冷热电联产系统

燃气冷热电三联供系统分类
按照供应范围三联供可以分为区域型和楼宇型两种 1区域型系统 主要是针对各种工业、商业或科技园区等较大的区域， 设备一般采用容量较大的机组，还要考虑冷热电供应 的外网设备，往往是需要建设独立的能源供应中心。 2楼宇型系统 是针对具有特定功能的建筑物，如写字楼、商厦、医 院及某些综合性建筑所建设的冷热电供应系统，一般 仅需容量较小的机组，机房往往布置在建筑物内部， 不需考虑外网建设。



能量梯级利用概念
经过能源的梯级利用使 能源利用效率从常规发 电系统的40%左右提高 到80%左右，大量节省 了一次能源。能源梯级 利用示意如图：


系统工作原理
锅炉燃烧产生的高温高 压蒸汽进入蒸汽轮机推 动涡轮旋转，带动发电 机发电，发电后的余热 从蒸汽轮机中的抽汽进 入蒸汽制冷机制冷，同 时一部分进入热交换器 采暖或提供卫生热水。



燃气冷热电三联供的发展 国际：由于天然气分布式能源可以达到很高的能量利用效 率，所以在国外发展非常迅速。从上个世纪70年代末期开 始发展，到现在美国已经有6000多座分布式能源站，仅大 学校园就有200多个。英国只有5000多万人口，但是分布式 能源站就有1000多座。英国女王的白金汉宫、首相的唐宁 街10号官邸，都采用了燃气轮机分布式能源站。 20多年来，丹麦国民生产总值翻了一番，但能源消耗却未 增加，环境污染也未加剧。其奥妙之一就在于丹麦积极发展 冷、热、电联产，提倡科学用能，扶植分布式能源，靠提高 能源利用效率支持国民经济的发展。目前丹麦没有一个火电 厂不供热，也没有一个供热锅炉房不发电，将冷、热、电产 品的分别生产，变为高科技的冷、热、电联产，使科学技术 变成生产力。x

3.具有良好的经济性 根据美国的调查数据， 采用冷热电三联供系统 分布式能源，写字楼类 建筑可减少运营成本 12%，商场类建筑可减 少运营成本11%，医院 类建筑可减少运营成本 21%，体育场馆类建筑 可减少运营成本32%， 酒店类建筑可减少运营 成本23%。 美国不同类型建筑采用 分布式供能系统运行成 本比较见右图
燃气冷热电三联供市场分析
1.国内支持发展冷热电三联供 2004年9月国家发改委向温家宝总理提交《国家 发展改革委关于分布式能源系统有关问题的报 告》，其中明确提到：2020年经济相对发达地区 天然气发电装机达6000万千瓦，将研究支持天然004年9月13日上海市出台沪发改能源（2004） 18号文件，其中提出了一系列的鼓励措施：
5.增强建筑物能源供应的安全性 冷热电三联供系统安装、运行相对比较简单、便捷，可以大幅 度提高建筑物用能的电力供应安全性。尤其对于学校、医院等 本来就需要备用电源，采用三联供可以兼做备用电源。 随着我国能源形势日益严峻，电力供应的安全性已经凸现，美 国、日本、英国等国相继出现的“大面积停电”造成的严重负面 影响已经给我们敲响了警钟。


北京市: 2008年城市建筑面积将达到5亿平方米，其中商业建 筑、公共建筑面积应在1.5亿平方米以上。如果其中 的6000万平方米建筑中使用燃气为动力的空调，将 使夏季电负荷减少约200万千瓦，还可以进行日天然 气电力调峰约200万千瓦和提高夏季天然气用量； 估算到2010年北京大型燃气--蒸汽联合循环热电厂与 小型分布式能源实现冷热电三联供的装机将达250万 千瓦。


天然气对中国来说，是珍贵的一次性能源，不能把它 与煤等同，细粮必须精吃，它主要应该用于解决各大 城市的环境问题，用来解决巨大的电力峰谷差，用来 生产高附加值的二次能源和产品； 天然气除了替换冬季燃煤采暖，也应该用于夏季制冷， 发展均衡的季节性用户，建立一个良好的市场结构。 发展区域性的天然气热电联供和分布式冷热电联供， 才是天然气的最佳利用方式。




4.具有良好的环保效益 天然气是清洁能源，燃气发 电机均采用先进的燃烧技术， 燃气三联供系统的排放指标 均能达到相关的环保标准。 根据美国的调查数据，采用 冷热电三联供系统分布式能 源，写字楼类建筑可减少温 室气体排放22.7%，商场类建 筑可减少温室气体排放34.4%， 医院类建筑可减少温室气体 排放61.4%，体育场馆类建筑 可减少温室气体排放22.7%， 酒店类建筑可减少温室气体 排放34.3%。
系统简介： 冷热电联产是热电联产技术与制冷技术的结合， 是一种建立在能量梯级利用概念基础上，将制冷、 制热（包括供暖和供热水）及发电过程一体化的 总能系统。 其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利 用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来 被发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供 热或是制冷。这样做不仅提高了能源的利用效率， 而且减少了碳化物和有害气体的排放，具有良好 的经济效益和社会效益。

2.对燃气和电力有双重削峰填谷作用 我国大部分地区冬季需要采暖，夏季需要制冷。大量的空调用 电使得夏季电负荷远远超过冬季，一方面给电网带来巨大的压 力，另一方面造成冬季发电设施大量闲置，发电设备和输配设 施利用率降低。 北京为例，电力供应2002年夏季峰值用电负荷达824万千瓦， 而冬季峰值只有580万千瓦。夏季峰值是冬季峰值的1.4倍，并 且负荷差逐年加大。燃气使用的高峰则出现在冬季。目前50% 以上的天然气消费量用于冬季采暖，而夏季天然气最大日使用 量仅为冬季约1/9，造成夏季天然气管网的利用率极低，还需 要设法储存。 采用燃气三联供系统，夏季燃烧天然气制冷，增加夏季的燃气 使用量，减少夏季电空调的电负荷，同时系统的自发电也可以 降低大电网的供电压力




燃气冷热电三联供系统特点
1.能源综合利用率较高
由于冷能、热能随传输距离的增大，损耗加大；在目前技术水 平下集中供电方式发电效率虽然最高可以达到40%-50%，但是 由于距离终端用户过远，其余50％－60%的能量很难充分利用； 而冷热电三联供由于建设在用户附近，不但可以获得40%左右 的发电效率，还能将中温废热回收利用供冷、供热，其综合能 源利用率可达80%以上。另外，与传统长距离输电相比，它还 能减少6-7%的线损； 从能量品质的角度看，燃气锅炉的热效率虽然也能达到90%， 但是它的最终产出能量形式为低品位的热能，而三联供系统中 将有35％左右的高品位电能产出。电能的作功能力是相同数量 热能的2倍以上，所以三联供系统的综合能源利用效率比燃气 锅炉直接燃烧天然气供热高得多；


3.三联供在中国具有广阔市场前景 根据国家发展改革委员会编制的《2010年热电联产发 展规划及2020年远景目标》: 把（冷）热电联产作为采暖地区大气环境治理的重要 手段； 把（冷）热电联产作为提高发电效率的重要措施； 把（冷）热电联产作为降低供热煤耗，提高供热效益 的重要措施； 在具备条件的地区积极发展各种小型天然气冷热电三 联产等独立供能系统；


我国：虽然热电联产在我国已经广泛应用，但是 小型燃气冷热电三联供的应用尚处于起步阶段， 而且主要集中在上海、北京、广州等地。在相关 政府部门和专业公司的推动下，国内已经建成了 几个三联供项目，其中影响较大的有北京燃气集 团指挥调度中心，浦东国际机场等三联供系统。 根据浦东机场项目的经济性分析，在三联供系统 合理配置，运行时间足够的情况下，每年可以为 用户节省大量的运行费用。当然，也有对三联供 技术认识不足而失败的案例，如上海黄浦医院三 联供项目失败。上海闵行医院三联供项目延误多 年。


2.具有可靠的技术保障
在国外冷热电三联供系统已应用了二十多年，经过多 年的技术改进，已形成了规范的技术体系，设备制造 技术也已成熟。不论是发电机组部分还是余热回收机 组部分在国内外都有商品供应。 三联供技术、建设和运用管理经验已被国内的专业公 司所掌握。上海浦东机场和北京燃气大楼等项目的成 功已为三联供项目的建设和管理培养了技术队伍，积 累了丰富的经验.国内的一些专业公司已具备了独立完 成项目的策划、设计、建设、调试和运营管理的能力。 根据一批冷热电三联供项目的成功经验，结合国外资 料，上海已经出台了相关技术规范《分布式供能系统 工程技术规程》。
世界上很多国家都非常重视冷热电三联供的发展，制定了一系列 相关的鼓励政策，日本规定三联供项目的上网电价高于火力发电； 法国对于三联供项目投资给予15%的政策补贴；美国加州采用法 律规定来保证冷热电三联供项目的并网权；美国正在积极发展高 效利用能源的小型冷热电三联供，现有冷热电三联供系统110余 座，美国能源部规划2005年要建立200个示范点；2010年20%的 新建商用、写字楼类建筑物使用小型冷热电三联供；2020年50% 新建商用、写字楼类建筑采用小型冷热电三联供。 日本由于资源比较缺乏，所以对三联供研究十分重视。目前，日 本三联供系统是仅次于燃气、电力的第三大公用事业，到2000年 底已建冷热电三联供系统1413个，平均容量477kW，广泛应用于 医院、办公楼、宾馆及其它一些综合设施当中进行区域冷热供应。 在欧洲，2000年时丹麦、芬兰和荷兰等国冷热电三联供的发电量 都已超过该国总发电量的30%，澳大利亚、德国、葡萄牙和意大 利等国冷热电三联供也都有较大的比例