大型、超大型数据中心选用燃气二联供的若干问

近期各地轰轰烈烈在搞煤改气，争取早日完成蓝天工程，结果这个冬天，很多渠道反映煤撤了，气却没有如期而来。尤其是污染严重的河北、山西的部分区域，一刀切成为常态，而切下去会怎么样，没人好好考虑过。

2017年12月1号液化天然气价格17连涨，创造历史新高9400元/吨，6.7元/方天然气。

近期三联供在数据中心行业内热度有所提升，继中石油、凤凰之后，貌似又有很多项目在蠢蠢欲动。

这是福哥第120篇原创，感谢诸位新一代绿色数据中心俱乐部会刊订阅者，及朋友圈好友们长久以来的关注、支持和转发。

数据中心燃气二联供简介

通过就地的燃气发电机组给数据中心提供电力，同时通过余热制冷机组回收缸套冷却水、烟气热量对数据中心输出制冷能力。

方案优点：

就近供能（电+冷），去除品牌溢价（绕过电网垄断），减少传输损失（各级变压器及电网损失）；

减少煤耗（改为更清洁的天然气消耗），减少污染排放，绿色环保；

冷电负荷需求比例与燃气发电机综合利用能效产生的热电比例相匹配，减少需求匹配难度，避免能源浪费，切实有效提升综合能源利用率。

三联供核心设备

数据中心目前应用案例仍非常稀少。

燃气轮机需要较少维护且对燃料不挑，但在1MW之下一次购买成本及效率均无优势，一般在发电容量单机超过5000kw之后，经济性逐步显现，1MW之后加上蒸汽联合循环，性价比上升明显。

活塞式燃气内燃机，成本较低（限于规模及各种原因仍高于柴油机20%以上），虽然数据中心燃料品质有保障，但维护人员增加带来的维护费用也增加较高。

吸收式制冷原理图如下：

图中：

1：冷凝器；

2：发生器；

3：蒸发器；

4：溶液换热器；

5：引射器；

6：吸收器；

7：溶液泵；

8：冷剂泵；

此图是简单单效吸收式制冷循环工程原理图，在数据中心二联供中，考虑燃气发电机的选型，经常要同时利用高温烟气及缸套冷却水，经常会需要选用多发生器的机型，如果以电定容，或者按照最佳经济运行容量定容，可能还需要考虑支持天然气直燃热源的发生器

安全第1下的选择原则

不做任何能源站投入；

不对数据中心常规供电及制冷系统做任何减配；

只对所使用的的来自于二联供或者三联供的分布式能源站的电能和冷水量进行计量计价支付；

如果该能源站占用场地内面积，需扣减相应面积当量的场地租费（包含场地建筑分摊，水电费用，物业管理，维护费用）。

以安全第一的原则来考虑这个方案选择问题我们只需要明确自己的用电单价和单位制冷量压缩机耗电费，有便宜才上；

为什么制冷量的代价仅考虑压缩机好电费呢？由于考虑效率的问题，吸收式制冷机组必定也需要就近安放在制冷机房内，以减少各项损失（这也是我们还要收租的原因，不管以电费折扣还是什么形式收取，总之要计算清楚，谨防被忽悠）。

那么可以共用我们的常规冷却塔，冷却循环泵，冷冻水循环泵，所以仅单位制冷量或者冷冻水供应量的计费比较原则仅仅是压缩机的耗电费用。

当然如果他们还另外单独建立属于吸收式机组的冷却塔，冷冻冷却循环水泵的话，那另外算。（如果电费用场地，要收回其电费，并且不承担投资）

用冷单价

显然我们并不能接受按照流量计费，原因是负载率大部分时间并非满载，前期可能几年都超不过60%。所以以冷量计费元/MJ;

供冷量计算采用

m=∑q*Δt*dh*4.187；

m：分布式能源站/二联供系统供冷量MJ；

q：需求供水温下冷冻水循环供应流量m3/h；

Δt：进入界面处冷冻水供回水温差℃；

dh：采样节点频段h；

常规系统mMJ供冷量所需压缩机电量：

n=m/acop；

n：mMJ供冷量价值电量MJ;

acop：冷机全年平均COP，为了最大限度提高综合利用率，没法仅用电而不用冷，而且由于发电价产电及产冷比例相当，但是大型数据中心冷量价值不到电量价值的1/6，所以以电价合适作为发电机开机依据是合理的。

否则可能自然冷却下，我只需要用电而不用冷，部分负荷下也可能出现部分条件只用电而不用冷。

基于北京地区全年acop的计算，如果需要了解更多的话，欢迎咨询，赞赏超过100元，我们将另文说明，此处仅公开典型工况计算结果为18.5；

也即以北京数据中心常见电度单价0.9元/kwh，,如果计冷单价超过18.5分之一，也即0.0135元/MJ，我们将不需要二联供系统供冷；

用电单价

这里仅以北京为例，各数据中心运营者，可以根据当地项目落地单价为计算依据，或者参考各地公开单价，进行评估。

当要收的电费单价高于市电，我们只能说哪凉快哪呆着去；

由于我们选择了电量和冷量同时供应的模式，所以其实也可以不计算冷量而直接按比例附加。由于冷量价值过低，不到电量的6%。其实我们可以直接要求冷量免费，电量单价如果低于我们的采购价，则可以考虑采用。

按照下表经典计算，供应商真发大善心做好事不图回报，倒贴设备和工程给你：

如果天然气价超过3元/m3,则北京2区的数据中心完全不用考虑了，每年能开机时数不超过180h；

如果天然气价超过2.1元/m3，则北京2区的数据中心需谨防忽悠，买方没有卖方精，没有哪个供应商会亏这么大的本赚吆喝的（至少0.5万/kw发电，以2MW计，每套就是1000万，补贴能有多少？）。。。

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