[发明专利]一种能源综合利用系统及其运行工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种集数据中心、分布式能源站和LNG站于一体的能源高效综合利用方法。

背景技术

天然气在从气田开采经过净化和超低温处理，体积骤缩600倍转变为超低温液体，形成液化天然气（LNG）。经净化、液化而成的-162℃低温LNG液体，通过运输船大规模的运往全球的天然气市场。但低温的LNG液体无法直接使用，需要再气化转变为气态压缩天然气（CNG）通过管网送到最终用户。LNG气化所需的热量，以往是通过与海上换热或者通过燃烧天然气补充加热的方式提供。如此巨量的冷能不仅没有被科学利用，而且破坏了海洋生态环境甚至消耗了天然气资源。目前，我国已充分重视LNG冷能利用，在新建的LNG接收站附近，都配套有空气分离、轮胎粉碎、发电、冷库、煤气化、轻烃分离等装置。然而，这些装置的平稳运行受系统流量波动及压力的影响较大，冷能利用效率较低。必须寻找更合理的冷能利用方式，提高冷能的附加值，以降低LNG的下游成本。

数据中心是现代信息系统的关键基础设施，随着大数据时代的到来，数据中心的规模和数量正在高速增长。据ICTresearch咨询公司调查数据表明，中国每年新建、扩建数据中心面积增长率超15%，新增数据中心数量增长率超6%。数据中心能耗一般由IT设备能耗、制冷系统能耗、UPS转化能耗、照明系统和新风系统能耗以及门禁、消防、闭路电视监控等弱电系统能耗五部分组成，前三部分能耗占数据中心总能耗约95%。高度可靠的电能和冷能供应是数据中心正常运行的先决条件，一旦宕机将会造成数据损坏甚至丢失等严重后果。当前，数据中心供电基本以传统的市电为主，供冷基本以传统的电制冷方式为主，这种供能方式在用电高峰时会对外电网造成较大负担；另一方面，传统市电通常以火力发电为主，而火力发电能源利用效率较低，而且碳排放量大，对环境污染严重，并且，随着数据中心规模的不断扩大，这种供能方式必将导致碳排放量的急剧增大。

分布式能源站采用天然气冷、电联供方式，直接面向用户、按用户需求提供各种形式的能量。它不同于传统的“大机组、大电厂、大电网”的集中式能源生产与供应模式，而是分散在用户端，以能源综合梯级利用模式来达到更高能源利用率、更低能源成本、更高功能安全性以及更好环保性能等多功能目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集数据中心、分布式能源站和LNG站于一体的能源高效综合利用系统。

本发明的另一个目的在于提供该能源高效综合利用系统的运行工艺。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

能源高效综合利用系统，包括数据中心、分布式能源站和LNG站三大主体设施；LNG站与分布式能源站、数据中心、用户相连，向分布式能源站、用户提供天然气，向数据中心提供冷能；数据中心向LNG站提供气化所需的热能；

数据中心与室外空气连通，且与分布式能源站、市电相连，分布式能源站向数据中心提供冷能和电能，市电向数据中心提供电能，在环境温度较低时从室外获取所需的冷能。

能源高效综合利用系统的运行工艺，如下：

夏季，LNG站为分布式能源站、用户提供天然气，同时将气化换热过程释放的冷能提供给数据中心；分布式能源站燃用天然气发电为数据中心提供电能，分布式能源站利用燃用天然气后的烟气余热进行制冷为数据中心提供冷能，缓解市电的压力；

冬季，LNG站为采暖用户提供天然气，LNG气化释放的冷能联合室外空气系统保障数据中心的冷能需求，此时分布式能源站基本停止运行，数据中心由外网市电提供电能。

春、秋季季节，数据中心所需冷能由分布式能源站和LNG站互为补充提供；所需电能可由分布式能源站和外网市电互为补充提供。

本发明与同类技术相比，具有以下显著优点：

1、在夏季用电高峰、用气低谷时，消耗LNG站天然气，利用分布式能源站为数据中心提供电能和冷能；在冬季用气高峰时，利用市电为数据中心供电，对市电和天然气具有双重“削峰填谷”作用。

2、将LNG的冷能应用到数据中心供冷，不仅提高了能源利用效率，减少了电能消耗，而且缓解了LNG气化时对环境的负面影响。

3、在冬季，采用LNG的冷能联合室外空气对数据中心进行自然冷却，能大大减少数据中心供冷能耗。

4、系统综合节能效率大于15%。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

图2是图1中分布式能源站的一种具体实现的示意图。

具体实施方式