巨人网络数据中心分布式能源技术方案简介四川大通睿恒能源有限公司二〇一七年二月目录1.概述 (1)2.电力系统 (1)2.1.电力系统概况 (1)2.2.电力接入设想 (1)3.电冷负荷 (2)3.1.基础计算条件 (2)3.2.数据中心用电、用冷需求分析 (3)4.技术方案 (4)4.1.装机容量 (4)4.2.方案系统 (5)4.3.能源站建设 (5)4.4.设备选型 (6)4.5.年供能分析 (8)4.6.蓄冷模块 (8)4.7.烟风系统 (9)4.8.通风系统 (9)5.燃料系统 (10)5.1.主要燃料需要量 (10)5.2.主要燃料运输方式 (10)6.环境保护 (10)6.1.污染防治措施 (10)6.2.环境影响评价 (12)7.消防 (13)7.1.消防系统 (13)8.定员配置及管理 (14)8.1.组织架构及配置 (14)8.2.人员管理 (15)9.项目实施轮廓进度 (16)10.项目合作模式 (17)11.项目收益 (17)11.1.经济收益 (17)11.2.安全收益 (18)11.3.社会效益 (18)1.概述巨人网络数据中心位于上海市松江区中凯路东侧广富林路北侧巨人网络园区内，占地面积约15000平米，建筑面积约25000平米，建筑高度约25米，地下一层，地上四层。

建筑为两栋连体建筑，一栋为电子游戏竞技馆，另一栋为数据中心。

数据中心预计提供3000-3500个机柜的云计算服务能力。

本项目拟建设分布式能源站，为巨人网络数据中心提供冷、电供应服务。

云计算中心作为特殊的用能客户，用电量大，冷负荷高，云计算中心的运行和发展对电力的供应和保障能力有严格的要求。

项目拟采用燃气分布式冷热电分布式供能系统作为主供能系统，为计算中心提供日常运行所需的绝大部分电力和冷量，以达到节约能源、减少污染物排放的目的。

2.电力系统2.1.电力系统概况巨人网络数据中心预设置40000KV A的变压器。

2.2.电力接入设想本分布式能源项目考虑“自发自用余电上网”的电力接入和运行方式。

能源站内设燃气发电机组，发电机出口电压10.5kV，接入数据中心10kV配电母线，与市电并网。

本阶段暂不做这方面详细的接入方案，待项目可行性研究阶段再详细设计，但最终的接入系统方案以电力部门接入系统审查意见为准。

3.电冷负荷3.1.基础计算条件3.1.1.室内计算参数云计算中心IT机房所需具体温、湿度和通风要求如表3-1所示。

表3-1温、湿度和通风参数设定要求注：主机房需维持5~10Pa正压，所有设置气体自动灭火的房间均设事故后排风系统排除灭火后的废气，排风量≥6次/h。

根据《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008，A级机房的技术要求，本项目机房室内空调主要计算参数温度、湿度、新风等如表3-2所示：表3-2：巨人网络数据中心机房室内空调主要计算参数3.1.2.其他数据中心空调冷冻水供水温度12℃，回水温度18℃。

能源站空调水系统接入原数据中心蓄冷罐，之间不设换热器，能源站内冷冻水直接通过冷水管网输送至数据机房内，供机房空调制冷。

3.2.数据中心用电、用冷需求分析3.2.1.电力负荷需求估算方法一：依据巨人网络变压器用电总容量40000KV A，估算原数据中心电源系统额定功率及IT设备总负荷功率，见表3-3。

依据巨人网络数据中心对市电的2N配置要求，估算得出原数据中心电源系统额定功率为：18000KW，IT设备总负荷功率为：11250KW。

方法二：依据巨人网络数据中心3000个5KV A的标准机柜的云计算服务能力规划估算原电源系统额定功率及IT设备总负荷功率，见表3-4。

表3-4 数据中心原用电量情况分析总结：通常IT设备用电量占云计算中心用电量的一半以上，随着云计算中心的节能降耗需求的不断提升，这个比例还将提高。

IT设备用电量与IT设备的系统结构、功能、用途、工作状态及所有电子元件有关，其实际电耗需在额定电耗的基础上加以修正，考虑同时使用率、利用率及工作负荷等因素。

由以上两种估算方法的结果看出，当原数据中心达到满负荷后，电源系统额定功率应可达到14400~19200KW。

在2N配置的前提下，即使标准机柜的电耗提升最多也不超过18000KW。

而当数据中心使用本天然气分布式能源供电、供冷时，将会节约原电制冷用电量。

所以在2N配置的前提下，本天然气分布式能源项目的供电量应为：9000~11250*1.3=11700~14625KW。

3.2.2.冷负荷预测本项目原数据中心冷负荷需求估算，如表3-5所示：表3-5原数据中心设计供冷能力即本项目数据中心供冷负荷应为12334~14980KW。

4.技术方案4.1.装机容量分布式能源系统主要由燃机发电设备、余热利用设备、其他供能补充设备和相关辅助设备等构成。

目前应用较多的燃气发电设备主要有燃气轮机和燃气内燃机；余热利用设备主要有烟气热水型溴化锂制冷机、蒸汽热水型溴化锂制冷机、烟气溴冷机、蒸汽溴冷机、热水型溴冷机、蒸汽余热锅炉、热水型余热锅炉等；其他设备主要包括燃气直燃机、燃气锅炉、热泵、电制冷机等。

因用能需求特性和环境资源条件，不同项目宜采用不同系统配置方式。

本项目拟满足巨人网络数据中心满负荷时平峰段的电负荷14625kW、冷负荷14980kW，结合内燃机的机型等级选择能源站装机方案如下：4*4300KW级别的燃气内燃机发电机组+4*4000KW烟气热水型的溴化锂机组。

依据数据中心负荷情况可分两期建设，一期装机2*4300KW级别的燃气内燃机发电机组+2*4000KW烟气热水型的溴化锂机组。

机组运行在90%左右，即能满足数据中心满负荷时平峰段的电负荷、冷负荷需求。

剩余的电量和热量可供应园区内电力、游泳池热负荷平峰段的需求，谷段停机。

4.2.方案系统本项目采用分布式能源系统。

采用燃气内燃机作为原动机，燃烧天然气产生电力，发电机组与市电并网运行，并网，上网。

内燃机的烟气及缸套水进入吸收式制冷机组的高温发生器制冷（或供热），然后低温烟气经烟道排入大气，降温后缸套水回到内燃机继续循环使用；内燃机的缸套水也可进入经过换热设备提供生活热水。

整个发电制冷制热系统如图4-1所示：图4-1 分布式能源系统图4.3.能源站建设由于本项目能源站主要为数据中心服务，为了减少电传输和冷传输距离，减少能源损失，为此能源站位置拟设于数据中心建筑物内。

能源站占地面积约2000m2。

数据中心空调冷冻水供回水温度12/18℃。

能源站空调水系统接入原数据中心蓄冷罐，之间不设换热器，能源站内冷冻水直接通过冷水管网输送至数据机房内，供机房空调制冷。

具体依据项目实际情况，以最终的设计为准。

4.4.设备选型本项目按方案进行设备选型。

能源站主机设备详见表4-1、4-2。

表4-1 能源站燃气发电机性能分析表表4-2能源站烟气热水型制冷机组性能分析表注： 1.冷温水侧和冷却水侧污垢系数：0.0001m2h℃/kcal（0.086m2k/kw）。

2.冷水、冷却水、缸套水系统的水室承压均为1.0MPa。

3.冷水最低出口温度5℃,冷却水入口温度范围为15～34℃。

4.冷温水、冷却水流量允许调节范围为60～100%，制冷量控制范围为25～100%。

5.冷水、冷却水水质执行GB/T18362-2008标准，天然气标准执行GB17820-1999标准。

6.需在冷温水、冷却水系配管的溴化锂机组入口侧2米内，加装约10目左右的过滤网。

7.烟气热水机的参数为估算，请以最终详细选型为准。

除燃气发电机组，烟气热水型制冷机组外，还需要冷冻水循环水泵、冷却水循环水泵、冷却塔、水处理及补水设备，各设备参数及数量汇总如表4-3所示：表4-3：能源站主要设备表4.5.年供能分析5.5.1投运负荷预测本项目供能负荷随数据中心投运后服务器数量的增加而增加，直到全部机房均使用达到满负荷。

5.5.2本项目达产后主要技术指标表5-3能源站总的主要技术指标表4.6.蓄冷模块应急冷源系统作为数据中心的重要组成部分，对于保障数据中心的安全起到至关重要的作用。

为保障数据中心供冷的安全可靠性，数据中心机房必须设置相应的应急冷源系统。

本项目能源站作为数据中心冷源的一部分，直接利用原有数据中心蓄冷罐，用以保障数据中心的连续供冷，兼顾考虑溴冷机故障应急备用及发电系统与市电的切换、电冷机和溴冷机供冷切换等情况。

该系统中水蓄冷的作用是在三联供系统启动和停运时，可利用水蓄冷罐进行缓冲，做到系统间的平稳切换无缝对接。

在三联供系统故障时，可保证20 分钟的冷量需求，给电制冷系统从启动到满负荷运行提供保障。

水蓄冷装置在三联供正常运行阶段可作为冷水系统的一部分参与冷水的循环，该种运行方式可保证水蓄冷罐内的水始终保持在12℃左右。

当三联供系统停运时可切换至释冷泵送水，在三联供系统启动时，蓄冷罐参与冷水系统的循环，当溴冷机的出水温度达到12℃时，电制冷系统逐渐减负荷，改由三联供系统供冷，该系统中的释冷泵应具有两路电源的保证措施。

4.7.烟风系统燃气轮机的排烟为有压烟气，其可直接送入余热制冷机进行换热，烟气通过发生器，为制冷机提供热源后，烟气温度降低到约120℃，然后通过烟囱排入大气。

4.8.通风系统通风系统用以提供燃烧设备运行时需要的助燃空气、消除设备及烟道等散发出的热量、满足操作人员人体需要的新鲜空气量。

同时保持机房的通风换气量，还可以防止可燃气体在机房内积聚，防止事故发生。

本项目内燃发电机主要燃料是天然气，机组正常运行时房间内的通风量计算考虑内燃发电机工作时需要的助燃空气量，当燃气压力在0.2~0.4MPa时，房间的换气次数按如下要求设置：发电机运行时时，发电机房平时机械通风换气次数按照6次/小时；发电机停机但总燃气阀开时，发电机房平时机械通风换气次数按照6次/小时，停机但总燃气阀关时，发电机房平时机械通风或自然通风换气次数按照3次/小时；当燃气发生泄漏，事故时机械通风换气次数按照12次/小时设计。

本项目通风系统与其他类型通风系统分开，并且采用防爆型的排风设备，事故风机应设备用电源。

5.燃料系统5.1.主要燃料需要量本项目的燃气内燃机采用单燃料—天然气。

初步计算，机组满负荷运行时，小时最大天然气耗量为4400Nm3/h，年总需求量为2323万Nm3（运行总天数330天，每天16小时）。

5.2.主要燃料运输方式该项目使用的天然气引自市政燃气管道，引入本项目后需加设燃气调压站，调压站布置在数据中心指定的位置。

天然气接入不设置储气设施，通过调压后分别送至用气设备（内燃机和溴化锂制冷机）进口。

根据用气设施对燃气品质的要求，在调压柜内设置调压、计量、过滤设施。

保证燃烧器入口燃气品质、压力符合要求。

6.环境保护6.1.污染防治措施能源站污染物主要有废气(烟气)、废水和设备运行噪声。