冷热电联产技术介绍
冷热电联产
在技术开发与研究方面，欧盟国家在
1991年就开始实施旨在提高能源效率的 SAVE计划，许多热电联产与区域供热的
研发示范项目得到了该计划的资助。
二．热电（冷）联产的主要形式 2.1热电联产系统
锅炉加供热汽轮机 由于煤燃烧形成
的高温烟气不能直接做功，需要经锅炉 将热量传给蒸汽，由高温高压蒸汽带动 汽轮发电机组发电，做功后的低品位的 汽轮机抽汽或背压排汽用于供热。锅炉 加供热机热电联产系统适应于以煤为燃 料。
为了促进热电联产事业的发展，欧洲
委员会在财政、税收、科研、政策等方 面作出了大量工作。
1977年，成立了专门的咨询机构，对 如何提高供热效率、加快热电联产的发 展进行探讨。
1988年出台了有关条文协调热电联产 业主与电力部门之间的关系，要求电力 部门必须以合理的价格购买热电联产厂 多余的电，减少热电联产厂家的后顾之 忧。
但是，由于内燃机的润滑油和气缸冷
却放出的热量温度较低（一般不超过 90℃），而且该热量份额很大，几乎与 烟气回收的热量相当，因而这种采暖形 式在供热温度要求高的情况下受到了限 制。
内燃机的生产厂家有总部这在瑞士 的WARTSILA NSD公司、德国的
MANB&W公司以及美国的 CATERPILLAR公司等。
可向外供电。燃料电池种类不少， 根据使用的电解质不同，
主要有磷酸燃料电池（PAFC）、 熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、 固体氧气物燃料电池（SOFC）和质 子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
燃料电池具有无污染、高效率、 适用广、无噪声和能连续运转等优 点。它的发电效率可达40％以上， 热电联产的效率也达到80％以上。
燃料电池 它是把氢和氧反应生
成水放出的化学能转换成电能的装 置。
热电冷多联产方案(三)
热电冷多联产方案热电冷多联产方案是一种通过综合利用能源资源，实现热、电、冷多能联产的技术方案。
本文将从产业结构改革的角度，对热电冷多联产方案进行详细的总结。
一、实施背景随着经济的快速发展和能源需求的不断增长，传统的能源供应模式已经难以满足社会的需求。
同时，环境污染和能源浪费问题也日益严重，迫切需要转变能源生产和利用方式。
热电冷多联产方案作为一种高效、清洁的能源利用方式，成为了产业结构改革的重要方向。
二、工作原理热电冷多联产方案主要通过热电联产技术和吸收式制冷技术相结合，实现能源的高效利用。
具体工作原理如下：1. 热电联产技术：利用燃气或生物质等能源，通过燃烧产生热能，同时驱动发电机发电。
通过热电联产技术，可以将燃料的能量利用率提高到70%以上。
2. 吸收式制冷技术：利用废热或低温热能，通过吸收剂对制冷剂进行吸收和脱附，实现制冷效果。
吸收式制冷技术具有高效节能、环保无污染等优点。
三、实施计划步骤1. 剖析能源需求：对目标区域的能源需求进行详细分析，包括热能、电能和制冷能的需求量、负荷特点等。
2. 能源资源整合：结合目标区域的能源资源特点，确定适合的能源资源整合方式，包括燃气、生物质等能源的利用。
3. 设计系统架构：根据能源需求和能源资源整合方式，设计热电冷多联产系统的整体架构，包括热电联产装置和吸收式制冷装置的布局和参数设计。
4. 实施建设：按照设计方案，进行热电冷多联产系统的建设和设备安装。
5. 运营管理：建成后，进行运营管理，包括设备运行监测、能源消耗管理等。
四、适用范围热电冷多联产方案适用于各类能源需求较大的区域，如工业园区、商业综合体、大型建筑等。
在这些区域中，能源需求集中且多样化，通过热电冷多联产方案可以实现能源的高效利用。
五、创新要点热电冷多联产方案的创新要点主要包括以下几个方面：1. 能源资源整合：通过整合不同的能源资源，实现能源的互补利用，提高能源利用效率。
2. 系统优化设计：通过优化热电冷多联产系统的结构和参数，提高系统的整体效率。
冷热电联产介绍
冷热电联产介绍1冷热电联产系统概述及其特点传统动力系统的技术开发以及商业化的努力主要着眼于单独的设备，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备。
这些设备的共同问题在于单一目标下的能耗高，在忽视环境影响和不合理的能源价格情况下，具有-定的经济效益。
但是，从科技技术角度出发，这些设备都尚未达到有限能源资源的高效和综合利用。
冷热电联产(CCHP)是-种建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程-体化的多联产总能系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。
与集中式发电-远程送电比较，CCHP可以大大提高能源利用效率：大型发电厂的发电效率-般为35%-55％，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30-47%。
而CCHP的能源利用率可达到90%，没有输电损耗；另外，CCHP在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力：据有关专家估算，如果从2000年起每年有4%的现有建筑的供电、供暖和供冷采用CCHP，从2005年起25％的新建建筑及从2010年起50％的新建建筑均采用CCHP的话，到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。
如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。
2冷热电联产系统方案选择典型冷热电三联产系统一般包括：动力系统和发电机(供电)、余热回收装置(供热)、制冷系统(供冷)等。
针对不同的用户需求，冷热电联产系统方案的可选择范围很大：与热、电联产技术有关的选择有蒸汽轮机驱动的外燃烧式和燃气轮机驱动的内燃烧式方案；与制冷方式有关的选择有压缩式、吸收式或其它热驱动的制冷方式。
另外，供热、供冷热源还有直接和间接方式之分。
在外燃烧式的热电联产应用中，由于背压汽轮机常常受到区域供热负荷的限制不能按经济规模设置，多数是相当小的和低效率的；而对于内燃烧式方案，由于技术的不断进步，已经生产出了尺寸小、重量轻、污染排放低、燃料适应性广、具有机械效率和高排气温度的燃气轮机，同时燃气轮机的容量范围很宽：从几十到数百KW的微型燃气轮机到300MW以上的大型燃气轮机，它们用于热电联产时既发电又产汽，兼有高发电效率（30%-40%）和高的热效率（70%-80%）。
冷热电三联产方案
冷热电联产（CCHP）技术方案1.概述项目所在地无法提供外部电源供电系统，因此业主决定采用燃气发电机组孤岛运行，作为全厂电力供应。
本项目考虑配套余热锅炉，以回收燃气发电机组高温烟气余热，副产低压蒸汽作为工艺装置热源（脱酸单元再沸器、脱水再生气蒸汽加热器）；同时配套溴冷机组回收燃气发电机组缸套水热量，并为工艺装置提供冷源（原料气预冷、冷剂压缩机段间冷却）的冷热电联产（CCHP）方案。
根据工艺装置所需的冷、热、电消耗，优选与之相配套的燃气发电机组、余热锅炉和溴冷机组，以达到最大程度的回收利用发电机组烟气余热，优化主体工艺装置设备选型以及降低运行能耗的目的。
2.设计范围该方案为燃气机组冷热电联产系统，即利用管输天然气及工艺装置所产BOG，通过燃气机组（燃气内燃机或燃气轮机）发电，机组高温尾气配套余热锅炉副产低压饱和蒸汽供工艺装置使用，机组冷却循环生成热水配套溴化锂机组副产7℃空调水供工艺装置制冷。
电、蒸汽、空调水全部自用，实现冷热电联产，提高能源利用率，获得最高的系统效率，减少大气污染。
3.设计基础甲方供气≤50×104Nm3/d，经20km长输管线进入厂区附近，降压至0.8MPaG，分为三部分：一部分（15×104Nm3/d）进入公司原有天然气液化工厂作原料气；一部分（30×104Nm3/d）加压后进入本次新建天然气液化工厂作原料气，剩余部分（3.6×104Nm3/d，折~1500Nm3/h）与BOG之间的关系进入燃气机组发电，配套余热锅炉副产低压蒸汽，同时配套热水溴化锂机组副产空调水，均供工艺装置使用。
1）电规格：10kV（±7%），50Hz（±1%），三相三线。
30×104Nm3/d天然气液化工厂全厂有功负荷~5.4MW（已考虑照明、空调、锅炉系统、发电机组自用电以及溴化锂机组用电，~0.6MW）。
2）低压蒸汽规格：0.6MPaG饱和蒸汽（~165℃）液化工厂脱酸单元共需蒸汽~1.6t/h。
冷热电三联供
冷热电三联供
冷热电联产是指使用一种燃料，在发电的同时将产生的余热回收利用,做到能源阶梯级利用；
与传统的击中式供电相比，这种小型化、分布式的供能方式。
可以使能源的综台使用率提高到85％以上。
一般情况可以节约能源成本的30—50％以上；
由于使用天然气等清洁能源，降低了二氧化硫、氨氧化物和二氧化碳等温室气体的排放量，从而实现了能源的高效利用与环保的统一，减低了碳排放。
冷热电三联供技术优点
1、系统整体能源利用效率非常高；
2、自行笈电，提高了用电的可靠性；
3、减少了电同的投资；
4、降低了输配电网的输配电负荷；
5、减少了长途输电的输电损失；
6、节能环保、经济高效、安全可靠。
冷热电联供系统与传统制冷技术的对比优势
1、使用热力运行，利用了低价的”多余能源”；
2、吸收式冷水机组内没有移动件，节省了维修成本；
3、冰水机组运行无噪音；
4、运行和使用周期成本低；
5、采用水为冷却介质，没有使用对大气层有害的物质。
冷热电联产分布式能源系统介绍及在四川地区使用经济性分析
冷热电联产分布式能源系统介绍及在四川地区使用经济性分析一、冷热电原理天然气冷热电三联产系统是一种对天然气进行梯级利用的系统, 可以有效地提高一次能源利用率。
为了有效利用天然气,不仅要提高耗能设备效率,而且要使天然气产生的能量由高温到低温实行多阶段多次利用,也就是按能量品位的高低,安排好功、热和物料热力学能的各种能量之间的合理配合,实现不同形式、不同品位能量的梯级利用,以获得整个系统能量综合利用的最佳效果。
天然气能量梯级利用途径见表1 所示。
天然气冷热电联产分布式能源系统是由一种一次能源连续产生两种以上二次能源的系统,天然气燃烧把化学能转化为热能,高品位的热能用来发电(燃料电池冷热电三联产系统直接把天然气的化学能转化为电能) ,低品位的热能用于供热或者为吸收式、吸附式制冷系统提供驱动热源,从而实现对天然气化学能的多级多次利用。
天然气冷热电三联产系统具有很高的一次能源利用率。
对于普通的火力发电系统,一次能源利用率约为40 % ,而采用天然气冷热电联产分布式能源系统,一次能源利用率通常可达70 %以上。
由于能源利用率很高,故天然气冷热电联产系统具有很好的经济效益。
天然气冷热电联产分布式能源系统具有良好的环保性能,可以有效地减少废气排放。
天然气冷热电联产分布式能源系统的二氧化碳排放量仅为传统能源系统的30 %～50 %。
典型的冷热电联产分布式能源系统如上图示。
冷热电联产原理图二、全球冷热电发展现状1、国外冷热电发展状况美国：1999年美国能源与环保署（EPA）出版了《建筑用冷热电联产2020年远景规划》，提出了CCHP发展的时间表。
2005年8月布什签署的《美国能源政策法案》规定到2010年美国每年的20％新建筑和10％的现有商业和公共建筑将采用CCHP。
2020年50％新建筑和25％的现有商业和公共建筑将采用CCHP。
欧洲：在欧盟，《热电联产指示》、《排放贸易指示》、《新电力和燃气指示》及《建筑物能耗和能源产品税收指示》是对CCHP发展最重要的立法行动。
冷热电三联供
电力输出:
5432kW
热力输出:
5516kW
启用:
1998-11月
匈牙利 Linden Repcelak 热电联供 3台 JMC 320 GS-N.LC 燃料:低热值天然气 电力输出: 3195kW 热力输出: 3447kW 启用: 2003-12月 用途:天然气厂余气利用
热电联供系统提供： 热，冰水和电力
成本 • 冰水机组运行无噪音 • 运行和使用周期成本低. • 采用水为冷却介质, 没有使用对大气层有害
的物质.
土耳其Altinmarka 食品厂热电联供 2台JMC 320 GS-NL 天然气机组 2096kW 电力输出 2308kW 热力输出 2002-11 启用 用途 为可可生产提供蒸汽
德国科隆机场 热电冷三联供工厂 机组类型: 4 台 天然气 JMS 616 GS-N.LC 电力输出: 7,744 kW 热力输出: 8,800 kW (RW/FW 70/95°C) 制冷输出: 3,900 kW ( 使用2台冰水机组)
制冷/供热
冷/暖 能耗需求量大单位
• 空调需求（医院，酒店，会议中心，办公大
楼，数据中心，电信机房）
• 每1,000 m2 办公室需要150－170KW的制 冷输出
• 工业需求（食品,化工,制药,造纸 等)
制冷方式 • 吸收式制冷机(溴化锂) • 压缩类制冷机
GE JANBACHER 燃气热电联供机组
由于使用天然气等清洁能源，降低了二氧化硫、
氮氧化物和二氧化碳等温室气体的排放量，从 而实现了能源的高效利用与环保的统一，减低 了碳排放
冷热电三联供原理
热力± 4.4kW
可燃气体
电力± 3.8kW(#43;4.4kW热能﹣1立方标准天然气﹣ 维修折旧= 费用
冷热电联产技术介绍
天然气冷热电联产技术介绍一、技术背景冷热电联产(Combined Cooling Heating and Power，CCHP)是一种建立在能源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源进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能被用来发电，温度比较低的低品位热能则被用来供热或制冷。
这样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。
初期的冷热电联产是在热电联产的基础上发展起来的，它将热电联产与吸收式制冷相结合，使热电厂在生产电能的同时供热和制冷，故初期只立足于热电厂。
随着分布式供电概念的提出，冷热电联产得到新的发展，其中分布式供电是指将发电系统以小规模（数千瓦至50MW的小型模块式）、分散式的方式布置在用户附近，可独立输出冷、热、电能的系统。
与常规的集中供电电站相比，其输配电损耗较低甚至为零，可按需要灵活运行排气热量实现热电联产或冷热电三联产，提高能源利用率，可广泛运用于同时具有电力、冷热量需求的场所，如商业区、居民区、工业园区、医院等。
1998年1月1日起实施的《中华人民共和国节约能源法》第三十九条中指出：“国家鼓励发展下列通用节能技术：推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。
政府有关部门十分重视热电联产技术的发展，2000年8月22日有国家计委、国家经贸委、建设部、国家环保局联合发布了计基础（2000）1268号《关于发展热电联产的规定》，为热电联产和冷热电联产的发展提供了法律和政策保证。
二、天然气冷热电联产系统的类型天然气冷热电联产系统的模式有许多种，无论哪种模式都包括动力设备和发电机、制冷系统及余热回收装置等主要装置。
动力设备主要有燃气轮机、内燃机、微燃机及燃料电池等，制冷装置可选择压缩式、吸收式或其它热驱动制冷方式，主要采用溴化锂吸收式制冷剂，包括单效、双效、直燃机等。
燃气轮机冷热电联产技术分析
燃气轮机冷热电联产技术分析摘要：任何一个企业或家庭，对于能源的需求都是多样的，需要电力、采暖热力、空调制冷、生活热水，炊事燃气等等。
这些需求在传统工业社会中是通过明确的社会分工，由各个专业企业分别加以解决。
但是最大的问题是能源利用效率低、设备使用效率低，从而带来资源和资金的浪费，以及环境污染的加剧等。
本文主要探讨的就是关于燃气轮机冷热电联产技术的剖析。
关键词：燃气轮机；冷热电联产技术引言：世界各国的能源环境专家普遍认为：应将需求供应整合优化，实现能源和温度对口梯级利用，就近供能减少中间环节损耗，这将是解决问题的最好手段。
燃气轮机热电联产系统既可以单独使用，承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务；更可作为分布式电源的一种，以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。
毫无疑问，以小型或微型燃气轮机为主要动力装置的分布式热电联产系统必将具有很大的发展潜力。
1.燃气轮机热电联产系统的工作原理1.1燃气轮机发电机组的工作原理热电联产系统按照功能可以分成两个子系统：动力系统（发电）和供热系统（供暖、热水、通风等）。
动力系统处于联产系统的顶端，通常根据动力系统确定联产系统所采用的技术。
联供技术的采用取决于许多因素，包括：电负荷大小、负荷的变化情况、空间的要求、热需求的种类及数量、对排放的要求、采用的燃料、经济性和并网情况等。
以燃气轮机为原动机的分布式联产系统的主要原动机又可以分为两类：小型燃气轮机和微型燃气轮机。
下面分别介绍其工作原理。
1.1.1燃气轮机发电机组的工作原理（1）工作原理燃气轮机是以气体作为工质、把燃料燃烧时释放出来的热量转变为有用功的动力机械。
它由压气机、燃烧室和透平等部件组成。
空气被压气机连续地吸入和压缩，压力升高，接着流入燃烧室，在其中与燃料混合燃烧成为高温燃气，再流入透平中膨胀做功，压力降低，最后排至大气。
由于加热后的高温燃气做功能力显著提高，燃气在透平中的膨胀功大于压气机压空气所消耗的功，因而使透平在带动压气机后有多余的功率带动发电机转动。
第五章冷热电联产技术的应用
“暖通空调新进展”多媒体课件
• 建筑冷热电联产系统实现了能源从高品位（电能） 到低品位（热能）的合理梯级利用，因而高效节
能。
• 建筑冷热电联产系统的高效率和输送低能耗
在产生相同终端能量的情况下所消耗的燃料比传 统的集中式供电所消耗的燃料要少
使用冷热电联产排出的污染物量和产系统可减轻环境污染，环保。
[4] 蓝玉. 利用电厂余热的水源热泵空调系统的研究[D]. 大连: 大连理工大学. 2005.
[5] 李冰瑜. 分布式冷热电联产和海水淡化耦合系统研 究[D]. 北京: 中国科学院研究生院. 2007.
17
建筑环境与设备工程系
第五章 冷热电联产技术的应用
“暖通空调新进展”多媒体课件
§5.4 小结
变电站
电力
电压缩式制 冷机组
冷水
溴化锂吸收 式制冷机组
用 户
冷水
发电机
燃气轮机
液化天然气
(LNG)
凝结水回收
某区域式三联产系统示意图
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热水制备站
生活热水
建筑环境与设备工程系
第五章 冷热电联产技术的应用
“暖通空调新进展”多媒体课件
小型蒸汽透平取代减压阀：蒸汽输送过程中，传统通过减压阀实现压
力调节，能源被无形的浪费。小型蒸汽涡轮发电机利用蒸汽压力降低而产生电能，从 而从不经意的浪费过程中获取能源，可最大效能的利用蒸汽。
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建筑环境与设备工程系
第五章 冷热电联产技术的应用
“暖通空调新进展”多媒体课件
✓ 热能梯级利用：按照各子系统的特殊需求向其提供 合适品位的输入能流
• 高品位热能： 优先用于对口的高温区域热力循环系统，
即输出电能的动力子系统，如燃气轮机、
十三个国际先进节能技术介绍
十三个国际先进节能技术介绍1、冷热电联产技术工作原理：燃气涡轮机透过燃烧天然气发电，产生高品位的电能，满足楼宇的用电需求。
同时，发电机组排放出的较高温度的热能，一方面，可以直接为楼宇提供冬季采暖供热和提供生活与卫生热水；另一方面，可作为溴化锂或氨吸收式制冷机驱动热源，产生夏季空调用的冷水。
而吸收式制冷机排出的更低品位的热能可以作为液体除湿机的驱动热源，即提供使液体除湿剂再生所需的热能，从而形成冷热电三联供系统。
该系统将发电和空调系统合为一个系统，集成和优化了多种设备，解决了建筑物电、冷、热等全部需要，系统可实现终端能源的梯级利用和高效转换，以避免远距离输电和分配损失，使得能源利用总效率由发电25%～35%，提高到70%～90%以上，大幅度降低建筑能耗。
有效解决了燃气公司夏季气源过剩、冬季供气不足，而电力公司夏季电力供应不足、冬季过剩的矛盾。
适用场所：为单个建筑或小范围的多个建筑提供电、冷、热。
2、中央空调余热回收技术工作原理：在用户制冷机组上安装余热回收装置，回收制冷机组冷凝热量，在制冷的同时能免费提供生活热水。
该技术是提升制冷机组综合能效的有效方法。
适用场所：宾馆、酒店、度假村、桑拿、医院等既需要制冷又需要热水的单位。
节能率：100%投资回收期：10-12个月左右3、中央空调闭环变频节能技术工作原理：对中央空调系统的制冷压缩机、循环水泵（包括冷却水泵和冷冻水泵）、散热风机（包括盘管风机、新风系统风机和冷却塔风机）外加闭环变频节能系统后，可大幅减少系统能量散失，延长机组使用寿命。
应用场所：中央空调系统节能率：25％～50%投资回收期：10-12个月左右4、中央空调机组自动清洗技术工作原理：该技术是由以色列专家发明的，用于自动清洗冷凝器管壁上的附着污染物，包括水垢、有机物、腐蚀、杂质等，从而最大限度地发挥冷凝器的热交换效果，达到节约能源的目的。
应用场所：中央空调冷凝器自动清洗，不用人工化学清洗节电率：10％～30％投资回收期：12个月左右5、热泵空调技术（包括空气源热泵技术、水源热泵技术和地源热泵技术）工作原理：热泵机组以空间大气、自然水源、大地土壤为空调机组的制冷制热的载体。
热电冷联产技术及应用
热电冷联产技术及应用热电冷联产技术是一种将热电联产技术与制冷技术相结合的能源利用方式，通过高温废热转化为电能和制冷能，实现能源的高效利用。
该技术在工农业生产和生活领域具有广泛的应用前景。
热电冷联产技术主要包括热电联产和制冷两个子系统。
热电联产系统通过热电发电机将高温热能转化为电能，同时产生废热。
而制冷系统则利用废热提供制冷能力，实现制冷过程。
热电冷联产技术可以有效降低能源的消耗和废热的排放，提高能源利用效率。
热电冷联产技术在工业领域的应用较为广泛。
例如，钢铁、石化和电力等行业产生大量的高温废热，传统上一般采用水冷方式散热，导致大量热能的浪费。
而热电冷联产技术可以将废热转化为电能和制冷能，实现废热的综合利用。
在钢铁行业，通过热电发电机将高温烟气转化为电能，同时产生制冷剂制冷，可以减少电网的负荷和降低用电成本。
在石化行业，采用热电冷联产技术可以将高温废热转化为电能和制冷能，提高整体能源利用效率，减少对外供电的需求。
在电力行业，热电冷联产技术可以将火电厂等电厂产生的废热转化为电能和制冷能，提高火电厂的能源利用效率和环境保护水平。
热电冷联产技术在农业生产中也具有广泛应用价值。
农业生产过程中，常常会产生大量的温室、畜禽粪便等废热。
利用热电冷联产技术可以将这些废热转化为电能和制冷能，满足温室的供暖和制冷需求，提高农业生产的能源利用效率，降低能源消耗和排放量。
此外，热电冷联产技术还可以用于农村地区的冷链物流系统，提供农产品的冷藏和冷链运输所需的制冷能力，延长农产品的保鲜期，减少食品浪费和损失。
在日常生活中，热电冷联产技术也有一些实际应用。
例如，通过废热发电系统将家庭、写字楼等建筑产生的废热转化为电能和制冷能，满足建筑物的供电和空调需求，提高能源利用效率，降低用电成本。
此外，热电冷联产系统还可以用于地源热泵系统，将地下的废热转化为供暖和制冷能力，实现建筑物的能源共享，提高能源的利用效率。
总而言之，热电冷联产技术是一种将热电联产技术与制冷技术相结合的能源利用方式，具有广泛的应用前景。
冷热电联产系统
天然气热电冷三联供的探讨冷热电三联供技术（Combined Cooling Heating Power ，CCHP）是指用天然气驱动发电机发电，回收余热用于冬季供热、夏季供冷的综合能量系统，可用于建筑或一个区域的能源供应。
C C H P 技术将先功后热的热力学合理性转化为运行上的经济性，在世界范围内获得了成功的应用。
CCHP基本概念以燃气内燃机为基础的冷热电三联供系统工作原理如下：利用天然气燃烧产生的高温烟气在内燃机中做功，将一部分热能转换成高品位的电能利用余热回收装置将燃气内燃机中的烟气缸套冷却水油冷器及中冷器冷却水的热量进行回收这四种形式的热量中，前两种是余热回收的主要来源其中，烟气温度一般400度以上，可进入余热锅炉制蒸汽或热水，也可用于双效吸收式制冷采暖供热水；一级利用后的低温烟气（130—170度）和缸套冷却水（85—90度）可用于单效吸收式制冷采暖供热水，也可直接利用换热器进行采暖和供热水，从而实现冷热电三联供另外为了保持发动机气缸有适当的温度范围，缸套水的热量应优先利用根据烟气缸套水的不同回收方式可以形成不同配置模式的冷热电三联供系统，以下为较常见的四种模式四种：余热回收模式余热回收模式参见图方案一（内燃机发电机组水水换热器温水溴化锂机组）这种系统如图1（a）所示,其特点：（1）系统的控制比较简单，运行安全可靠；（2）适用于电负荷较大及热水需求量较大的场所，如宾馆医院等. 方案二（内燃机发电机组+水-水换热器+烟气-水换热器+热水型单效溴化锂制冷机）这种系统如图1（b）所示：其特点：1方案与上一方案相比缸套水采用单独的回路，运行控制简单：2）烟气采用级回收，高温烟气得到品质较高的热水通入溴化锂机组制取冷量，对于低温烟气则制取生活热水3）适用于生活热水及电负荷较大的场所，如宾馆医院等.）方案三（内燃机发电机组＋余热锅炉＋烟气换热器＋水－水换热器＋蒸汽溴化锂制冷机）这种系统如图1(c)所示，其特点：1）控制比较复杂，对系统运行的安全可靠性要求较高；2）适用于电负荷及热负荷均较大的场所，如工厂商业区也可以适用于大量蒸汽需求的场所，如医院等方案四（内燃机发电机组＋水水换热器＋烟气冷凝换热器＋烟气双效溴化锂吸收式机组）这种系统如图１（ｄ）所示，其特点：（１）烟气首先进入吸收式机组的高压发生器作为驱动热源，出来的低温烟气再进入烟气冷凝换热器进一步回收烟气的显热和潜热，制取的热水作为低压发生器的热源烟气余热实现了梯级利用（２）此系统简单，运行控制较容易。
热电冷联产
能源梯级利用示意图
溴化锂制冷原理
• 在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器 内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断 汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器； 水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高 压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时， 急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的 热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进 入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降 低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息， 连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在吸收器内已被冷却，温度 较低，为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率， 在系统中增加了一个换热器，让发生器流出的高温浓溶液与吸 收器流出的低温稀溶液进行热交换，提高稀溶液进入发生器的 温度。
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• 热电冷三联产是在热电联产基础上发展 起来的, 它使锅炉产生的蒸汽先通过背压式汽轮机 发电作功, 排气除满足各种热负荷外, 还用作吸收式 制冷机的热源, 使整个系统的热负荷平衡, 并以高效 运行。该系统的特点是: • (1) 实现能量分级利用、提高一次能源利用率, 达到能源综合利用的目的。 • (2) 在夏季空调用电高峰季节, 缓解电网用电 压力。 • (3) 用吸收式制冷机组代替氟里昂压缩式制冷 机组, 符合环保要求。 • (4) 空调末端采用风机盘管, 各空调房间互相 独立, 便于灵活控制和调节, 有利于节能
冷热电联产的原理
冷热电联产的原理
冷热电联产（Combined Cooling, Heating, and Power，简称CCHP）是一种采用共生循环技术的能源利用系统，通过同一
个能源源头同时提供制冷、供热和发电的过程。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 废热利用：冷热电联产系统中，热机（如燃气轮机或蒸汽轮机）在发电过程中会产生大量的废热能。
冷热电联产系统通过采用余热回收技术，将这部分废热能有效地回收利用起来，并用于供热或制冷系统。
2. 效率提升：与传统分别供能系统相比，冷热电联产系统能够实现较高的能源利用效率。
这是因为在联产系统中，废热能被充分利用，提高了整体热效率，同时发电与供热、制冷的间接耦合作用使系统整体效率更高。
3. 电力优先：在冷热电联产系统中，电力优先原则被采用，即电力的需求得到优先满足。
当电力需求无法满足时，燃料将继续燃烧，同时产生热能用于供热和制冷。
4. 综合能源管理：冷热电联产系统采用了综合能源管理的策略，通过智能化控制系统对能源的需求和消耗进行优化。
这种智能系统能够监测和预测能源的需求，并根据需求进行能源的分配和调节，以最大程度地提高整体能源效益。
总之，冷热电联产系统的原理是通过废热的回收利用和整体能源的优化管理，实现不同能源形式（电力、制冷和供热）的高
效利用。
这种综合利用能源的方法能够提高能源利用效率，减少能源浪费，从而达到节能减排的目的。
冷热电联产
HP简介及供应范围冷热电联产CCHP系统按照供应范围可以分为区域型和楼宇型两种。
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所建设的冷热电能源供应中心。
楼宇型系统则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。
冷热电联产(CCHP)是利用凝汽式电厂冷源损失,将供热、制冷、及发电过程一体化的多联产总能系统。
大型发电厂的发电效率为约40%,而CCHP的效率可达到80%以上。
2.目前已经投入使用的冷热电联产项目（1）南汇工业园区项目上海南汇工业园区项目占地面积21.4万m2，其中，普通办公约占29%，总部办公约占33.4%，中试车间约占26.6%，娱乐休闲及商业约占1%，居住(人才公寓)约占10%。
南汇工业园区区域已达到“七通一平”条件(给水、排水、通电、通路、通讯、通暖气、通天燃气或煤气、平整土地)，电力接入的便利为能源整体解决提供了支撑；园区已通天然气，为实现能源的梯级利用打好了基础；从资源分析情况看，太阳能具备制备光热的条件，浅层地热为热泵技术的应用提供了前提。
从南汇工业园区的总体资源看，为智能低碳能源系统的方案设计提供了优选空间，见下图。
南汇工业园区项目能源系统设计是以燃气冷热电联供、光热和地源热泵的互补融合。
系统利用太阳能、浅层地热能和天然气融合进行热电冷联产。
间断和不稳定的太阳能作为联产初级且优先使用的能源；燃气冷热电联供用于调和光热稳定性及电力峰时的用电补充；地/水源热泵作为调节供需双方冷(热)负荷平衡的手段；光电系统设立光伏微网，燃机发电并入电网，发电量仅限于社区内使用，光伏和燃机电力不足部分由电网电力补充；储热水箱不仅用于弥补光能间断的缺陷，还可以通过与其配套的电加热装置利用谷时电价蓄能。
各建筑物内采用温湿度独立控制、各自处理的方式。
南汇工业园区选用了4台功率为402kW的内燃机，年平均供热水量3.3万kWh，CCHP年平均供暖量247.4万kWh，CCHP 年平均制冷量424.0万kWh，CCHP 年平均供电量472.3万kWh。
对冷热电联产的认识
对冷热电电联产的认识冷热电联产（Combined Cooling Heating and Power， CCHP）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。
.冷热电联产特殊意义如下：电力是我们经济发展的原动力，从钢铁、化学工 业到制造业，从保健到文化教育，无处不在，今天， 供热、制冷及湿度控制系统对于商业、教育、保健及 居民生活领域已显得十分重要。
事实上，能源的主要用途之一是给建筑物提供采暖、卫生热水、除湿和制冷。
能源要解决这些用途有两大途径：一是将一次能源转变成电能，再由电力空调、电热水器、电热 锅炉等去提供；二是将一次能源通过冷热电联产系统（CCHP）去直接提供，应该看到，在商业建筑物内加速推广应用冷热电联产系统可以大幅度节约资源（包括能源资源和其他资源），减少有害气体的排放，是有很大潜力的。
冷热电联产系统在大幅度提高能源利用率及降 低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力，有 专家作了这样的估算，如果从2000年起每年有4％ 的现有建筑转向CCHP从2005年起25％的新建筑及从2010年起50％的新建筑均转向CCHP的话，到 2020年的二氧化碳的排放量将减少19％，如果将 现有建筑实施CCHP的比例从4％提高到8％，到 2020年二氧化碳的排放量将减少30％， CCHP既能 生产电能，电能可以就地利用或向电网输出电能，或者输出轴功率，还可以提供制冷、供热和湿度控制， 卫生热水，这样有90％以上的燃料可以转变为有用 能量。
冷热电联供系统与远程送电比较，可以大大提 高能源利用效率。
大型发电厂的发电效率为35％ ～55％，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能 达到30％～47％，而CCHP的效率可达到90％，没有 输电损耗，冷热电联供系统与大型热电联产比较， 大型热电联产系统的效率也没有CCHP高，而且大 型热电联产也有输电线路和供热管网的损失，显然 CCHP可以减少输配电系统和供热管网的投资，无 论从减少投资成本和减轻污染都是十分有利的。
冷热电联产安全环境的问题与技术
冷热电联产安全环境的问题与技术概述冷热电联产（Combined Cooling, Heating and Power，简称CCHP）是一种集中供能方式，通过同时提供电力、冷热能的联合发电系统，具有能源高效、资源节约的优势。
然而，在实施CCHP系统时，安全环境问题成为需要关注和解决的重要议题。
本文将探讨CCHP安全环境中存在的问题，并介绍一些相关的技术措施来提高CCHP系统的安全性。
问题分析1. 操作风险CCHP系统由多个设备和部件组成，操作复杂度高。
操作人员需要具备专业知识和技能，以确保设备的正常运行和维护，防止设备故障或操作失误引发事故。
2. 设备故障CCHP系统中的发电机组、制冷机组和热能回收系统等都可能存在设备故障的风险。
例如，电力设备故障可能导致火灾，制冷机组故障可能导致冷却剂泄漏，热能回收系统故障可能导致高温或高压。
3. 安全威胁CCHP系统作为能源供应系统，可能面临来自外部的恶意破坏或攻击。
网络攻击、电力干扰和恶意破坏等都可能对CCHP系统的正常运行和安全性造成威胁。
技术措施1. 安全规划与管理CCHP系统的设计、建设和运营阶段，都需要进行全面的安全规划和管理。
建立完善的安全管理制度，明确责任与权限，确保操作按照规定进行。
2. 设备维护与监测定期进行设备巡检和维护，确保设备运行正常。
利用现代化的监测技术，实时监测设备状态，及时发现设备故障和异常情况。
3. 安全培训与教育为CCHP系统的运营人员提供专业的培训和教育，使其掌握必要的安全知识和技能，能够独立应对各类安全问题和应急情况。
4. 安全防护与监控采取物理防护和技术监控手段，保障CCHP系统的安全性。
例如，设置门禁、视频监控和入侵报警系统，以防范恶意破坏和未经授权的进入。
5. 应急预案与演练建立完善的应急预案，明确各类安全事故的处理程序和责任分工。
定期进行应急演练，提高人员应对突发情况和事故的能力。
结论冷热电联产系统在提高能源利用效率的同时，也面临着安全环境的重要问题。
冷热电三联供简介及其优化措施
冷热电三联供简介及其优化措施一、冷热电三联供的概念分布式能源系统（Distributed Energy System)是指将冷热电系统以小规模。
小容量（几千瓦至50MW、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立的输出冷、热、电能的系统，减少了能源输送系统的投资和能量损失。
分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气冷热电三联供等多种形式。
冷热电三联供，即CCHP (Combined Cooling, Heating and Power) 是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力用于满足用户的电力需求，系统所排出的废热通过余热回收利用设备（余热锅炉或者余热直燃机等）向用户进行供热、供冷经过对能源的梯级利用使能源的利用效率从常规发电系统的40%左右提高到80%左右，能源梯级利用效率达到60%〜80%,大量节约一次能源。
因此说，燃气冷热电三联供系统是分布式能源的先进技术之一，也是最具实用性和发展活力的系统。
典型的燃气冷热电三联产系统一般包括动力系统和发电机、余热回收装置、制冷或供热系统等组成部分，主要用到的发电设备有小型和微型燃气轮机、燃气内燃机、燃料电池等；空调设备有余热锅炉、余热吸收式制冷机以及以蒸汽为动力的压缩式制冷机等。
针对不同的用户需求，冷热电联产系统可以有多种多样的组织方式，方案的可选择范围较大。
二、冷热电三联供的优点①提高能源綜合利用率传统火电的综合能源利用效率低，燃气冷热电三联供供能系统的综合能源利用效率可达到60%-80%.燃气锅炉直接供热的效率虽然能达到90%,但是它的最终产出能量形式为低品位的热能，而燃气冷热电三联供供能系统中有45%左右的高品位电能产出.因此燃气冷热电三联供供能系统的能源综合利用效率比传统的大电网供电和燃气锅炉直接供热的传统供能方式有大幅度提高。
②电力燃气消耗双重削峰填谷、改善城市能源结构在传统的能源结构中，夏季大量电空调的使用和冬季大量燃气锅炉采暖的使用造成了夏季用电量远高于冬季、冬季用气量远高于夏季的情况，这种不合理的能源结构导致了相关市政设施的低投资效率，造成了资源浪费。
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天然气冷热电联产技术介绍
一、技术背景
冷热电联产(Combined Cooling Heating and Power，CCHP)是一种建立在能源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源进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能被用来发电，温度比较低的低品位热能则被用来供热或制冷。
这样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。
初期的冷热电联产是在热电联产的基础上发展起来的，它将热电联产与吸收式制冷相结合，使热电厂在生产电能的同时供热和制冷，故初期只立足于热电厂。
随着分布式供电概念的提出，冷热电联产得到新的发展，其中分布式供电是指将发电系统以小规模（数千瓦至50MW的小型模块式）、分散式的方式布置在用户附近，可独立输出冷、热、电能的系统。
与常规的集中供电电站相比，其输配电损耗较低甚至为零，可按需要灵活运行排气热量实现热电联产或冷热电三联产，提高能源利用率，可广泛运用于同时具有电力、冷热量需求的场所，如商业区、居民区、工业园区、医院等。
1998年1月1日起实施的《中华人民共和国节约能源法》第三十九条中指出：“国家鼓励发展下列通用节能技术：推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、
冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。
政府有关部门十分重视热电联产技术的发展，2000年8月22日有国家计委、国家经贸委、建设部、国家环保局联合发布了计基础（2000）1268号《关于发展热电联产的规定》，为热电联产和冷热电联产的发展提供了法律和政策保证。
二、天然气冷热电联产系统的类型
天然气冷热电联产系统的模式有许多种，无论哪种模式都包括动力设备和发电机、制冷系统及余热回收装置等主要装置。
动力设备主要有燃气轮机、内燃机、微燃机及燃料电池等，制冷装置可选择压缩式、吸收式或其它热驱动制冷方式，主要采用溴化锂吸收式制冷剂，包括单效、双效、直燃机等。
总的来说，冷热电联产有以下几个经典模式：
1）直燃型（烟气型、余热型）冷热电三联供。
如燃气轮机+余热型溴化锂冷热水机组系统，燃气轮机+排气再燃型溴化锂冷热水机组系统，以及燃气轮机+双能源双效直燃式溴化锂冷热水机组系统等。
如图1所示。
2）燃气-蒸汽轮机联合循环。
即燃气轮机+余热锅炉+汽轮发电机+蒸汽型吸收式制冷机组系统，如图2所示。
3）内燃机前置循环余热利用模式。
如图3所示。
图1 燃气轮机+烟气型溴化锂冷热机组系统图
图2 燃气轮机+余热锅炉+汽轮发电机+蒸汽型吸收式制冷机组系统图
图3 内燃机+水水换热器+烟气型溴化锂机组系统图
三、天然气冷热电联产系统节能原理
冷热电三联供系统工作过程如下：
利用天然气燃烧产生的高温烟气在燃气轮机中做功，将大约30%-40%的热能转换成高品位的电能，利用余热回收装置将燃气轮机排放的烟气，缸套冷却水，油冷器及中冷器冷却水的热量进行回收，这四种形式的热量中，前两种是余热回收的主要来源其中，烟气温度一般400℃以上，可进入余热锅炉制蒸汽或热水，也可用于双效吸收式制冷采暖供热水；一级利用后的低温烟气（130-170℃）和缸套冷却水（85-90℃）可用于单效吸收式制冷采暖供热水，也可直接利用换热器进行采暖和供热水。
图4 冷热电联产能源梯级利用示意图
从热力学第一定律来说，冷热电联产的节能原理就是能把能量吃光榨尽。
天然气燃烧产生的热能通过梯级利用，使能源利用率达到80%以上，而且没有输电损耗。
而大型发电厂的发电效率一般为35%-55%，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30%-47%。
另外，冷热电联产在降低碳和空气污染物排放方面也能起到巨大的作用，带来良好的社会效益。
四、天然气冷热电联产的经济性
天然气冷热电联产具有良好的经济效益，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%。
图5 美国不同类型建筑采用冷热电联产运行成本比较此外，以一个冷负荷为2000kW的工厂为例，天然气的价格为3.0元/Nm³，电价为0.85元/kWh，天然气的热值为8500kcal/Nm³，采用蒸汽压缩式制冷机组的性能系数为4.5，采用冷热电联产的燃气轮机发电效率为24%，余热回收率为67%，余热型溴化锂机组制冷系数为1.25。
承担2000kW的冷负荷运行成本比较见表1（不计算附属设备的运行能耗）。
从表中可以看出，采用冷热电联产可以节约成本约37%，工厂冷负荷需要时间为9个月，每月运行26天，每天24小时运行，这样每年节约的成本为：
(378-239)×9×26×24=78万元
表1 联产和单供的运行成本比较表
五、天然气冷热电联产的缺点
天然气冷热电联产具有节能、环保等诸多优点，但同样也有以下两个缺点：
1）系统规模小，只能使用天然气作为燃料，这样对天然气管道没有覆盖的区域，就产生可局限性；
2）系统的初期投资大。
这两个缺点都是可以弥补的。
目前，国家大力鼓励的天然气，一方面，天然气为清洁能源，燃烧的排放能达到环保的相关标准；另一方面，缓解夏季电力负荷，起到削峰填谷的作用。
随着“西气东输”工程的开展，城市的气化率会逐步提高，天然气的供应将不会存在问题。
系统的初期投资大的问题可以通过合同能源管理很好的解决，现在合同能源管理已经得到飞速的发展，各方面的程序也已经逐步完
善，逐渐迈向系统化和标准化，这是一个双赢的操作模式，所以冷热电联产的初期投资也不会存在很大的问题。
六、总结
作为一种能源集成系统，天然气冷热电联产技术负荷能源的梯级利用原则。
通过各种热力过程的有机结合，使系统内的中、低温热能得以合理利用，相对于分产系统能源利用率可以大幅度提高。
毫无疑问，天然气冷热电联产技术是节能减排的一个重要技术，在商业区，工业园区，建筑能源等系统中可以广泛的应用。