分布式燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)調(diào)研

1、目 錄相關(guān)背景1分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456分布式能源系統(tǒng)相關(guān)背景u基本概念 近年來, 由于石化能源短缺, 提高能源的利用率成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。世界各國都相繼拓寬電力發(fā)展模式, 給予政策支持并發(fā)展分布式能源系統(tǒng)。 分布式能源系統(tǒng)是指設(shè)置在用戶處能夠提供能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換及相關(guān)服務(wù)的小型系統(tǒng)。它具有以下特點(diǎn):就地設(shè)置的小型系統(tǒng), 一般設(shè)置在住宅小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、商場、辦公大樓和工廠里, 系統(tǒng)的負(fù)荷一般為1kW 100MW。采用一種能源生產(chǎn)其他形式的能源。采用的一次能源范圍廣泛, 包括石化燃料、太陽能、水

2、力和生物質(zhì)能(沼氣、秸稈)。一般能夠同時(shí)提供冷、熱和電, 具有較高的能源利用率。生產(chǎn)的電(熱)能可以單獨(dú)供用戶使用, 也能夠接入城市電(熱)網(wǎng)。分布式能源系統(tǒng)相關(guān)背景u以燃?xì)鉃橐淮文茉吹姆植际侥茉刺攸c(diǎn)能源利用率高，經(jīng)濟(jì)效益巨大 燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)能實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，充分利用發(fā)電余熱，就地供熱、供電，可減少電力與熱力長距離輸送的損耗，能源綜合利用率在80以上，超過大型煤電發(fā)電機(jī)組一倍；同時(shí)節(jié)約電網(wǎng)、熱力管網(wǎng)輸送環(huán)節(jié)的投資費(fèi)用，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充，提高能源供應(yīng)安全性 燃?xì)廨斔筒灰资軞夂蛴绊?，可以就地?chǔ)存（LNG、CNG、地上或地下儲(chǔ)氣庫），城市或區(qū)域配有一定規(guī)模燃?xì)夥植际侥茉垂?/p>

3、電系統(tǒng)，自主發(fā)電能力提高，較單純依賴大電網(wǎng)供電系統(tǒng)具有更高的安全性。如2008年南方冰雪災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失1516.5億元，大部分是電網(wǎng)癱瘓?jiān)斐?。適度的發(fā)展燃?xì)夥植际诫娫纯商岣叩貐^(qū)能源供應(yīng)安全性。分布式能源系統(tǒng)相關(guān)背景u以燃?xì)鉃橐淮文茉吹姆植际侥茉刺攸c(diǎn)降低燃?xì)庖约半娋W(wǎng)調(diào)峰壓力，能源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ) 燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目可成為可中斷、可調(diào)節(jié)的發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)燃?xì)夂碗娏哂须p重“削峰填谷”作用。有效地緩解燃?xì)舛募痉骞炔?，提高夏季燃?xì)庠O(shè)施的利用效率，增強(qiáng)供氣系統(tǒng)安全性。同時(shí)減少電力設(shè)備的峰值裝機(jī)容量以及燃?xì)鈨?chǔ)氣設(shè)施的投資，有效降低電網(wǎng)以及燃?xì)夤芫W(wǎng)的運(yùn)行成本。環(huán)境保護(hù)效益 采用燃?xì)鉃橐淮文茉吹姆植际侥茉聪到y(tǒng)，可大幅

4、度減少二氧化碳等污染物排放。”十二五規(guī)劃”預(yù)計(jì)的天然氣分布式能源裝機(jī)5000萬千瓦，相當(dāng)于可以減少1億千瓦燃煤裝機(jī)，相當(dāng)于減少消耗2億噸煤炭，減排4億噸二氧化碳。國家對(duì)分布式能源政策相關(guān)背景u燃?xì)夥植际侥茉凑?2011年10月9日，國家發(fā)改委、財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布天然氣分布式能源指導(dǎo)意見，提出： 天然氣分布式能源在我國已具備大規(guī)模發(fā)展的條件，將以提高能源綜合利用效率為首要目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排任務(wù)為工作抓手，重點(diǎn)在能源負(fù)荷中心建設(shè)區(qū)域分布式能源系統(tǒng)和樓宇分布式能源系統(tǒng)。包括城市工業(yè)園、旅游集中服務(wù)區(qū)、生態(tài)園區(qū)、大型商業(yè)設(shè)施等，在條件具備的地方結(jié)合太陽能、風(fēng)能、地源熱泵等再

5、生能源進(jìn)行綜合利用。國家對(duì)分布式能源政策相關(guān)背景u未來10年規(guī)劃 “十二五”初期啟動(dòng)一批天然氣分布式能源示范項(xiàng)目，“十二五”期間建設(shè)1000 個(gè)左右天然氣分布式能源項(xiàng)目，并擬建設(shè)10個(gè)左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域。未來10年內(nèi)在分布式能源裝備核心能力和產(chǎn)品研制應(yīng)用方面取得實(shí)質(zhì)性突破。初步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分布式能源裝備產(chǎn)業(yè)體系。 2015 年前完成天然氣分布式能源主要裝備研制。通過示范工程應(yīng)用，當(dāng)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到500萬千瓦，解決分布式能源系統(tǒng)集成，裝備自主化率達(dá)到60%；當(dāng)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1000萬千瓦，基本解決中小型、微型燃?xì)廨啓C(jī)等核心裝備自主制造，裝備自主化率達(dá)到90%。到2020年

6、，在全國規(guī)模以上城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5000萬千瓦，初步實(shí)現(xiàn)分布式能源裝備產(chǎn)業(yè)化。目 錄相關(guān)背景1分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456燃?xì)獍l(fā)電概述分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念 燃?xì)獍l(fā)電是指以燃?xì)庾鳛橐淮文茉?，?qū)動(dòng)各種發(fā)動(dòng)機(jī)做功，最終產(chǎn)生電能的一種發(fā)電方式。燃?xì)獍l(fā)電能夠作為最穩(wěn)定的分布式供能方式，優(yōu)秀的冷熱電三聯(lián)供發(fā)電系統(tǒng)能夠把燃?xì)獍l(fā)電的有效率提高到95%以上。 燃?xì)獍l(fā)電所需的可燃?xì)怏w主要包括：天然氣：從地層中開采，以甲烷為主。天然氣熱值約850010000千卡/立方米，是最主要、也是最清潔高能

7、的燃?xì)獍l(fā)電燃料。沼氣：是碳水化物在微生物的作用下產(chǎn)生的，其可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳等氣體，熱值約5000千卡/立方米。煤氣：又叫瓦斯，來源較多，包括焦?fàn)t煤氣、爐煤氣、水煤氣等，其成分主要為一氧化碳以及甲烷、氫氣等氣體，熱值約3500千卡/立方米。秸稈氣：以空氣為氣化劑對(duì)秸稈進(jìn)行氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，其主要成分為氮?dú)狻⒁谎趸?、氫氣以及少量甲烷等氣體。由于氮?dú)夂枯^高，其熱值較低，約1400千卡/立方米。燃?xì)獍l(fā)電的類型分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念u燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組是發(fā)動(dòng)機(jī)利用可燃?xì)怏w作為燃料，將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電能的裝置。它由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制

8、系統(tǒng)（控制屏）三部分組成，它是一種由燃料內(nèi)能發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)能（與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪端軸聯(lián)的旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)能）發(fā)電機(jī)定子電能的轉(zhuǎn)換裝置。 作為動(dòng)力部分的發(fā)動(dòng)機(jī)是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的核心部分，目前主要的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備有：燃?xì)廨啓C(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、燃?xì)馔馊紮C(jī)等。 發(fā)電機(jī)一般采用同步發(fā)電機(jī)或永磁高速同步發(fā)電機(jī)。燃?xì)獍l(fā)電的類型分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念u燃料電池 燃料電池是一種主要透過氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的電池。而最常見的燃料為氫氣，一些碳?xì)浠衔锢缣烊粴庖喑Ｗ魅剂鲜褂?。燃料電池有別于原電池，因?yàn)樾枰g定的氧和燃料來源，以確保其運(yùn)作供電。此電池可以提供不間斷的穩(wěn)定電力，直至

9、燃料耗盡。 燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和水，因不需推動(dòng)渦輪等發(fā)電設(shè)備，也不需將水加熱至水蒸氣再經(jīng)散熱變回水，所以能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)70%左右，比一般發(fā)電方法高出30%以上；而且燃料電池的二氧化碳排放量比一般發(fā)電方式低許多，水又是無害的產(chǎn)生物，因而是一種低污染性的能源。燃?xì)獍l(fā)電的類型分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念u燃料電池 燃料電池是一種主要透過氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的電池。而最常見的燃料為氫氣，一些碳?xì)浠衔锢缣烊粴庖喑Ｗ魅剂鲜褂?。燃料電池有別于原電池，因?yàn)樾枰g定的氧和燃料來源，以確保其運(yùn)作供電。此電池可以提供不間斷的穩(wěn)定電力，直至燃料耗

10、盡。 燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和水，因不需推動(dòng)渦輪等發(fā)電設(shè)備，也不需將水加熱至水蒸氣再經(jīng)散熱變回水，所以能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)70%左右，比一般發(fā)電方法高出30%以上；而且燃料電池的二氧化碳排放量比一般發(fā)電方式低許多，水又是無害的產(chǎn)生物，因而是一種低污染性的能源。分布式燃?xì)獍l(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念u技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)分布式燃?xì)獍l(fā)電占地小，一般的樓宇建筑內(nèi)或地下室均可。分布式燃?xì)獍l(fā)電一般由各單位籌建，因?yàn)楣こ绦?，造價(jià)不高，建設(shè)資金自籌易解決，政府只要出臺(tái)支持發(fā)展的政策，其他如資金、設(shè)備和管理等問題都會(huì)自行解決。分布式燃?xì)獍l(fā)電實(shí)現(xiàn)了自備電源，減小了大電網(wǎng)的供電壓力。發(fā)電

11、、輸電、配電的基建投資大量減少。而且由于是就地轉(zhuǎn)換、就地供應(yīng)，沒有中間環(huán)節(jié)的損耗，其用戶端能源利用效率大大提高，節(jié)約了資源。分布式燃?xì)獍l(fā)電的發(fā)電成比電網(wǎng)的售電價(jià)低，因而有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。小型燃?xì)廨啓C(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)馔馊紮C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)污染排放低，環(huán)保效益好。分布式燃?xì)獍l(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念u不足之處機(jī)組容量小，單位能耗高，單位千瓦造價(jià)高。分布式燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)麻雀雖小、五臟俱全，專業(yè)性較強(qiáng)，而籌建單位往往是“門外漢”，運(yùn)行、維護(hù)較困難。夜間低負(fù)荷時(shí)分布式燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)如何運(yùn)行，如何實(shí)現(xiàn)全年生活熱水供應(yīng)等問題還需深入思考；對(duì)于實(shí)施峰谷電價(jià)的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)性還需詳細(xì)計(jì)算。分布式燃?xì)獍l(fā)電的聯(lián)合供

12、能分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念 目前分布式燃?xì)獍l(fā)電最高效的供能方式為冷熱電三聯(lián)供（CCHP)，它是傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）的一種進(jìn)化和發(fā)展，它以機(jī)組更加小型化、分散化的形式布置在用戶附近，以能量的梯級(jí)利用為基礎(chǔ)，同時(shí)向用戶輸出冷、熱、電能，使能量達(dá)到更高的利用率。它從二十世紀(jì)八十年代開始興起發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)成為一種技術(shù)成熟的能源供應(yīng)方式。 據(jù)美國對(duì)商用樓宇終端能源的消費(fèi)統(tǒng)計(jì)，采暖用能占22%，熱水供應(yīng)占7%，制冷空調(diào)用能占18%；普通熱電聯(lián)產(chǎn)只能解決建筑29%的用能及提供電力供應(yīng)，而冷熱電三聯(lián)供可以提供47%的用能及電力。因此冷熱電三聯(lián)供被視為21世紀(jì)最具經(jīng)濟(jì)潛力的組合方式。同時(shí)，天然氣作為一種清潔、

13、高效的能源，是我國政府推動(dòng)能源優(yōu)質(zhì)化的重點(diǎn)領(lǐng)域。西氣東輸工程的竣工標(biāo)志著中國天然氣時(shí)代的開始，為燃?xì)饫錈犭娙?lián)供提供了資源基礎(chǔ)。目 錄相關(guān)背景1分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9583.11999氣體燃料發(fā)電機(jī)組通用技術(shù)條件 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣體燃料發(fā)電機(jī)組的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝及貯運(yùn)等要求。適用于0.5800kW燃燒天然氣、煤氣、沼氣等氣體及其與柴油混合燃燒的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)交流工頻發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)組。JB/T 10629-2006 燃?xì)鈾C(jī)通用技術(shù)條

14、件和試驗(yàn)方法 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃?xì)鈾C(jī)的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝及貯運(yùn)。適用于燃用各種氣體燃料的非道路用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收。GB/T 1147.1-2007 中小功率內(nèi)燃機(jī) 第1部分：通用技術(shù)條件 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了中小功率內(nèi)燃機(jī)的性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝及貯運(yùn)等。適用于道路車輛、船舶、農(nóng)用拖拉機(jī)、林業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)組、排灌機(jī)械用中小功率內(nèi)燃機(jī)，其他未被列入的中小功率內(nèi)燃機(jī)可參照?qǐng)?zhí)行。國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2820 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)由往復(fù)式內(nèi)燃（RIC）發(fā)動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、控制裝置、開關(guān)裝置和輔助設(shè)備組成

15、的發(fā)電機(jī)組的用途、性能、技術(shù)條件和設(shè)計(jì)、試驗(yàn)方法、安全裝置等各方面進(jìn)行了規(guī)定。適用于由陸用和船用RIC發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組，不適用于航空或驅(qū)動(dòng)陸上車輛和機(jī)車的發(fā)電機(jī)組。對(duì)于某些特殊用途（例如必要的醫(yī)院供電、高層建筑等等）和其他型式的往復(fù)式原動(dòng)機(jī)（例如沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)），以該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定作為基礎(chǔ)。GB/T 15548-2008 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相同步發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相同步發(fā)電機(jī)的型式、基本參數(shù)與尺寸、技術(shù)要求、檢驗(yàn)規(guī)則、試驗(yàn)方法以及標(biāo)志、包裝和質(zhì)量保證期。適用于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相同步發(fā)電機(jī)。國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 5884-1

16、991 燃?xì)廨啓C(jī)控制與保護(hù)系統(tǒng) 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃?xì)廨啓C(jī)控制與保護(hù)系統(tǒng)的基本要求和選用依據(jù)。適用于發(fā)電和工業(yè)驅(qū)動(dòng)用的開式、閉式和半閉式循環(huán)的燃?xì)廨啓C(jī)控制與保護(hù)。JB/T 7822-1995 燃?xì)廨啓C(jī)電氣設(shè)備通用技術(shù)條件 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了與燃?xì)廨啓C(jī)配套使用的電氣設(shè)備(除控制設(shè)備外)的通用技術(shù)條件。適用于發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)裝置，對(duì)于機(jī)械驅(qū)動(dòng)用燃?xì)廨啓C(jī)裝置亦可參照采用。CJJ 145-2010 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)程該規(guī)程為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適用于以燃?xì)鉃橐淮文茉?，發(fā)電機(jī)總?cè)萘啃∮诨虻扔?5MW，新建、改建、擴(kuò)建的供應(yīng)冷、熱、電能的分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和運(yùn)行管理。國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 與

17、燃?xì)廨啓C(jī)與內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的國外標(biāo)準(zhǔn)較多，包括美國、英國、法國、德國、日本等國家都有各自的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)也較多。比較重要的國外標(biāo)準(zhǔn)包括：ISO-3977 燃?xì)廨啓C(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)IEC60034-2009 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)ANSI B133 燃?xì)廨啓C(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)，包括燃?xì)廨啓C(jī)的控制和保護(hù)系統(tǒng)、電氣設(shè)備、同步發(fā)電機(jī)等ASME PTC17 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)DIN 4342 燃?xì)廨啓C(jī)-標(biāo)準(zhǔn)參考條件、標(biāo)準(zhǔn)功率、性能數(shù)據(jù)目 錄相關(guān)背景1分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 發(fā)電機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)

18、連軸，高溫燃?xì)馔苿?dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電力。發(fā)電機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)有兩種連接方式：一種是直接連接，即單軸系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)采用永磁高速同步發(fā)電機(jī)；另一種通過減速齒輪連接，即分軸系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)采用普通的同步發(fā)電機(jī)。u燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電原理燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 右圖表示了燃?xì)廨啓C(jī)的簡單工作過程：空氣從空氣入口進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)把空氣壓縮為高壓空氣，其流向見淺藍(lán)色箭頭線；燃料在燃燒室燃燒，產(chǎn)生高溫高壓空氣，高溫高壓空氣膨脹推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)做功；做功后的氣體從排氣口排出，其流向見紅色箭頭線。u燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率能達(dá)到30%，熱效率達(dá)

19、到40%，綜合效率超過70%。燃?xì)廨啓C(jī)利用壓氣機(jī)進(jìn)氣導(dǎo)葉的開度來調(diào)節(jié)空氣進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)的范圍為70%100%。當(dāng)負(fù)荷小于70%的時(shí)候，只能通過控制燃?xì)夤┙o量來控制燃?xì)廨啓C(jī)的出力。所以燃?xì)廨啓C(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，發(fā)電效率大幅度下降，帶50%負(fù)荷時(shí)發(fā)電效率將下降68%左右、熱效率下降1015%，故燃?xì)廨啓C(jī)不適宜于帶部分負(fù)荷運(yùn)行。 燃?xì)廨啓C(jī)的起動(dòng)時(shí)間較短，大型的燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)時(shí)間一般不超過1小時(shí)，最快的微型燃?xì)廨啓C(jī)，從起動(dòng)到帶滿負(fù)荷不超過2分鐘。燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)于燃料的適應(yīng)性比較強(qiáng)，能夠使用各種高含氫低熱值和氣體含雜質(zhì)較多的劣質(zhì)燃料，含硫、含塵高一點(diǎn)問題都不大；且發(fā)電出力一般不會(huì)減少，甚至因?yàn)槿剂线M(jìn)氣量增加而有所增

20、加；此外，燃?xì)廨啓C(jī)功率密度大體積小，比較適合再移動(dòng)，便于轉(zhuǎn)移運(yùn)行現(xiàn)場。u燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行特性燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u適用于分布式燃?xì)獍l(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)小型燃?xì)廨啓C(jī) 主要指額定功率在300kW-15MW的采用渦流式技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)。其特點(diǎn)是堅(jiān)固可靠，應(yīng)用極為廣泛?？梢宰鳛楣潭娫椿蛞苿?dòng)電源，可用于熱電聯(lián)產(chǎn)，也可與余熱溴化鋰機(jī)組組成熱電冷聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，還可以直接提供工業(yè)動(dòng)力或組合成動(dòng)力熱力聯(lián)合循環(huán)，以及應(yīng)用于交通動(dòng)力設(shè)備等等。 小型燃?xì)廨啓C(jī)極為適合于工業(yè)和大型建筑的自備熱電設(shè)施，可作為工廠的熱電設(shè)施，當(dāng)用電大用熱少時(shí)，可以采用燃?xì)廨啓C(jī)-背壓機(jī)同軸聯(lián)合循環(huán)；當(dāng)用電小用熱大時(shí)，可以采用余熱鍋爐補(bǔ)燃

21、技術(shù)，能夠適應(yīng)各種需求變化。目前的小型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組大修周期在3-4萬小時(shí)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。調(diào)峰能力強(qiáng)，機(jī)組能夠自動(dòng)跟蹤頻率，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)（自備電源）運(yùn)行，燃機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)10000轉(zhuǎn)/分，電力品質(zhì)甚至能超過普通中、低壓配電網(wǎng)。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理微型燃?xì)廨啓C(jī) 主要指25-300kW采用軸流技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)?；驹硎峭ㄟ^一個(gè)精密鑄造的葉輪和永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，葉輪一側(cè) 為壓縮機(jī)，另一側(cè)為燃燒室和動(dòng)力葉片，來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。轉(zhuǎn)子的速度為每分鐘6-15萬轉(zhuǎn)，為了減少阻力，轉(zhuǎn)子是浮在空氣軸襯上運(yùn)行。 與傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于采用了空氣軸承和向心式透平以及離心式壓氣機(jī)

22、。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電原理和傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)相似，只是多了一個(gè)回?zé)嵫h(huán)。 回?zé)嵫h(huán)的熱交換器為選裝設(shè)備，回?zé)嵫h(huán)發(fā)電效率為25-28%，排煙溫度300以下，熱電綜合效率75%左右。不使用回?zé)崞靼l(fā)電效率14-16%左右，排煙溫度在600以上，熱電綜合效率85%。微型燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)簡單，由于采用空氣軸承，整套系統(tǒng)只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，連續(xù)運(yùn)行可靠率高達(dá)99.99%，平均每年的停機(jī)檢修時(shí)間不超過2小時(shí)。整機(jī)由空氣冷卻，不需要潤滑系統(tǒng)和冷卻劑，保養(yǎng)間隔長，維護(hù)成本低。其使用壽命達(dá)到20年。微型燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)一般是指活塞式內(nèi)燃

23、機(jī)，包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)最為普遍。根據(jù)所用燃料的不同，內(nèi)燃機(jī)主要有汽油機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)、乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)等。 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)主要使用天然氣、液化石油氣、煤氣等可燃?xì)怏w作為燃料。 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電原理和燃?xì)廨啓C(jī)相似，燃?xì)饨?jīng)管道送入燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行燃燒做功帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)熱量回收、質(zhì)量控制設(shè)施通過煙囪排入大氣。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)工作原理 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)一般采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。一般包含5大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的比較燃?xì)鈨?nèi)

24、燃機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)相比，其規(guī)格更齊全，市場上從幾千瓦到數(shù)十兆瓦都有銷售，同等規(guī)格的內(nèi)燃機(jī)比燃?xì)廨啓C(jī)便宜。燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率比燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組更高，發(fā)電效率能達(dá)到40%，熱效率40%，綜合效率超過80%。燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)快，在突然停電的情況下，啟動(dòng)機(jī)組只需要很少的輔助電力，通常只要蓄電池就足夠了。內(nèi)燃機(jī)的部分負(fù)荷運(yùn)行性能較燃?xì)廨啓C(jī)好，當(dāng)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組在50%負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，其綜合效率只比滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)低5-8%。但是內(nèi)燃機(jī)燃燒低熱值燃料時(shí)，機(jī)組出力明顯下降，一臺(tái)燃燒低熱值8000大卡/立方米天然氣燃料的500千瓦級(jí)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組，在使用低熱值4000大卡/立方米的焦化煤氣時(shí)，出力可能下降到

25、350400kW左右。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的比較內(nèi)燃機(jī)需要頻繁更換機(jī)油和火花塞，消耗材料比較大，也影響到設(shè)備的可用性和可靠性兩個(gè)主要設(shè)備利用指標(biāo)，對(duì)設(shè)備利用率影響比較大，有時(shí)不得不采取增加發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的辦法，來消除利用率低的影響。內(nèi)燃機(jī)對(duì)燃?xì)馇鍧嵍纫蟊热細(xì)廨啓C(jī)高，對(duì)燃?xì)庵械乃肿雍亢土蚧瘹涞缺容^敏感，可能導(dǎo)致硫化氫和水形成硫酸腐蝕問題，需要對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行清潔過濾。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)馔馊紮C(jī) 燃?xì)馔馊紮C(jī)，又稱斯特林機(jī)、熱氣機(jī)，是一種閉式循環(huán)往復(fù)活塞式外燃機(jī)。 外燃機(jī)可用氫、氮、氦或空氣等作為工質(zhì)，按斯特林循環(huán)工作。與內(nèi)燃機(jī)不同的是：它的

26、工作氣體是封閉在機(jī)器內(nèi)的，并在各腔室間循環(huán)，反復(fù)使用。在外然機(jī)封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)（氫氣或氦氣），氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹作功。燃料在氣缸外的燃燒室?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。 斯特林機(jī)一般由燃燒系統(tǒng)、熱端部件（加熱器，回?zé)崞鳎⒗涠瞬考ɡ鋮s器，冷卻系統(tǒng)）、傳動(dòng)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)組成。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)馔馊紮C(jī)的特點(diǎn)燃料的多樣性：可以使用各種燃料，包括液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)燃料。因?yàn)槿紵^程連續(xù)，而且是在缸外接近于大氣壓力的狀態(tài)下進(jìn)行，所以對(duì)燃料品質(zhì)要求不高。同時(shí)，斯特林機(jī)也可

27、用來回收各種分散或低品位的熱能。發(fā)電效率較高：實(shí)際燃?xì)馔馊话l(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率一般為25%35%，最高可達(dá)到47%，在部分負(fù)荷下斯特林機(jī)仍可達(dá)35%的發(fā)電效率。但是熱效率不高，熱量損失是內(nèi)燃機(jī)的2-3倍。外燃機(jī)一般功率較小，從幾百瓦到數(shù)十千瓦不等。排氣污染少，噪音低：外燃機(jī)的燃燒過程是連續(xù)的，空氣燃燒比變化對(duì)效率影響很小，而對(duì)功率幾乎沒有影響，發(fā)動(dòng)機(jī)可以在足夠的過量空氣下運(yùn)轉(zhuǎn)。外燃機(jī)氣缸內(nèi)壓力是按照正弦規(guī)律變化的，機(jī)內(nèi)工質(zhì)壓力變化平緩，因而不會(huì)產(chǎn)生燃燒爆炸和排氣波。另外，外然機(jī)沒有氣閥機(jī)構(gòu)且運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，因而沒有氣閥的沖擊和活塞的敲缸聲等，噪音一般比內(nèi)燃機(jī)低15-20dB。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電

28、的技術(shù)原理u燃?xì)馔馊紮C(jī)的特點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)特性好：外然機(jī)氣缸中的壓力變化平穩(wěn)，最大和最小壓力之比一般為2.0左右，因此扭矩均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速變化范圍大，最大與最小轉(zhuǎn)速的比值一般為810（內(nèi)燃機(jī)為35）。外然機(jī)的超負(fù)荷能力很大，能在超過額定負(fù)荷50%的情況下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而內(nèi)燃機(jī)只能超載15%。外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是出力和效率不受海拔高度影響，因此非常適合于高海拔地區(qū)使用。工藝有待改進(jìn)，尚未大量使用：外燃機(jī)雖然零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少40%左右，且潤滑系統(tǒng)與大氣隔絕不受燃燒產(chǎn)物污染、潤滑油消耗量很少；但是，外燃機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造工藝要求高，制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調(diào)節(jié)控制

29、系統(tǒng)較復(fù)雜，機(jī)器較為笨重。因此其推廣應(yīng)用受到一定限制。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃料電池的發(fā)電原理 燃料電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由陰極、陽極、電解質(zhì)幾個(gè)基本單元構(gòu)成。燃料（氫氣、天然氣等）在陽極催化劑的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，生成陽離子并給出自由電子；氧化物（通常為氧氣）在陰極催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子并產(chǎn)生陰離子；陽極產(chǎn)生的陽離子或者陰極產(chǎn)生的陰離子通過質(zhì)子導(dǎo)電而電子絕緣的電解質(zhì)運(yùn)動(dòng)到相對(duì)應(yīng)的另外一個(gè)電極上，生成反應(yīng)產(chǎn)物并隨未反應(yīng)完全的反應(yīng)物一起排到電池外，與此同時(shí)，電子通過外電路由陽極運(yùn)動(dòng)到陰極，使整個(gè)反應(yīng)過程達(dá)到物質(zhì)的平衡與電荷的平衡，外部用電器就獲得了燃料

30、電池所提供的電能。陽極陰極電 解 質(zhì)陽 離 子陰 離 子燃 料氧 化 劑產(chǎn) 出 氣 體產(chǎn) 出 氣 體負(fù) 載e燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃料電池的類型 依據(jù)電解質(zhì)不同，燃料電池分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸 型 燃 料 電 池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化 物 燃 料 電 池（SOFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）等。其中屬于堿性燃料電池的只有AFC一種，而其余的燃料電池均屬于酸性燃料電池。簡稱燃料電池類型電解質(zhì)工作溫度（）電化學(xué)效率燃料、氧化劑功率輸出AFC堿性堿性燃料電池燃料電池氫氧化鉀溶液氫氧化鉀溶液室溫室溫-9060-70%氫氣、氧氫氣、氧氣氣

31、300W-5KWPEMFC質(zhì)子交換膜質(zhì)子交換膜燃料電池燃料電池質(zhì)子交換膜質(zhì)子交換膜室溫室溫-8040-60%氫氣、氧氫氣、氧氣（或空氣（或空氣）氣）1KWPAFC磷酸磷酸燃料電池燃料電池磷酸磷酸160-22055%天然氣、天然氣、沼氣、雙沼氣、雙氧水、空氧水、空氣氣200KWMCFC熔融碳酸鹽熔融碳酸鹽燃料電池燃料電池堿金屬碳酸鹽堿金屬碳酸鹽熔融混合物熔融混合物620-66065%天然氣、天然氣、沼氣、煤沼氣、煤氣、雙氧氣、雙氧水、空氣水、空氣2MW-10MWSOFC固體氧化物固體氧化物燃料電池燃料電池氧離子氧離子導(dǎo)電陶瓷導(dǎo)電陶瓷800-100060-65%天然氣、天然氣、沼氣、煤沼氣、煤氣、

32、雙氧氣、雙氧水、空氣水、空氣100KW燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃料電池的特點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化效率高：直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。電能轉(zhuǎn)換效率最高能達(dá)到70%。有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低：CO2排放因能量轉(zhuǎn)換效率高而大幅度降低，無機(jī)械振動(dòng)。燃料適用范圍廣：氫氣、天然氣、沼氣、煤氣等。積木化強(qiáng)：規(guī)模及安裝地點(diǎn)靈活，燃料電池電站占地面積小，建設(shè)周期短，電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池?zé)o論作為集中電站還是分布式發(fā)電都非常合適。燃?xì)獍l(fā)電原理分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃料電池的特點(diǎn)負(fù)荷響應(yīng)快，運(yùn)行質(zhì)量高：燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就

33、可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負(fù)荷可以很近，從而改善了地區(qū)頻率偏移和電壓波動(dòng)，降低了現(xiàn)有變電設(shè)備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路損失。實(shí)際應(yīng)用存在瓶頸：燃料電池造價(jià)偏高；起動(dòng)速度尚不及內(nèi)燃機(jī)引擎；氫化合物燃料均需經(jīng)過轉(zhuǎn)化器、一氧化碳氧化器處理產(chǎn)生純氫氣后，方可供現(xiàn)今的燃料電池利用，這些設(shè)備亦增加燃料電池系統(tǒng)之投資額；目前的氫氣儲(chǔ)存技術(shù)需消耗大量的電能，尚需改進(jìn)。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán) 以燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)為前置循環(huán)、以蒸汽輪機(jī)循環(huán)為后置循環(huán)所組成的一個(gè)整體的熱力循環(huán)，統(tǒng)稱為“燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)”，簡稱為“聯(lián)合循環(huán)”。聯(lián)合循環(huán)能夠合理地梯級(jí)利用能

34、源，具有提高機(jī)組效率、同時(shí)增大其功率的功能，它是當(dāng)今能源利用方式中比較先進(jìn)的技術(shù)。 循環(huán)發(fā)電機(jī)組的工作原理是：經(jīng)過加熱后的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室，與壓氣機(jī)壓入的高壓空氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣流推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)旋轉(zhuǎn)做功。從燃?xì)廨啓C(jī)排出的氣體溫度高達(dá)600攝氏度，進(jìn)入余熱鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)做功。燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)同時(shí)旋轉(zhuǎn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán) 燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相互連接同軸旋轉(zhuǎn)的，稱為單軸系統(tǒng)；燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)，各自一個(gè)軸系，稱為多軸

35、系統(tǒng)。 對(duì)于30萬千瓦以上的大型聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，一般采用單軸系統(tǒng)。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán) 20萬千瓦以下的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組一般采用多軸系統(tǒng)。在分布式燃?xì)獍l(fā)電中，小型燃?xì)廨啓C(jī)和小型蒸汽輪機(jī)組成的循環(huán)發(fā)電機(jī)組一般都是采用多軸系統(tǒng)。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)有較高的熱效率：聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率可以達(dá)到45%50%，一些大型機(jī)組甚至可以超過55。在同等功率條件下效率要比蒸汽輪發(fā)電機(jī)組高出15%以上。環(huán)保性能好，對(duì)環(huán)境的污染少：聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組CO、NOx排放少，沒有灰渣、無需灰渣排放。 投資?。耗壳懊壳叩耐顿Y

36、費(fèi)用僅為蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的一半左右。 建設(shè)周期短：可以分階段建設(shè)，首先建設(shè)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，再建聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，從而使資金利用最大效率化。占地少、用水少：占地面積小，適合在城市里建設(shè)，用水量一般僅常規(guī)蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的三分之一左右。 運(yùn)行方式靈活：大型機(jī)組可用于調(diào)峰運(yùn)行；小型機(jī)組應(yīng)用于分布式發(fā)電時(shí)，可作為孤網(wǎng)運(yùn)行的主電源，運(yùn)行可靠，供電質(zhì)量高。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng) 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是一種根據(jù)能量品位進(jìn)行梯級(jí)利用的綜合產(chǎn)、用能的先進(jìn)的分布式能源系統(tǒng)。系統(tǒng)安裝于最終用戶端附近，首先利用一次能源驅(qū)動(dòng)各種發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，再通過各種余熱利用設(shè)

37、備（吸收式制冷機(jī)、吸附式制冷機(jī)、余熱鍋爐、干燥除濕設(shè)備、換熱器等）對(duì)余熱進(jìn)行回收利用，同時(shí)向用戶提供電力、制冷、采暖、生活熱水等，綜合用能效率可達(dá)90%以上。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng) 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)省能源，與常規(guī)供能相比節(jié)能率超過30%；排放量小、低碳環(huán)保；經(jīng)濟(jì)性好，由于系統(tǒng)靠近用戶端，減少冷熱電的輸送損失及管網(wǎng)不平衡損失，提高用能的利用效率，目前天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)一般710年左右即可收回投資；燃?xì)馊?lián)供系統(tǒng)可以有效地緩解天然氣冬夏季峰谷差，提高燃?xì)庠O(shè)施的利用效率，同時(shí)減少電力設(shè)備的峰值裝機(jī)容量。 按照供應(yīng)范圍三聯(lián)供系統(tǒng)可以分為區(qū)域型和樓宇型兩種： 區(qū)域型-

38、系統(tǒng)主要是針對(duì)各種工業(yè)、商業(yè)或科技園區(qū)等較大的區(qū)域，設(shè)備一般采用容量較大的機(jī)組，還要考慮冷熱電供應(yīng)的外網(wǎng)設(shè)備，往往是需要建設(shè)獨(dú)立的能源供應(yīng)中心； 樓宇型-主要是針對(duì)具有特定功能的建筑物，如寫字樓、商廈、醫(yī)院及某些綜合性建筑所建設(shè)的冷熱電供應(yīng)系統(tǒng)，一般僅需容量較小的機(jī)組，機(jī)房往往布置在建筑物內(nèi)部，不需考慮外網(wǎng)建設(shè)。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u三聯(lián)供的系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)最核心的兩個(gè)設(shè)備是：熱電轉(zhuǎn)換裝置和熱冷轉(zhuǎn)換裝置。熱電轉(zhuǎn)換裝置包括前述的小型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、斯特林機(jī)發(fā)電機(jī)組、小型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組以及燃料電池；熱冷轉(zhuǎn)換裝置包括吸收式制冷機(jī)和

39、吸附式制冷機(jī)。 余熱鍋爐等換熱設(shè)備動(dòng)力設(shè)備熱 驅(qū) 動(dòng)制冷機(jī)組電 驅(qū) 動(dòng)制冷機(jī)組燃料電控設(shè)備公共電網(wǎng)電負(fù)荷需求冷負(fù)荷需求熱負(fù)荷需求余熱回收系統(tǒng)用電設(shè)備燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 用于冷熱電三聯(lián)產(chǎn)的吸收式制冷機(jī)常用的吸收劑為溴化鋰、制冷劑為水。 吸收式制冷機(jī)通過消耗熱能將液體蒸發(fā)來持續(xù)不斷的制冷，其特點(diǎn)是：可以利用各種熱能（蒸氣、廢熱、余熱、燃油、燃?xì)獾龋?qū)動(dòng)；可以大量節(jié)約用電；結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)部件少，安全可靠；對(duì)環(huán)境和大氣臭氧層無害。溴化鋰吸收式制冷機(jī)一般只能制取0攝氏度以上的冷水，因而多用于空調(diào)系統(tǒng)；它還可以作為熱泵，回收廢熱水的熱量，制取高溫水，用于采暖等場合。根據(jù)熱能來源的不同

40、，溴化鋰吸收式制冷機(jī)可分為熱水型、蒸汽型、煙氣型、補(bǔ)燃型、直燃型等。吸收式制冷機(jī)燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 吸附式制冷屬于間歇制冷，吸附器處于吸附過程中產(chǎn)生冷效應(yīng)，吸附結(jié)束后必須有一個(gè)解析過程使吸附劑狀態(tài)還原，這時(shí)將停止制冷。 吸附式制冷系統(tǒng)與吸收式制冷系統(tǒng)相比較，其適用的熱源溫區(qū)范圍較大，沒有制冷劑的結(jié)晶和腐蝕問題，可用于空調(diào)、制冰以及熱泵等一些余熱可資利用場合。但是吸附式制冷的出力較小，循環(huán)周期較長，實(shí)用化受到了一定的限制。 目前在冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)中，一般采用吸收式制冷機(jī)。吸附式制冷機(jī) 吸附式制冷機(jī)的制冷原理是：一定的固體吸附劑對(duì)某種制冷劑氣體具有吸附作用。吸附能力隨吸附溫度

41、的不同而不同。周期性地冷卻和加熱吸附劑，使之交替吸附和解析。解析時(shí)，釋放出制冷劑氣體，并使之凝為液體；吸附時(shí)，制冷劑液體蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷作用。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u三聯(lián)供系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 小型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)一般有兩種形式，一種采用余熱鍋爐，適用于2兆瓦以上機(jī)組；另一種直接利用燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣，適用于2兆瓦以下的機(jī)組。小型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)蒸汽型吸收式制冷機(jī)供熱供冷透平燃燒室 燃料發(fā)電機(jī) 供電壓氣機(jī) 空氣 （蒸汽或熱水）排氣余熱鍋爐燃料燃?xì)廨啓C(jī)排氣 空氣 供冷燃?xì)廨啓C(jī)排氣燃燒室 燃料發(fā)電機(jī) 供電供熱燃料壓氣機(jī) 透平排氣煙氣型吸收式冷熱水機(jī)組燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)

42、電的技術(shù)原理 微型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)非常適合安裝于樓宇場合。 微型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)其余熱回收形態(tài) 一 般 為 2 5 0 -650煙氣。微型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng) 燃燒室 壓氣機(jī) 透平燃料發(fā)電機(jī) 供電煙氣型吸收式冷熱水機(jī)組燃料回?zé)崞鞴峁├渑艢饪諝饪諝馊細(xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 小型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)適用于5兆瓦以上機(jī)組，能夠?yàn)檩^大的區(qū)域提供制冷和供熱。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng) 余熱鍋爐排氣空氣 燃料燃?xì)廨啓C(jī)排氣燃燒室 壓氣機(jī) 透平燃料發(fā)電機(jī) 蒸汽型吸收式制冷機(jī)換熱器供熱供冷汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 供電供電燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的

43、技術(shù)原理 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)其余熱回收形態(tài)包括400-600煙氣以及80-100套缸水。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)燃料供熱供電煙氣型吸收式冷熱水機(jī)組供冷發(fā)電機(jī) 排氣供熱缸套水循環(huán)回路換熱器內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)排氣燃料 供電熱水型吸收式制冷機(jī)組排氣供冷內(nèi)燃機(jī) 發(fā)電機(jī) 供熱換熱器回水缸套水內(nèi)燃機(jī)排氣缸套水換熱器排氣換熱器燃料燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 斯特林機(jī)的功率一般較小，一般采用熱電聯(lián)供型式，制冷由直燃機(jī)單獨(dú)完成。 未來隨著小型余熱型固體吸附式制冷技術(shù)的成熟，斯特林機(jī)與吸附式制冷機(jī)的組合在三聯(lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用值得期待。燃?xì)馔馊紮C(jī)驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng) 供電斯特林機(jī)排氣排氣換熱器回水缸套水

44、換熱器缸套水換熱器供熱排氣斯特林機(jī) 發(fā)電機(jī) 燃料供冷直燃型吸收式冷熱水機(jī)組燃料供熱燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理 以高溫熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）為例，其排氣溫度為650，燃料電池的高溫排氣經(jīng)過吸收式制冷機(jī)組放出熱量，溫度降為300，再通入換熱器中預(yù)熱鍋爐給水，使得鍋爐給水溫度由25升至100。換熱器排氣溫度約為150，用于供熱。系統(tǒng)發(fā)電效率超過40%，余熱回收效率約為45%，總效率超過85%。燃料電池驅(qū)動(dòng)的三聯(lián)供系統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u各三聯(lián)供系統(tǒng)的比較燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間短, 當(dāng)遇到緊急情況時(shí)能夠迅速啟動(dòng), 保證能源的正常供應(yīng), 同時(shí)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)與燃?xì)?/p>

45、輪機(jī)相比具有更好的部分負(fù)荷特性, 其余熱利用效率隨著負(fù)荷率的降低有上升趨勢(shì)，是非常優(yōu)秀的三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)；燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的NOx排放量很小,比內(nèi)燃機(jī)具有更好的環(huán)境效益，但是發(fā)電效率不如內(nèi)燃機(jī), 適用于商業(yè)、辦公等對(duì)環(huán)境、空間要求高的區(qū)域；斯特林機(jī)系統(tǒng)高效、低噪聲、低污染，但出力較低、工藝復(fù)雜、成本較高，實(shí)用性有待進(jìn)一步提高；燃料電池系統(tǒng)環(huán)境效益最好, 但是由于相同功率的燃料電池造價(jià)是普通內(nèi)燃機(jī)的5倍, 它的應(yīng)用目前受到很大限制。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u三聯(lián)供系統(tǒng)的并網(wǎng) 根據(jù)燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供是“以熱定電”為設(shè)計(jì)原則,采用“聯(lián)網(wǎng)不上網(wǎng)”的并網(wǎng)方式

46、。冷熱電三聯(lián)供電站發(fā)電量僅占規(guī)劃電負(fù)荷容量的1/3 1/2為宜,供電負(fù)荷容量不足部分由外網(wǎng)供給。 一般并入400V或10kV公共電網(wǎng)。燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理u三聯(lián)供系統(tǒng)的適合用戶政府機(jī)關(guān)和事業(yè)單位建筑物等設(shè)施；文化體育、醫(yī)療、教育、交通樞紐等公共建筑或設(shè)施；商場、賓館、寫字樓等商業(yè)設(shè)施；工農(nóng)業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生可利用余熱的企業(yè)。目 錄相關(guān)背景1分布式燃?xì)獍l(fā)電的技術(shù)原理分布式燃?xì)獍l(fā)電基本概念分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃?xì)獍l(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456國外天然氣發(fā)電現(xiàn)狀分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況以2001年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國的天然氣發(fā)電量

47、占電力生產(chǎn)總量的16.5%；俄羅斯作為天然氣生產(chǎn)大國，發(fā)電燃料結(jié)構(gòu)中，天然氣的比例占了60%以上；卡塔爾、馬來西亞等國天然氣資源非常豐富，而煤炭和水力資源匱乏，天然氣發(fā)電占電力生產(chǎn)總量的70%以上；阿根廷、荷蘭等國天然氣發(fā)電的比例在40%60%；天然氣發(fā)電占電力生產(chǎn)總量20%40%的典型國家有英國、日本、意大利等國；天然氣發(fā)電占電力生產(chǎn)總量10%20%的典型國家有韓國、匈牙利等國。 可以看出，國外西方發(fā)達(dá)國家和天然氣資源豐富的國家，天然氣發(fā)電所占比例都較高。國內(nèi)天然氣發(fā)電現(xiàn)狀分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況以2010年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的電力結(jié)構(gòu)中，火電發(fā)電占71%（煤電68%，燃?xì)獍l(fā)電2.8%），

48、水電23%，風(fēng)電3%，核電1%，剩下少量其它新能源與再生能源發(fā)電?？梢娢覈烊粴獍l(fā)電所占比例較低，不到3%，天然氣發(fā)電還在發(fā)展階段。2000年之前，天然氣發(fā)電主要應(yīng)用在靠近天然氣源頭的地區(qū)以及依靠進(jìn)口液化天然的廣東、福建地區(qū)，發(fā)電容量小，投資規(guī)模不大，也沒有形成一定的商業(yè)運(yùn)作模式。2002年以后，隨著西氣東輸工程的實(shí)施，天然氣發(fā)電量迅速增加，按規(guī)劃，西氣東輸?shù)奶烊粴?0%，進(jìn)口天然氣的40%用于發(fā)電，預(yù)計(jì)到2020年，天然氣發(fā)電占全國發(fā)電量比例將會(huì)提高到6.7%。國外三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況 美國是熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的積極倡導(dǎo)者。按美國能源部制訂的總體商用建筑冷熱電聯(lián)供規(guī)劃：201

49、0年,20%的新建商用寫字樓類建筑使用CCHP，5%的現(xiàn)有商用寫字樓類建筑使用CCHP;25%的美國能源部CHP(熱電聯(lián)產(chǎn))項(xiàng)目使用CCHP。到2020年,將要有50%的新建商用寫字樓建筑使用CCHP，15%的現(xiàn)有商用寫字樓類建筑采用CCHP。 美國已有6000多座分布式能源站，占總裝機(jī)容量7.8%，以天然氣熱電聯(lián)供和冷熱電聯(lián)供為主,到2020年，三聯(lián)供系統(tǒng)裝機(jī)容量將占到總裝機(jī)容量的29%。u美國國外三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況 在歐洲,熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展也日益受到重視,特別是在20世紀(jì)80年代后,發(fā)展比較迅速。 特別是丹麥，從90年代開始新建電廠全部為熱電/冷熱電聯(lián)產(chǎn)，到200

50、0年時(shí)包括丹麥、芬蘭和荷蘭等國冷熱電三聯(lián)供的發(fā)電量都已超過該國總發(fā)電量的50%，澳大利亞、德國、葡萄牙和意大利等國冷熱電三聯(lián)供也都有較大的比例。 在當(dāng)前的能源市場上，冷熱電三聯(lián)供電力供應(yīng)占整個(gè)歐洲電力生產(chǎn)的20%左右。歐洲各國都建立了許多冷熱電三聯(lián)供廠，規(guī)模從幾千瓦到500兆瓦不等，從個(gè)體建筑物到大規(guī)模的地區(qū)供熱方案都有冷熱電三聯(lián)供的應(yīng)用。u歐洲國外三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃?xì)獍l(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況 日本熱電聯(lián)產(chǎn)相關(guān)法令有：供熱法、城市規(guī)劃法、防止公害法和關(guān)于推動(dòng)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)等。政府對(duì)熱電項(xiàng)目給予低息貸款年利率3%（一般工業(yè)為6%）和補(bǔ)貼。 目前日本的冷熱電三聯(lián)供應(yīng)用已領(lǐng)先于歐美，截止1999年3月底，日本熱電聯(lián)產(chǎn)的總裝機(jī)數(shù)量是2777臺(tái)，總裝機(jī)容量為4627MW，占各類機(jī)組（電力公司的電廠機(jī)組加上私有發(fā)電設(shè)備）總裝機(jī)容量的2，其中，民用與商業(yè)部門1654臺(tái)，裝機(jī)容量共882MW，工業(yè)部門1123臺(tái)，裝機(jī)容量共