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北京燃气能源发展有限公司咨询服务部经理刘蕾:“燃气分布式能源,打造绿色数据中心安全用能新理念”

来源:机房360 作者:DJ编辑 更新时间:2016-4-25 17:08:12

摘要:数据中心现在的能耗是一个比较大的问题,在整个能耗里面制冷能耗占30%—50%,主机能耗又占整个能耗的一半以上。如何降低制冷系统能耗呢?

  刘蕾:感谢主办方提供这么一个交流的平台,我今天为大家汇报的内容是燃气分布式能源。前面各位专家已经说的很多了,数据中心现在的能耗是一个比较大的问题,在整个能耗里面制冷能耗占30%—50%,主机能耗又占整个能耗的一半以上。我们如何降低制冷系统能耗呢?一定是各位专家、同行关注的一个问题。

  我们来看一下这个数据中心空调的设计特点,首先是显热量大,潜热量小,我们供冷水的时候就可以不用那么低的温度了。另外它要求不间断的运行,常年的供冷,这也决定了这个数据中心全年能耗比较大的一个原因,因为它不同于常规办公建筑只有冬夏有需求,而它的需求是全年的。这个能耗指标PUE是这个数据中心衡量的一个指标,刚才大家也都介绍到它PUE的指标了,我这里面的数据可能和大家的有些须的出入。以往我们用风冷机组做数据中心主供能的时候,它PUE是2左右。当我们采用效率更高的水冷机组的时候,PUE有一定的降低。我们又发展到自然冷却,结合水冷机组,PUE可以进一步降低,到1.5左右,用更好的技术可以降低到1.5以下。天然气分布式能源用余热制冷,可以节省水冷的主机电耗,根据目前项目的测算是1.2—1.3之间。

  给大家介绍一下燃气分布式能源,这是目前咱们国家比较重点推荐的用能方式,它的意思就是我们这种分布式能源,不同于常规的大集中电网、供热,它是利用发电产生的余热制冷、供热,对能源梯级供热,可以输出冷能、电能的系统,这三连供系统。天然气先发电,把这部分废热充分回收,通过余热回收装置去制冷,因此我在制冷的环节和供热的环节节省了很大一部分的能源消耗,这也是这种系统节能的一个本质。

  在分布式能源的主要优势里,我想先介绍一下安全性。以往我们无论是供电还是制冷都是需要消耗电的,而一般常规的就是通过大电厂数输配到用户端。这样的过程中如果市网发生了故障,我们采用的方法就是UPS和柴备,但是不能长期稳定运行。分布式能源一般是在数据中心、金融、医院里面做安全备用,显得非常重要。当市电发生故障的时候,只要燃气不停止供应,我们的发电系统就可以正常运行。发电系统可以正常运行,就意味着我有不断的冷源可以输入,可以持续的供应我的建筑冷和电还有热,因此它在安全性上是多重保障的。

  再有就是个性化服务,我什么时候想用,用多少可以由用户说了算。这是节约一次能源消耗的测算,这是分布式能源,是联供系统,这对分产系统电有电的生成,热有热的生成,需要2.5份天然气,因此整体的节能率会达到20%。

  再有它的优势是平衡气电的峰谷差,这是北京的一个图,夏天的时候一般7、8月份,由于制冷系统导致电力的高峰,尤其对于北方城市需要集中供热的时候,冬天的时候要建很大的气网燃气供热,夏天的时候管网相比较比较闲置,分布式能源就可以把燃气的谷值提上来,把电的峰值削下去。它是节能的,所以也是可以减少污染物排放的。

  再说一下为什么数据中心比较适合分布式能源发展的,对于分布式能源来说,主要设备是发电机,这种发电机一般产生一份电可以有一份余热用于制冷供热,相对于数据中心来说,电负荷和冷负荷需求基本上也在1:1的比例上,所以这就决定了发电机发出来的预热可以百分之百的满足我们数据中心的冷库和需求,因此它就有了很大的经济性优势。那这就意味着企业更愿意投这一类的项目,而用户用这种系统就可以节约更多的成本,或者有一个能源公司为你们投资,我可以提供给你更廉价的电价和冷价。

  这是我们公司做的中石油数据中心,这个项目就是应用分布式能源。这是总控室的局部图及这是当时采用的逆流冷却塔,这是发电机进厂的照片,这是九千平数据中心能源站,这是三万多平的数据中心,这是办公楼。这是一、二期部署11400个机柜,二期部署是1968个。它周边地块有一些办公和实验的工用建筑,共冷面积10万平,供热面积16万平,我们为整个区块提供服务。区域中心点负荷14兆,冷负荷10兆。这个项目是2011年确立的,由燃气集团为中石油建立这么一个数据中心。2012年6月这个项目得到了国家首批示范项目的通知,最近这几年也接待了很多参观团体,大家有兴趣的话可以到我们的项目看一看。2013年8月份这个项目得到了电力系统接入报告批复,大家如果对分布式能源有认识的话会知道这个很重要。发电机一旦发电的话,必须要供给用户使用,我供给用户就要和电网发生关系,我们就需要电网同意通过它的路由向用户供电、售电,2013年8月份我们得到了批复。2014年6月进行试运行,2014年11月正式开始。

  技术方案,有5台发电机和5台余热机,冷却塔、蓄冷罐的数据都在这里,后面说到运行方式的时候还会细说。这是运行方式,夏天的时候发电机发电供数据中心使用,余热制冷,制冷机是供外区块的冷。冬季的时候因为可以充分利用自然冷却了,所以在这个时候我的预热正好可以用于对外地块供热,这个时候数据中心冷却塔都是由这边来带的,大大提高了项目的经济性。

  最后我们针对这个项目运行费用最低,维修费用最低这两个目标函数又做了一个运行成本的分析。最后得到了一系列的运行策略,因为北京地区电价是实行峰谷平电价,峰值点价一块多,低谷的时候三毛多。对于这个数据中心的保障,首先中石油数据中心是个A级数据中心,对于它的供电我们配置了三种完全独立,且互为备用的电源。4+1配置燃气发电机组,双路市电,2N冗余的UPS。电制冷机组可以切入主网进行对数据中心的供冷,还有蓄冷水罐。对发电机组气源保障上,我们从不同的气源点引双路燃气保障,一路发生了鼓掌,另一路也能正常运行。

  在节能措施上我们也是冬季采用自然冷却,现在我们实际的项目自然冷却开启的时间很长,大概是5个多月到半年的时间,冬季发电机预热对外地块供热等等。这是我们整个项目的主要技术指标,一年大概发电量是1亿千瓦时,平均能源综合利用率是77%,这个数据市均水平是50%,这个系统整个能效还是非常高的,年减排二氧化碳是6万吨。

  最后简单介绍一下我们公司,我们是北京燃气集团下属全资子公司,我们主营业务是区域清洁能源服务。从投资、建设、运营可以为客户提供一体化的能源服务,我们可以在任何一个环节上提供服务,比如说咨询、投资、运营都是可以的。我们也可以和用户互相合作,在任何一个领域、环节都可以深度合作。我们也是国内首个有质量、环境、职业健康认证的能源企业,去年我们公司获得的这个软件也在能源系统上有了一大突破,目前已经用于我们所有的运行项目,来采集、分析这个数据。

  我们公司其他的项目还有为G20和APEC峰会打造的怀柔雁栖湖五星级酒店,这个项目我们也是用分布式能源和太阳能光伏耦合,以及等等很多项目。在这里跟大家分享一个知识,对于分布式能源来说它在技术上供能是合理的,但是还要考虑经济上是不是合理。大家可以判断一下,当地价格一方气的价钱大家可以考虑,如果一度电的燃气成本是六毛钱,大家可以判断一下当地电价比六毛钱要贵1—2毛钱的时候,那这个项目在经济上是可行的,大家有兴趣的话也可以跟我联系,谢谢大家。

  责任编辑:DJ编辑

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