冷热电三联供的形式及成本分析

冷热电三联供的形式：
内燃机+余热利用系统；
燃气轮机+余热发电机组；
燃气轮机+余热利用系统；
微燃机+余热利用系统。

内燃机+余热利用系统：
内燃机：四冲程内燃机；
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

内燃机余热：烟气、缸套水；
余热利用系统：热水烟气直燃机、板式换热器。

余热利用系统：
制冷：
烟气→烟气热水型直燃机中烟气高发；
缸套水→烟气热水直燃机中热水发生器。

制热：
烟气→烟气热水型直燃机中烟气高发；
缸套水→板式换热器。

设计参数及原则
设计参数：
对象：办公楼，建筑面积：2万平
冷负荷：50w/m2，热负荷：56w/m2
电负荷：30-67w/m2
采暖期：11月-4月，128天
制冷期：6月-9月，88天
每个工作日，机组运行10小时7:30-17:30
周六日不起动，采用市网运行
设计原则：以办公楼最低电负荷为标准选配发电机，产生的余热即烟气和缸套水进入烟气热水型直燃机和板式换热器制冷制热。

机组选型：
电负荷：0.03×20000=600KW
冷负荷：0.05×20000=1000KW
热负荷：0.056×20000=1120KW
发电机选型：J312
额定发电功率：635KW 发电效率：40.4%
额定余热功率：744KW 排热效率：46.5%
可利用烟气：3400kg/h,402KW，500℃
可利用热水：26.6m3/h,342KW，79-95℃
：发电机组参数采用颜巴赫系列
利用的余热主要为：烟气和缸套水
余热机组选型：BZHE125型
出力系数为：100%燃气、50%烟气、23%热水
出力系数：在多能量源的条件下，某一能量源的额定功率占额定总功率的比例。

额定制冷量：1454KW 天然气：106m3/h
额定制热量：1121KW 天然气：120m3/h
烟气量：4873m3/h，热水量：41.1m3/h
：余热机组参数采用远大系列。

负荷计算：
制冷：该直燃机烟气出力最多为满负荷的50%，出力系数为0.5。

计算公式：制冷量=排烟量/额定排烟量×额定制冷功率×出力系数×发电机负荷比例。

烟气制冷量为：
3400/4783×1454×0.5×600/635=485.8KW
热水制冷量为：
26.6/41.1×1454×0.23×600/635=203.4KW
总制冷量为：485.8+203.4=689KW
需补充冷量为：1000-689=311KW→天然气需补充能量为311/1.36=229KW，COP=1.36。

余热制冷效率为：689/744×100%=92.6%
余热制冷的总效率为：92.6%×46.5%=43%
冷热电三联供的总效率为：40%+43%=83%
制热：该直燃机烟气出力最多为满负荷的50%，出力系数为0.5。

计算公式：
制热量=排烟量/额定排烟量×额定制热功率×出力系数×发电机负荷比例。

烟气制热量为：
3400/4783.3×1121×0.5×600/635=374KW
热水制热量为：342×0.75×600/635=242KW
总制热量为：374+242=616KW
需补充热量为：1121-616=505KW→天然气需补充能量为505/0.93=543KW，COP=0.93。

余热制热效率为：616/744×100%=82.8%
余热制热的总效率为：82.8%×46.5%=38.5%
则冷热电三联供的总效率为：40%+38.5%=78.5%
发电量及所需气量
日发电量为：600×10=6000KWH
发电日需气量为：6000÷（0.4×8.368）=1792.5m3/d
冷热电三联供运行费用：
气价：3.9元/m3，7200大卡=8.368KWH
制冷需补充气量为：229×88×10÷8.368=24082m3
则补充气量成本为：3.9×24082=9.4万元
年需热量为：负荷系数：0.8
1121×128×10×0.8=1147904KWH
余热供热量：616×10×128=788480KWH
制热补充热量：1147904-788480=359424KWH
则补充气量为：359424÷0.93÷8.368=46185m3
则花费为：3.9×46185=18万元
发电气量花费为：
1792.5×216=387180
387180×3.9=151万元
冷热电三联供花费为：
冷：9.4万元
热：18万元
电：151万元
运行费用总额：9.4+18+151=178.4万元
冷热电三联供初投资：
发电机：4000元/KW
635×4000=254万元
配电费：100万元
热水烟气直燃机：222×1.6=355万元
板式换热器：20万元
初投资总额：100+254+355+20=729万元
市电+热网+电冷机运行费用：
市电购电花费为：
6000×216×1=129.6万元
采暖费为：热网供暖期为5个月，中央空调为半年32×20000=64万元制冷运行费用为：（cop=4）
250×10×88×1=22万元
总运行费用为：129.6+22+64=215.6万元
市电+热网+电冷机初投资
热网：100×20000=200万元
电冷机：45万元
配电费：80万元
总投资：200+45+80=325万元
市电+直燃机运行费用
市电购电花费为：
6000×216×1=129.6万元
BZ125型直燃机
制冷运行费用：制冷用气量：8600/7200×106×10×88×1000/1454=76628m3 3.9×76628=29.9万元
制热运行费用：
制热用气量：
8600/7200×120×10×128×0.8=146773m3
3.9×146773=57万元
总运行费用：57+129.6+29.9=216.5万元
初投资为：222万元
配电费：80万元
总投资：222+80=302万元
各方案经济性比较
单位：万元
投资回收期
冷热电与传统方式比：（729-325）÷（220.6-198.4）=404÷22.2=18.2年冷热电与直燃机比（729-302）÷（216.5-198.4）=427÷18.1=23.6年
静态十年投资气价平衡点：
电耗气量：387180m3
补热耗气量：46185m3
补冷耗气量：24082m3
总量：457447m3
气价为p：215.6-457447p+5-20=(729-325)/10
p=3.5元/m3。