微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項目中的應用研究（二）

1、微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項目中的應用研究（二）             2、 美國STM動力公司4-120性外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組：   位于美國底特律的STM動力公司經(jīng)過20年的努力，在傳統(tǒng)斯特林發(fā)動機的基礎上，結(jié)合先進技術(shù)成果，成功地研制了新一代外燃機。   外燃機是一種外燃的閉式循環(huán)往復活塞式熱力發(fā)動機，因它是在1816年為蘇格蘭的R.斯特林所發(fā)明，故又稱斯特林發(fā)動機。新型外燃機氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到

2、高溫熱腔中迅速加熱，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換，避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機的震爆做功問題，從而實現(xiàn)了高效律、低噪音、低污染和低運行成本。STM4-120型25kW級機組的發(fā)電效率為29.6%，高于同容量的內(nèi)燃機和燃氣輪機。設備也可以直接插在380V三相交流電插座上并入用戶電網(wǎng)運行。 STM外型照片    STM外燃機性能發(fā)電輸出功率kW25效率%29.6供熱功率kW44供熱效率%52.1燃料消耗量mJ304.05功率輸出總量kW69熱電總效率%81.7轉(zhuǎn)速 rpm1800尺寸（長/寬/高）cm201/

3、76/107大修周期hrs50000設備壽命年/hrs 20/150000氮氧化物ppm8噪音分貝68  STM4-120外燃機內(nèi)部結(jié)構(gòu)破面圖          經(jīng)濟性能：   將微型燃氣發(fā)電設備應用在游泳池中，大家最關(guān)心的問題是經(jīng)濟上有沒有好處，能不能節(jié)約能源費用。進行經(jīng)濟性研究的基本前提條件如下。基本條件電價元/kWh0.660熱價元/kWh0.214燃氣價 元/m31.80燃機造價元980,577 利用時間hrs/年45761、

4、微型燃氣輪機：微燃機在游泳池中應用的主要投資是設備造價，其他方面只需要利用現(xiàn)有系統(tǒng)即可。影響設備造價的因素很多，由于設備小可以布置在現(xiàn)有天然氣鍋爐房內(nèi)，也可以放置在水泵間等地方，或者布置在室外。如果能夠從天然氣高壓調(diào)壓站接氣，壓力只要超過5.5公斤，就可以減少天然氣壓縮機的投資；如果是學?；蜓芯繂挝唬梢陨暾垳p免進口稅。  TG80全額設備價格微型燃氣輪機（回熱）英鎊50,000.00燃氣壓縮機英鎊4,000.00 備件英鎊2,000.00 合計英鎊56,000.00 美元81,200.00人民幣672,336.00 進口稅率%9.4

5、增值稅率%17稅后人民幣860,576.63運輸安裝調(diào)試人民幣120,000.00 合計人民幣980,576.63    微型燃氣輪機2002年的造價加進口稅和運輸安裝費用，預計造價最高在100萬人民幣之內(nèi)。該設備每年還會逐步大幅度降低，預計2003年將下降到800美元/kW，2004年將降至700美元，如果在中國組裝生產(chǎn)，造價將下降到500美元以下。設備大修周期為3萬小時，總壽命20年，因此造價對成本的影響不大。影響最大的因素是天然氣成本，1268號文件關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定中要求城市燃氣部門對熱電聯(lián)產(chǎn)項目的氣價給予優(yōu)惠。北京燃氣集團公司已經(jīng)召集了相關(guān)

6、會議，準備對熱電聯(lián)產(chǎn)項目給予優(yōu)惠氣價，冬季5個月1.8元/立方米，夏季7個月氣價為1.4元/立方米。熱電聯(lián)產(chǎn)項目天然氣應用價格冬季氣價 元/m31.8冬季周期月5夏季氣價元/m31.4夏季周期月7應用氣價元/m31.5667微燃機經(jīng)濟性分析序號項目單位回熱循環(huán)單循環(huán)直燃機-購電1單機發(fā)電出力kW75.9072.942發(fā)電效率%2612.86 3發(fā)電效率%5.656.304單機供暖功率kW150425 4255供暖效率%51.3874.91876單機燃料消耗量kWh292 567488.517天然氣耗量m3/hrs30.1358.5650.428設備單機造

7、價元/unit980,576.63980,576.639天然氣價格元/M3 1.571.571.810燃料成本元/hrs47.2091.7490.7511電價元/kWh0.660.6612發(fā)電收入元/hrs50.0948.1413 熱價元/kW0.21350.21350.213514熱收入元/hrs32.0390.7590.7515運行費用支出元/hrs3.423.28 16設備折舊周期hrs9000090000 17折舊費元/hrs9.819.8118 總收入元/hrs82.12138.8990.7519總支出元/hrs60.4295.029

8、0.7520毛利潤元/hrs21.7043.870.0021設備償還時間hrs451852235322預計年設備利用小時hrs45764576 23微燃機償還周期年9.874.8824節(jié)約開支元/年99,306.48200,743.05  -   微型燃氣輪機盡管造價比較高，每年平均可以節(jié)約10-20萬元人民幣，完全可以消除由于能源費用帶來的虧損問題。但是，就設備利用而言，供熱量越大，效率越高，經(jīng)濟性越好，所以最好由燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)設備擔任供熱的基本負荷。TG80 工況變化與設備投資回收關(guān)系分析回熱率%0102030405060708090100發(fā)

9、電機出力kW8080808080808080808080輸出電力kW 75.9075.6575.3975.1674.9374.64 74.3574.0373.7073.3272.94燃氣壓縮機用電 kW4.14.364.614.845.075.365.655.986.36.687.06發(fā)電效率%23.0421.6920.3419.3718.4017.3816.3615.4614.5613.7112.86排煙溫度oC278315 352389426 455484516547581 615余熱回收量kW 150.00183.00

10、216.00246.50277.00 300.00323.00347.50372.00398.50425.00供熱效率% 45.5352.2858.2863.3768.0169.6271.0772.3373.4774.2374.91熱電綜合出力kW225.90258.65291.39321.66351.93374.64397.35421.53445.70471.82497.94熱電綜合效率%68.5773.9878.6382.7486.4087.0087.4287.7988.0287.9387.76 燃料消耗量 mJ/hrs118612601334140

11、01466155116361730182319332043天然氣耗量m3/hrs3436.1338.2540.15 42.0444.4846.9149.5952.26 55.4158.56發(fā)電收入元/hrs50.0949.9349.7649.6149.4549.2649.0748.8648.6448.39 48.14供熱收入元/hrs32.0339.0846.1252.6359.1564.0668.9774.2079.4385.0990.75燃料成本元/hrs53.27 56.60 59.9362.8965.8669.6873.4977.688

12、1.8786.8191.74運營成本元/hrs 3.42 3.403.393.383.373.363.353.333.323.303.28小時收益元/hrs25.4429.0032.5635.9639.3740.2841.2042.0442.8843.3743.86 設備回收周期hrs3854433812301152726624909243422379923324228662260822356設備回收周期年8.427.396.585.965.445.325.205.105.004.944.892、 燃氣外燃機：外燃機體積更小，應用更為簡便易行。STM的價格每年都會

13、大幅度下降，2002年國際價格為1000美元/kW，2003年預計下降到800美元，2005年估計將會下降到500美元。STM公司計劃在2003年在中國生產(chǎn)這一設備，價格下降余地將會更大。   STM適用于大型游泳池的淋浴水加溫系統(tǒng)，或者小型游泳池的池水加溫?？梢?-4臺以上聯(lián)合使用，提高調(diào)節(jié)靈活性。由于發(fā)電效率高，大修周期更長，經(jīng)濟性更突出。外燃機全額設備價格燃氣外燃機2002年價格美元25,000.00 人民幣 207,000.00進口稅率%9.4增值稅率%17稅后人民幣264,955.86 運輸安裝調(diào)試人民幣 20,000.00

14、 合計人民幣284,955.86 外燃機經(jīng)濟性分析項目 單位 STM外燃機 燃氣鍋爐 造價 元 284,956 發(fā)電輸出功率 kW 25 0 發(fā)電效率 % 29.6  供熱功率 kW 44 44 供熱效率 % 52.1 85 熱電綜合效率 % 81.7 85 電價 元/kWh 0.66  電收入 元/hrs 16.5 熱價 元/kWh 0.2186 0.2186 熱水加熱費 元/hrs 9.62  9.62 單位維護費 元/kWh 0.045 維護成本 元/hrs 1.125 燃耗 kWh 84.46 51.76 小時天然氣消耗 m3 8.72

15、 5.34 天然氣價格 元/ m3 1.567 1.800 天然氣費用 元/hrs 13.66 9.62 折舊周期 hrs 100,000 折舊費 元/hrs 2.85 收入 元/hrs 26.12 9.6162 支出 元/hrs 17.63 9.6162 收益 元/hrs 8.49 0.00 年設備利用時間 hrs 4576 投資回收周期 7.34 節(jié)約開支 元/年 38,830.52 研究結(jié)論：   將游泳池項目采用微型燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)可以大幅度節(jié)約能源費用，經(jīng)濟效益明顯。采用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)環(huán)境效益也非常突出，微燃機的氮氧化物排放25ppm，外燃機8ppm，而燃氣鍋爐在150ppm以上。使用微型燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)需要一個社會化的服務系統(tǒng)，對安全運行提供保障和技術(shù)支持。目前，北京群鷹公司和北京燃氣集團正在籌建這類公司，為