天然氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)

1、百度文庫(kù)天然氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)1引言眾所周知，天然氣是一種優(yōu)質(zhì)清潔的一次性能源， 被世界各國(guó)廣為使用。有資料顯示，目前世界范圍內(nèi)天然氣的消耗量已占到總能耗的20%以上。作為能源，天然氣的利用方式目前主要有兩種形式一一供熱或發(fā)電。然而，從能源利用的角度講，天然氣無(wú)論是單純用于供熱還是發(fā)電均不能發(fā)揮其最大效益。一一從供熱角度講，通過(guò)燃燒天然氣加熱媒質(zhì)（水）來(lái)供熱，能量的利 用率太低。這是因?yàn)?，天然氣燃燒的最高溫度可達(dá)2000C以上，而通常制熱所需的溫度僅在200C300C，甚至5070C,懸殊的溫差，帶來(lái)極大的能量損 失;如利用天然氣發(fā)電，貝U有成本高的問(wèn)題，我國(guó)天然氣的價(jià)格比較昂貴，按同比熱值計(jì)

2、算，天然氣的價(jià)格是煤炭?jī)r(jià)格的4倍以上，專門建造天然氣電 站用于發(fā)電，目前尚不能為一般用戶所接受。這樣，就提出了本文所要涉及的問(wèn)題：能不能利用天然氣這種能源，既供熱，又發(fā)電，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)呢？實(shí)踐表明，利用天然氣實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)不僅在理 論和技術(shù)上完全可行，而且大大提高了天然氣的利用效率與效益， 是合理使用天 然氣的極佳方式。2天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的基本原理目前世界上最流行的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)方式是對(duì)天然氣發(fā)電機(jī)組進(jìn)行余熱利用，其基本原理如圖1所示。發(fā)電機(jī)排煙管排出的廢氣溫度高達(dá) 560°C，通過(guò)熱復(fù)用裝置（廢氣鍋爐）吸收廢氣的熱能，同時(shí)把發(fā)電機(jī)排煙溫度控制在100C130C左右，在生產(chǎn)熱能的同時(shí)

3、，也使發(fā)動(dòng)機(jī)更有效，更經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。5天然氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)原理示意圖圖1一般火力發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的電能只占其消耗燃料總能量的1/3左右，其余約2/3的能量被轉(zhuǎn)化為熱能，而且往往是在沒(méi)有被利用的情況下排放掉。熱電聯(lián)產(chǎn)則使火力發(fā)電機(jī)組同時(shí)生產(chǎn)電和熱兩種產(chǎn)品，這樣便可以將能源的利用率大致提高到80%左右。圖2為天然氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)能量轉(zhuǎn)換示意圖。8天然氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)能量轉(zhuǎn)換示意圖無(wú)疑，在各種火力發(fā)電設(shè)備中天然氣發(fā)電機(jī)組最適宜被用來(lái)進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，其理由如下:1）天然氣熱值較高，熱利用潛力大;2 ）天然氣發(fā)電機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，維修成本低，排放物少，清潔環(huán)保;3 ）天然氣發(fā)電機(jī)組一次性投資成本相對(duì)較低;

4、4）隨著西氣東輸工程的實(shí)施，城市天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)逐步配套成型， 天然 氣成為城市小型自備電站的首選能源，可開(kāi)發(fā)前景看好；5 ）目前中、小功率（2MW以下）天然氣發(fā)電機(jī)組已有比較成熟的技術(shù)，為在一個(gè)小系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)提供了技術(shù)保障,使用戶對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)可以進(jìn)行形式多樣的自主選擇;6）產(chǎn)業(yè)政策及環(huán)保節(jié)能發(fā)展的導(dǎo)向,為天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的社會(huì)氛圍。3熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例上海閔行區(qū)中心醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱醫(yī)院）地處區(qū)政府所在地莘莊鎮(zhèn)，是近 幾年上海新興發(fā)展地區(qū)之一。擴(kuò)建后的醫(yī)院總建筑面積為4667m，設(shè)有26個(gè)科室，600張病床，在2002年底投入使用，是當(dāng)?shù)貥?biāo)志性建筑。醫(yī)院在用電負(fù)荷方面，照明占2

5、3%，電梯占6%,制冷設(shè)備占31.3 %,后勤設(shè)備占10.5 %，醫(yī)療設(shè)備占17%，開(kāi)水爐和其他占12%多一些。按春秋二 季的低負(fù)荷計(jì)算，上午的用電負(fù)荷約為1200kW下午約為800kW晚上約為200kW進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計(jì)的核心是確定合理的“熱電比”，以熱定電，并顧及年開(kāi)機(jī)率。系統(tǒng)的合理配置不僅決定了設(shè)備使用的可靠性， 而且涉及到投資 回收期和長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用等綜合效益問(wèn)題。為此，發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)的施工方威爾 信公司（以下簡(jiǎn)稱施工方）依據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。施工方案分析：春、秋兩季是醫(yī)院用熱的低峰期，夏季是用電高峰期,冬季是用熱高峰期，就每天情況來(lái)說(shuō)，上午是醫(yī)院就診和治療高峰期，也是用電

6、高峰期，但不是用熱高峰期；下午就診和治療率約為上午的50%60%,用電量下降，但生活用水量上升；晚上僅設(shè)急診，但病房照明和生活用水使對(duì)電、熱 的需求都達(dá)到高峰。由于醫(yī)院已設(shè)有2路10kV市電進(jìn)線及4t ,2t鍋爐等常規(guī)電、 熱設(shè)施，天然氣發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備應(yīng)主要承擔(dān)調(diào)峰功能。最后施工方選擇2套威爾信G500型（2X400kW）天然氣發(fā)電機(jī)組互為備用，在達(dá)到滿載發(fā)電（即 發(fā)電400kW的條件下，單套機(jī)組每小時(shí)產(chǎn)生5t70 C熱水及300kg蒸氣，可有效 調(diào)節(jié)夏、冬季及晚間醫(yī)院用電、熱高峰期對(duì)設(shè)備的需求，而且取得較好的經(jīng)濟(jì)效 果。上海地區(qū)天然氣熱值每立方米 8400kcal/m3計(jì)算，威爾信G5

7、00型天然氣發(fā) 電機(jī)組在滿載發(fā)電時(shí)，總耗氣量為 125.8m3/h，其中發(fā)電量（400kW）熱效率達(dá) 35%,生產(chǎn)生活用水5t （從12C加熱到70C）熱效率為27%,蒸汽300kg （從12C加熱到100C以上）熱效率為16%，三項(xiàng)合計(jì)總熱效率達(dá)到76%，大大節(jié)約了能源及相當(dāng)可觀的資金，更重要的是通過(guò)發(fā)電機(jī)組的熱復(fù)用裝置， 將排放廢 氣污染降至最低點(diǎn)。在不計(jì)算投資折舊的前提下，醫(yī)院熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益分析如表1及表2所示。表I熱電險(xiǎn)產(chǎn)頂目的投入消“時(shí)i第單Mr噸ei £$脇 4()( hl 11. M熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的產(chǎn)岀卅：at'r IL<ril> 兒以水231 L 吩1 k1購(gòu)1* h74(5 kft hI 19 3 <11)(1BN1 XQ? WM