàng)目設(shè)置2臺(tái)836kW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，設(shè)置一段專(zhuān)用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)母線段(見(jiàn)圖3注1)，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)出口電壓為400V，所帶負(fù)荷為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)房自用電負(fù)荷、冷凍機(jī)房電制冷負(fù)荷、部分三級(jí)負(fù)荷; 設(shè)置一臺(tái)1 000kW的柴油發(fā)電機(jī)，設(shè)置一段應(yīng)急母線段(見(jiàn)圖3注2)，應(yīng)急母線段電源正常狀態(tài)取自1TM， 兩路市電全部失去的情況下轉(zhuǎn)由柴油發(fā)電機(jī)供電，同時(shí)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)也可以作為應(yīng)急母線段的長(zhǎng)期電源使用(見(jiàn)圖3注3所示開(kāi)關(guān)回路)。

本次電氣設(shè)計(jì)兼顧燃?xì)獍l(fā)電機(jī)孤網(wǎng)運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種工況，在本項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)階段還不允許并網(wǎng)，所以在運(yùn)行初期采用孤網(wǎng)運(yùn)行，在保障重要負(fù)荷安全的前提下，發(fā)電機(jī)盡量多發(fā)電；后期在國(guó)家政策允許的情況下并網(wǎng)運(yùn)行，并網(wǎng)運(yùn)行工況：燃?xì)獍l(fā)電機(jī)母線通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖3注4)與4TM低壓母線通過(guò)同期并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)國(guó)家政策允許并網(wǎng)時(shí)，手動(dòng)關(guān)合注4所示隔離開(kāi)關(guān)，并在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)與4TM兩個(gè)電源滿足并網(wǎng)條件時(shí)，自動(dòng)閉合注4所示斷路器，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。

為了充分發(fā)揮三聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)要盡量多發(fā)電，所以特別增加了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)換柜(見(jiàn)圖3注5)，可以通過(guò)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)換柜，將普通三類(lèi)負(fù)荷轉(zhuǎn)移到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)母線上來(lái)，此負(fù)荷轉(zhuǎn)化柜平時(shí)由1TM供電。

圖3 能源中心電氣系統(tǒng)接線示意圖

3.2.3 此項(xiàng)目三聯(lián)供部分在可研至施工圖階段遇到的問(wèn)題

1)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)容量和臺(tái)數(shù)的選擇

是采用“以熱定電”還是采用“以電定熱”來(lái)確定燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的容量，是以往設(shè)計(jì)三聯(lián)供系統(tǒng)的討論焦點(diǎn)。由于本項(xiàng)目為改造項(xiàng)目，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的容量和臺(tái)數(shù)需要考慮是否能在本樓內(nèi)放下，并結(jié)合可研資料由原醫(yī)院的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制的冷、熱、電年、日負(fù)荷曲線，綜合考慮最終確定采用2臺(tái)836kW的柴油發(fā)電機(jī)。

現(xiàn)在業(yè)界已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，并且在國(guó)網(wǎng)能源研究院2012年關(guān)于分布式能源的政策法規(guī)關(guān)鍵問(wèn)題研究中，明確冷熱電三聯(lián)供采用“以熱定電”的設(shè)計(jì)原則，在《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ145-2010)中3.3.1條還規(guī)定，當(dāng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)應(yīng)能滿足所帶尖峰負(fù)荷的大小，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)基本電負(fù)荷曲線確定，單臺(tái)容量應(yīng)滿足低負(fù)荷要求，并且在CJJ145-2010的總則中，1.0.4及1.0.5條明確規(guī)定：三聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)遵循電能自發(fā)自用、余熱利用最大化的原則，系統(tǒng)的設(shè)備配置及運(yùn)行模式應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定；聯(lián)供系統(tǒng)的年平均能源綜合利用率應(yīng)大于70%，避免出現(xiàn)投資浪費(fèi)和運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。而上海黃浦醫(yī)院由于選擇燃?xì)獍l(fā)電機(jī)容量過(guò)大，使得燃?xì)獍l(fā)電機(jī)一直處于低效率運(yùn)轉(zhuǎn)而沒(méi)有充分發(fā)揮三聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，目前CJJ145-2010的3.3.2條也明確規(guī)定，當(dāng)用戶的供電性要求較高時(shí)，發(fā)電機(jī)組不宜少于兩臺(tái)；6.2.3及6.2.3條規(guī)定，孤網(wǎng)運(yùn)行或是發(fā)電機(jī)組兼做備用電源時(shí)，發(fā)電機(jī)組的數(shù)量不宜少于兩臺(tái)。

2)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是否可以作為應(yīng)急電源使用

可研階段評(píng)審專(zhuān)家對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是否可以作為應(yīng)急電源使用看法不一，可研階段仍執(zhí)行1995版的《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，規(guī)范2.0.3條規(guī)定獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組可作為應(yīng)急電源，專(zhuān)家對(duì)此條意見(jiàn)不一，有的專(zhuān)家認(rèn)為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的燃?xì)馐鞘苁姓l件影響，而且燃?xì)獍l(fā)電機(jī)平時(shí)是一直在工作狀態(tài)，而應(yīng)急電源平時(shí)應(yīng)該是在備用狀態(tài)，所以燃?xì)獍l(fā)電機(jī)不能作為應(yīng)急電源使用，所以為了供電可靠性更高，可研階段沒(méi)有將燃?xì)獍l(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源使用；而本項(xiàng)目進(jìn)入施工圖階段時(shí)，《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的最新版即2009版(2010年7月1日實(shí)施)的4.0.1條規(guī)定三聯(lián)供燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是可以作為備用電源使用，而不能作為應(yīng)急電源，而且新規(guī)范也明確了應(yīng)急電源與備用電源的區(qū)別。本設(shè)計(jì)最終采用了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源，而將燃?xì)獍l(fā)電機(jī)作為市電斷電后的備用電源使用的方案。

3)應(yīng)急電源的選擇

應(yīng)急電源是選EPS蓄電池還是柴油發(fā)電機(jī)？因?yàn)楸竟こ虨楦脑祉?xiàng)目，選擇柴油發(fā)電機(jī)因?yàn)橐紤]進(jìn)排風(fēng)、排煙等因素，不便于在改造項(xiàng)目中實(shí)施，所以在方案和初設(shè)階段，選用EPS蓄電池作為應(yīng)急電源，將蓄電池分為三組，分別設(shè)置在兩個(gè)樓地下位置，集中供電。在施工圖階段，由于EPS的造價(jià)超出醫(yī)院甲方的預(yù)算，而且EPS分組設(shè)置后需要的建筑面積比較大；經(jīng)綜合考慮還是選擇柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源，為了解決進(jìn)排風(fēng)問(wèn)題，冷卻方式采用將排風(fēng)機(jī)與散熱管與主體分開(kāi)，置于柴油發(fā)電機(jī)房外裙房屋頂?shù)拈]式水循環(huán)風(fēng)冷方式，將柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置在地下一層，也與三聯(lián)供能源站機(jī)房不在同一層。按照《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2009版)的3.0.9條的規(guī)定，備用電源的負(fù)荷嚴(yán)禁接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。為了滿足此條規(guī)定，本項(xiàng)目所采用的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)只能作為備用電源使用，而負(fù)荷末端設(shè)計(jì)的EPS或是UPS才能作為應(yīng)急電源使用。

4)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的運(yùn)行方式的選擇

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行方式共有三種：孤網(wǎng)、并網(wǎng)(并網(wǎng)不上網(wǎng))、上網(wǎng)(并網(wǎng)且上網(wǎng))；根據(jù)《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ145-2010)總則中1.0.3條規(guī)定，聯(lián)供系統(tǒng)宜采用并網(wǎng)的運(yùn)行方式，只有并網(wǎng)(或上網(wǎng))才能保證聯(lián)供發(fā)電機(jī)組選型適當(dāng)，運(yùn)行效率高及保證足夠的滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，系統(tǒng)才有一定的經(jīng)濟(jì)效益；3.1.3條規(guī)定，當(dāng)沒(méi)有公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)接入困難時(shí)，所帶電負(fù)荷比較穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)可采用孤網(wǎng)的運(yùn)行方式，否則應(yīng)采用并網(wǎng)的運(yùn)行方式。上網(wǎng)的方式還應(yīng)執(zhí)行電力行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)還沒(méi)有相關(guān)規(guī)范，所以兼顧燃?xì)獍l(fā)電機(jī)孤網(wǎng)運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種工況，先期按孤網(wǎng)運(yùn)行，待政策允許再按并網(wǎng)運(yùn)行。

5)與電網(wǎng)接入點(diǎn)的電壓等級(jí)的確定

由于在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)范要求，本設(shè)計(jì)僅根據(jù)以往的運(yùn)行項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和可研進(jìn)行的設(shè)計(jì)，采用400V的電壓等級(jí)；而在《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ145-2010)，6.1.3條明確規(guī)定，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，單機(jī)功率小于2 000kW的發(fā)電機(jī)組，機(jī)端的輸出電壓宜采用400V；單機(jī)功率大于或等于2 000kW的發(fā)電機(jī)組，機(jī)端輸出電壓宜采用10.5kV；6.4.3條規(guī)定，采用400V的發(fā)電機(jī)組，宜在用戶變配電系統(tǒng)低壓側(cè)并網(wǎng)。

6)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2009版)的出臺(tái)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)和三聯(lián)供系統(tǒng)中燃?xì)獍l(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的影響

在發(fā)電機(jī)的三聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，按最新版規(guī)范，在系統(tǒng)中需要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)兩個(gè)備用電源才能滿足醫(yī)院的需求。如前所述，部分一級(jí)負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷末端的EPS或UPS才能作為應(yīng)急電源，那柴油發(fā)電機(jī)是否可以不設(shè)置呢？

根據(jù)三聯(lián)供系統(tǒng)的整體運(yùn)行工況，從三聯(lián)供系統(tǒng)整體的節(jié)能經(jīng)濟(jì)性來(lái)分析，根據(jù)峰谷平電價(jià)，結(jié)合節(jié)能等綜合因素考慮后，夜間用市電與用三聯(lián)供系統(tǒng)所發(fā)的電相比，采用市電更經(jīng)濟(jì)節(jié)能，所以燃?xì)獍l(fā)電機(jī)在夜間時(shí)是處于停機(jī)狀態(tài)。而燃?xì)獍l(fā)電機(jī)從接到啟動(dòng)信號(hào)到可以帶負(fù)載運(yùn)行，需要約5min時(shí)間。為了滿足供電允許停電時(shí)間要求，對(duì)于醫(yī)院中允許停電時(shí)間在30s以上的重要保障負(fù)荷，如若不設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)，則將在除部分一級(jí)負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷以外，設(shè)置大量總量在數(shù)百千瓦的EPS，EPS容量會(huì)根據(jù)負(fù)荷的大小分散到各末端負(fù)荷，從上面分析，這樣設(shè)置后實(shí)際工程造價(jià)會(huì)明顯變大，而柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間為30s以內(nèi)，設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)后則總體造價(jià)會(huì)便宜很多。因?yàn)閷?duì)于醫(yī)院中的重要保障科室，停電5min和停電30s相比，前者對(duì)醫(yī)院造成的恐慌是不能接受的。

所以柴油發(fā)電機(jī)的設(shè)置是必須的，這樣就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)備用電源。所以對(duì)于新版供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中3.0.9條中對(duì)于備用電源的負(fù)荷嚴(yán)禁接入應(yīng)急供電系統(tǒng)的要求的規(guī)定，就對(duì)具體工程的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了影響，使得柴油發(fā)電機(jī)只能作為備用電源而不能作為應(yīng)急電源使用。

以上幾點(diǎn)是在做設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的幾個(gè)問(wèn)題，如有不當(dāng)之處還請(qǐng)同行批評(píng)指正。

4 結(jié)束語(yǔ)

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)作為高效率、環(huán)保的能源利用方式，隨著國(guó)家政策的不斷完善，在以往設(shè)計(jì)中遇到的瓶頸問(wèn)題都將逐一解決，專(zhuān)業(yè)公司在掌握了三聯(lián)供系統(tǒng)的核心技術(shù)后，已經(jīng)有很多成功的案例，在以后的醫(yī)院設(shè)計(jì)中，三聯(lián)供系統(tǒng)肯定會(huì)在國(guó)家的政策鼓勵(lì)下越做越多。

[1] 城市建設(shè)研究院，北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司主編，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)范(1版)(CJJ145-2010)[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[2] 國(guó)家電網(wǎng)公司. 分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(Q/GDW480-2010)[S].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[3] 中國(guó)聯(lián)合工程公司主編.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50052-2009)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

[4] 上海市電力公司，上海燃?xì)?集團(tuán))公司主編. 分布式供能系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(DG/TJ08-115-2008)[S].

[5] 國(guó)家發(fā)展改革委，財(cái)政部，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國(guó)冢能源局.關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)(發(fā)改能源【2011】2196號(hào)文)[EB/OL]. http://www.sae.sh.cn/chn/zhuanti/cchp/images/cchp.pdf，2011.

[6] 國(guó)家能源局.新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告[EB/OL].http://www.nea.gov.cn/2012-02/10/c_131402922.htm，2012.2.

顧家剛

畢業(yè)于重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院建筑電氣專(zhuān)業(yè)，2004年7月至今一直在中國(guó)中元國(guó)際工程公司醫(yī)療院工作，注冊(cè)電氣工程師，中級(jí)職稱(chēng)。

Disccussion on the Application of Gas Combined Cooling Heating and Power in the Engineering Design of Beijing Hospital

Gu Jiagang

This paper mainly expounds the gas heating and electrical trigeneration system application status in hospitals, the perfection process of national policy in terms of trigeneration systems design, and introduces the situation of the gas heating and electrical trigeneration system in a hospital in Beijing, it mainly introduces the joint supply system of electrical design situation and problems in the design process.

combined cooling heating and power, hospital, grid connection, waste heat utilization