云計算工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化迅猛發(fā)展，同時，能源和環(huán)境之間的矛盾日益突出。工業(yè)園區(qū)作為我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化過程中的重要組成部分，其能源結(jié)構(gòu)是否合理，直接關(guān)系到我國能源發(fā)展方向。當(dāng)前，國內(nèi)各地方政府及其經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)都在大力建設(shè)工業(yè)園區(qū)，提高能源綜合利用率迫在眉睫。
　　本文著重對含有數(shù)據(jù)中心的工業(yè)園區(qū)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和運行進(jìn)行了研究。首先，對案例園區(qū)概況進(jìn)行了介紹，通過對園區(qū)內(nèi)熱源及冷熱需求情況進(jìn)行調(diào)研，

2、綜合分析了園區(qū)內(nèi)的用能方式，最后提出采用可再生能源與常規(guī)能源相互協(xié)同的技術(shù)路線，并對該路線進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
　　其次，利用DeST軟件對云計算中心建筑的空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行了全年逐時模擬，并詳細(xì)計算了輸配系統(tǒng)冷量損失所引起的附加負(fù)荷，計算得云計算產(chǎn)業(yè)園區(qū)五家云計算中心數(shù)據(jù)機房一期生產(chǎn)用冷設(shè)計冷負(fù)荷為57023 kW。
　　然后，建立了CCHP系統(tǒng)中冷熱源模塊、輸配模塊和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電模塊三部分進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型。并利用所建立系統(tǒng)

3、的數(shù)學(xué)模型，采用C＃語言編寫了工業(yè)園區(qū)能源規(guī)劃與評估軟件，可實現(xiàn)吸收式機組能耗模擬、輸配系統(tǒng)高能耗模擬、管網(wǎng)冷損失模擬、輔助冷熱源能耗模擬和常規(guī)系統(tǒng)能耗模擬，并可對模擬計算的結(jié)果進(jìn)行輸出和查詢。
　　接著，利用前一章建立的數(shù)學(xué)模型和編寫的模擬軟件，對云計算中心冷凍站設(shè)計和運行進(jìn)行了優(yōu)化研究。利用溴機的“蒸汽耗量”以及“機組綜合熱力系數(shù)”這兩個能耗指標(biāo)，對不同配置方案進(jìn)行模擬計算，得出集中制冷站配置方案為9臺容量為6500kW的蒸汽

4、雙效型溴化鋰吸收式機組。冷凍水出水溫度由5℃升高至12℃，能耗降低率為39151t/℃，節(jié)能效益顯著，而機組冷凍水出水溫度由12℃進(jìn)一步提高至15℃，能耗降低率僅為5536 t/℃，確定機組冷凍水出水溫度為12℃。冷水供回水設(shè)計溫差ΔT從5℃提高至10℃時，冷凍水一次泵和二次泵定流量、變流量運行全年運行總能耗降低率分別為91.6萬kW·h/℃、76.1萬kW·h/℃、116.70萬kW·h/℃和75.3萬kW·h/℃。供回水設(shè)計溫差ΔT

5、已確定時，冷凍水一次泵和二次泵變流量運行相比于定流量運行而言，全年運行能耗可分別降低20％和30%以上。對不同冷水供水溫度和不同供回水設(shè)計溫差ΔT以及不同輸配形式下，冷凍水管網(wǎng)所引起的冷量損失進(jìn)行了計算，得出管網(wǎng)冷量損失隨冷水供水溫度、供回水設(shè)計溫差以及輸配形式的變化規(guī)律，并得出了冷損失率計算模型。闡述了“免費供冷”模式的原理，并對采用“免費供冷”模式時全年逐時能耗進(jìn)行了模擬計算，相比于不開啟“免費供冷”模式，年節(jié)約蒸汽量64400t，

6、年節(jié)約耗電量810757kW·h，年節(jié)能率達(dá)到7.43%。
　　最后，從“云計算中心集中制冷站”全年運行能耗、電廠能源利用效率以及冷熱電聯(lián)供相比于冷熱電分產(chǎn)的節(jié)能效果出發(fā)，對園區(qū)天然氣冷熱電聯(lián)供項目的能源梯級利用水平進(jìn)行了綜合評價。案例項目系統(tǒng)的一次能源利用率在67.31%~71.38%之間變化，全年平均值為69.10%；熱效率在16.73%~18.86%之間變化，全年平均值為17.47%，熱電比在33.08%~36.04%之間變