北京燃气设计院冷热电三联供

所需燃气压力 （MPa）
NOx排放水平（ppm） （含氧量15%）
1.0～2.2
65～300（无控制时） 8～25（低氮燃烧）
25～45
400～600℃烟气； 80～110℃缸套水； 40～65℃润滑油冷却水
≤0.2
250～500（无控制时）
微燃机 28～300 12～32
250～650℃烟气
0.4～0.8 8～25
➢ 2009年，国家能源局《新能源规划》鼓励燃气冷热电联供应用
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北京燃气设计院冷热电三联供
冷热电三联供技术研究
• 北京市科学技术委员会2002年课题：
•
《楼宇型天然气冷热电联供系统应用研究与示范 》
•课题主要研究内容与思路
➢ 调研国内外燃气冷热电三联供系统的发展现状及配套政策；
➢ 针对北京市能源结构特点分析研究燃气冷热电三联供系统在北京推 广应用的可行性；
•天然气生产能源产品价值（元/m3）
➢商业高峰电1.18元/度 ➢商业平均电0.82元/度 ➢冷40元/m2、热30元 /m2 •5.80
•热量 •32MJ/m3
•供热 •29MJ/m3
•3.20
•供热 •16MJ/m3
•供电 •2.7kwh/m3
•供冷 •20MJ/m3
•供电 •2.7kwh/m3
北京燃气设计院-冷热电 三联供
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2020/11/12
北京燃气设计院冷热电三联供
汇报内容
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• 一、北京市天然气用气量发展概述 • 二、分布式能源与冷热电三联供 • 三、三联供常用设备及系统形式 • 四、三联供系统优势及适用项目特点 • 五、三联供工程介绍 • 六、三联供工程实施常规流程
•四、三联供系统优势及适用项目特点
•3、三联供系统的经验性指标
➢ 能源利用率 >80% ➢ 增加占地 -10%～30% ➢ 增量投资回收年限 5～10年 ➢ 发电成本 0.4～0.5元/kWh ➢ 并网与独立运行 均可
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北京燃气设计院冷热电三联供
•四、三联供系统优势及适用项目特点
•天然气生产能源产品价值对比
•
巨大的冬夏季供气峰谷差造成管线资源的极大浪费，也对天然气
管网安全运行构成极大威胁。
• 调整天然气用气结构已成为保障天然气管网安全稳定供气的关键。
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北京燃气设计院冷热电三联供
汇报内容
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• 一、北京市天然气用气量发展概述 • 二、分布式能源与冷热电三联供 • 三、三联供常用设备及系统形式 • 四、三联供系统优势及适用项目特点 • 五、三联供工程介绍 • 六、三联供工程实施常规流程
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•
2008年
北京市全年天然
气用量达到54亿
立方米。冬、夏
季高峰日用气量
之比接近10：1，
用气结构不尽合
•月份
理。
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一、北京市天然气用气量发展概述
日 天
•
20
然 08
气年
用冬
气、
量夏
示季
意高
图峰
•2008年冬季用气 •高峰日用气量曲线
•2008年夏季用气 •高峰日用气量曲线
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一、北京市天然气用气量发展概述
1、1997年-2007年北京市天然气用气 量
• 1997年—2007年十年期间，北京市的天然气用量年均增长约 4亿立方米，年均增长率达到37％以上。
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一、北京市天然气用气量发展概述
• 2、北京市规划天然气用气量
•
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规划至2020年，北京市年用气量将达到180亿立方米。至2025 年，北京市年天然气用气量将达到200亿立方米。充足的气源为发 展三联供系统提供了良好的气源保障。
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一、北京市天然气用气量发展概述
•
3、北京市2008年用气量
20 •万立方米 08 年 北 京 市 天 然 气 用 气 量 示 意 图
• 30%发电
• 100% • 天然气• 52%余热利用
• 18%废热排放
➢ 能源效率：燃气冷热电＞燃气锅炉 ➢ 燃气锅炉效率：90%为低品位能源（热能） ➢ 燃气冷热电联供系统效率：30%～40%高
品位能源（电能) + 50%低品位能源（热能） ➢ 能量的做功能力：电能=4～5倍热能
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•标准编制进度计划 ➢ 2006年完成标准初稿； ➢ 2007年标准编制组全体会议讨论修改； ➢ 2008年向全国相关单位及专家征求意见； ➢ 2009年完成送审稿； ➢ 2009年下半年审查会； ➢ 报批；
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《燃气冷热电联供工程技术规程》
•标准要 点 ➢ 适用条件：发电机总容量小于或等于15MW；
• 2、分布式能源与冷热电三联供技术
➢ 燃气冷热电三联供系统属于分布式能源。 ➢ 分布式能源是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统
以小规模、小容量(数千瓦至15MW)、模块化、分散式的方式布置在用 户附近，可独立地输出电、热和冷能的系统。
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国内三联供发展历程
•冷热电三联供系统典型示意 图
•天 •然 •气
•燃烧室
•空气
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•压气机
•涡轮
•发电机
•电力负荷
•燃气轮机
•余热烟气
•排气 •热水负荷
• 补燃天然气
•余热回收装置
•制冷负荷
•采暖负荷
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三、三联供常用设备及系统形式
•冷热电三联供系统典型示意 图
•燃气内燃机
•天
•然
➢ 1997年，上海建成2-3个示范项目；
➢ 1999年，北京市开始着手进行燃气冷热电三联供系统的调研和工程试点工作；
➢ 2002年，北京市科学技术委员会课题立项《楼宇型天然气冷热电联供系统应用 研究与示范》；
➢ 2004年，上海市发改委等五委、局颁布《关于本市鼓励发展燃气空调和分布式 供能系统的意见》；
➢ 2005年，上海市建设和交通委员会颁布《分布式供能系统工程技术规程》（试 行版）；
➢ 2006年，建设部行业标准启动《燃气冷热电联供工程技术规程》；
➢ 2007年，国家发改委出台《天然气利用政策》鼓励燃气冷热电联供应用；
➢ 2008年，上海市建设和交通委员会修订《分布式供能系统工程技术规程》及相 关鼓励政策
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•四、三联供系统优势及适用项目特点
•年单位平均耗气量（Nm3/m2）
•总耗气量
•发电机组耗气量
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北京燃气设计院冷热电三联供
汇报内容
Baidu Nhomakorabea
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• 一、北京市天然气用气量发展概述 • 二、分布式能源与冷热电三联供 • 三、三联供常用设备及系统形式 • 四、三联供系统优势及适用项目特点 • 五、三联供工程介绍 • 六、三联供工程实施常规流程
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《燃气冷热电联供工程技术规程》
•站址条件 ➢ 独立站房或露天布置：燃气管道最高入室压力＜2.5MPa； ➢ 建筑物地下一层、首层或屋顶布置： 燃气管道最高入室压力 ＜1.6MPa； ➢ 发电机布置在建筑物地下一层或首层：单台容量≤3MW； ➢ 发电机布置在建筑物屋顶：单台容量≤2MW； ➢ 防爆泄压口：主机间、燃气增压机间、计量间； ➢ 事故通风口：主机间、燃气增压机间、计量间；
➢ 分析不同形式燃气冷热电三联供系统的特点、应用范围及冷、热、 电负荷的优化配置；
➢ 通过示范工程总结冷热电三联供系统运行管理经验；
➢ 提出推广应用楼宇型冷热电三联供系统的政策建议。
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《燃气冷热电联供工程技术规程》
• 建设部行业标准 《燃气冷热电联供工程技术规程》
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五、三联供工程介绍
•北京市已实施三联供工程列表
序号
项目名称
发电机组形式
发电机组装机
项目阶段
1 燃气集团指挥调度中心
内燃机
725kW+480kW
➢ 适用阶段：工程设计、施工、验收和运行管理；
➢ 供电系统运行方式：推荐与市电并网运行；
➢ 设计原则：电能自发自用、热（冷）电平衡；
•能效指 标 ➢ 节能指标：年平均能源综合利用率应大于70%
• 年平均能源综合利用效率=
➢ 联供系统配置指标：余热利用率应大于60%
• 年平均余热利用 率=
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•经济性原则：以热定电 +燃机满发
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•三、三联供常用设备及系统形式
•机房设置
➢ 靠近供电区域的主配电室 ➢ 泄爆、防火、通风、建筑间距等同燃气锅炉房 ➢ 燃气轮机机壳内自带CO2灭火装置 ➢ 备用发电机停电时启动，设置不间断交流电源满足辅机设备用电
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北京燃气设计院冷热电三联供
汇报内容
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• 一、北京市天然气用气量发展概述 • 二、分布式能源与冷热电三联供 • 三、三联供常用设备及系统形式 • 四、三联供系统优势及适用项目特点 • 五、三联供工程介绍 • 六、三联供工程实施常规流程
北京燃气设计院冷热电三联供
三、三联供常用设备及系统形式
•1、三联供系统优势
➢ 清洁环保，减少排放 CO2、SO2 ➢ 能源梯级利用，综合能源利用率高 ➢ 与大型电网互相支撑，供能安全性高 ➢ 对燃气和电力有双重削峰填谷作用 ➢ 节约城市用地，节省建设投资 ➢ 投资回报率高
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四、三联供系统优势及适用项目特点
•2、三联供系统适用项目特点
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《燃气冷热电联供工程技术规程》
•发电机并网措施
➢ 应设置自动同期装置； ➢ 电压偏差小于±5%； ➢ 频率偏差小于±0.2Hz； ➢ 并网线路应在用户侧适当位置设置明显断开点； ➢ 必须采取“逆功率保护措施”，保证联供系统只受电，不向公共
电网输送电能。
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北京燃气设计院冷热电三联供
•三、三联供常用设备及系统形式
•系统运行模式
➢ 一年之中在有冷热负荷的冬夏季运行 ➢ 有常年热负荷（如生活热水负荷）的用户全年运行 ➢ 一日之中在电力价格较高的时段运行 ➢ 当发电机与市电并网运行时，发电机组连续、满负荷运行，经济性好 ➢ 当发电机独立运行时，发电机满足尖峰负荷需求，负荷率低、效率低 ➢ 三联供系统电力并网技术成熟，通过成套设备自动实现
三、三联供常用设备及系统形式
•三联供系统常用设备
• 余热锅 炉
• 余热利用设备
• 余热直燃 机
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•三、三联供常用设备及系统形式
•各类发电装置特点
容量范围（kW）
小型燃气轮机 500～25000
内燃机 2～10000
发电效率（%）
20～38
余热回收形态
400～650℃烟气
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二、分布式能源与冷热电三联供
1、冷热电三联供技术
•
楼宇式天然气冷热电三联供技术是一项先进的供能技术，它
首先利用天然气燃烧做功产生高品位电能，再将发电设备排放的低品
位热能充分用于供热和制冷，实现了能量梯级利用，因而是一种高效
的城市能源利用系统，是城市中公共建筑冷热电供应的一种新途径。
➢ 电价相对较高的公共用户 ➢ 有冷、热负荷需求或有常年热水负荷需求的公共建筑 ➢ 对电源供应要求较高的用户 ➢ 电力接入困难的用户 ➢ 需要备用发电机的用户
在目前政策、价格条件下，宾馆、综合商业及办公、机场、交 通枢纽、娱乐中心、产业园区等用户适于采用三联供系统。
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北京燃气设计院冷热电三联供
•气
• 内燃机
•发电机
•电力负荷
•缸套水
•余热烟气 •空气
• 补燃天然气
•余热回收装置
•排气
•热水负荷 •制冷负荷 •采暖负荷
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三、三联供常用设备及系统形式
•三联供系统常用设备
• 燃气轮 机
• 发电设备
• 燃气内燃机
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• 燃气微燃机
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北京燃气设计院冷热电三联供
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• 一、北京市天然气用气量发展概述 • 二、分布式能源与冷热电三联供 • 三、三联供常用设备及系统形式 • 四、三联供系统优势及适用项目特点 • 五、三联供工程介绍 • 六、三联供工程实施常规流程
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四、三联供系统优势及适用项目特点
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二、分布式能源与冷热电三联供
•3、三联供系统基本原理--能源的梯级利用
•高温段 •1000℃以上
•中温段
•低温段
•100℃～500℃ •100℃以下
•排放
•电能
•驱动热泵 •驱动吸收式 •制冷机
•除湿 •供热 •生活热水
•排放
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二、分布式能源与冷热电三联供