第7章分布式能源的利用與控制技術(shù)

1、第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)第第7章章分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)機械工業(yè)出版社第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)2機械工業(yè)出版社第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)3機械工業(yè)出版社 主要內(nèi)容主要內(nèi)容7.1 分布式能源的特征及其應(yīng)用分布式能源的特征及其應(yīng)用7.2 天燃?xì)狻⑷細(xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)天燃?xì)狻⑷細(xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)7.3 氫能、氫燃料電池發(fā)電與控制技術(shù)氫能、氫燃料電池發(fā)電與控制技術(shù)7.4 分布式能源的綜合利用及經(jīng)濟技術(shù)評價分布式能源的綜合利用及經(jīng)濟技術(shù)評價第第7章章 分布式能源

2、的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)4機械工業(yè)出版社7.1 分布式能源的特征及其應(yīng)用分布式能源的特征及其應(yīng)用分布式能源也叫分布式資源（分布式能源也叫分布式資源（DER，Distributed Energy Resources），是一種能源的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶），是一種能源的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶端的能源綜合利用，相對于傳統(tǒng)的集中供電方式而言，是端的能源綜合利用，相對于傳統(tǒng)的集中供電方式而言，是指將冷指將冷-熱熱-電系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量（數(shù)千瓦至電系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量（數(shù)千瓦至50MW）、模塊化、分散式的方式布置在用戶附近，可獨）、模塊化、分散式的方式布置在用戶附近，可獨立地輸出冷

3、（立地輸出冷（Cooling）、熱（）、熱（Heating）、電能）、電能（Power）的系統(tǒng)。）的系統(tǒng)。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)5機械工業(yè)出版社分布式能源的先進技術(shù)包括太陽能利用、風(fēng)能利用、燃料電分布式能源的先進技術(shù)包括太陽能利用、風(fēng)能利用、燃料電池和燃?xì)饫涑睾腿細(xì)饫?熱熱-電三聯(lián)供等多種形式，其主要技術(shù)有電三聯(lián)供等多種形式，其主要技術(shù)有電能有效利用（電能有效利用（EUEE，Efficient Utilization of Electrical Energy）、）、智能通信技術(shù)（智能通信技術(shù)（ICT，Information and Communicat

4、ions Technology）、）、智能模塊（智能模塊（Smart Box）、）、主動網(wǎng)絡(luò)管理主動網(wǎng)絡(luò)管理 （ANM，Active Network Management）以及微網(wǎng)（以及微網(wǎng)（Micro-Grids）和）和智能電網(wǎng)（智能電網(wǎng)（Smart-Grids），并實現(xiàn)整合預(yù)期能源發(fā)展的），并實現(xiàn)整合預(yù)期能源發(fā)展的柔性電網(wǎng)（柔性電網(wǎng)（FENIX，F(xiàn)lexible Electricity Networks to Integrate the eXpected energy evolution）。）。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)6機械工業(yè)出版社 分布式能源的主

5、要應(yīng)用有：分布式能源的主要應(yīng)用有：燃?xì)馊細(xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）、）、煤炭氣化多聯(lián)產(chǎn)、煤炭氣化多聯(lián)產(chǎn)、熱熱-電電-冷三聯(lián)產(chǎn)、冷三聯(lián)產(chǎn)、風(fēng)風(fēng)-光光-燃?xì)饣パa多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電等領(lǐng)域。燃?xì)饣パa多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電等領(lǐng)域。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)7機械工業(yè)出版社7.1.1 分布式能源的特征分布式能源的特征分布式能源由一次能源和二次能源組成，一次能源以氣體燃分布式能源由一次能源和二次能源組成，一次能源以氣體燃料為主，可再生能源為輔，利用一切可以利用的資源；二料為主，可再生能源為輔，利用一切可以利用的資源；二次能源以

6、分布在用戶端的熱、電、冷、（植）聯(lián)產(chǎn)為主，次能源以分布在用戶端的熱、電、冷、（植）聯(lián)產(chǎn)為主，其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔，實現(xiàn)以直接滿足用戶多種需其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔，實現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用，并通過中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和求的能源梯級利用，并通過中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和補充。補充。在環(huán)境保護上，分布式能源將部分污染分散化、資源化，實現(xiàn)適度排放在環(huán)境保護上，分布式能源將部分污染分散化、資源化，實現(xiàn)適度排放的目標(biāo)。的目標(biāo)。在管理體系上，分布式能源采用智能信息化技術(shù)，通過社會化服務(wù)體系在管理體系上，分布式能源采用智能信息化技術(shù)，通過社會化服務(wù)體系提供設(shè)計、安裝、運行、維修一體化

7、保障，各系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)和冷、提供設(shè)計、安裝、運行、維修一體化保障，各系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)和冷、熱水管道上進行就近支援，互保能源供應(yīng)的可靠。熱水管道上進行就近支援，互保能源供應(yīng)的可靠。分布式能源實現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化，將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合，實分布式能源實現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化，將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯，將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài)，以期最大限現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯，將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài)，以期最大限度地提高能源利用效率。度地提高能源利用效率。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)8機械工業(yè)出版社分布式能源的主要特征有：分布式能源的主要特征有：1. 分

8、布式能源分布安置于需求側(cè)的能源梯級利用，是一種以可再生能源分布式能源分布安置于需求側(cè)的能源梯級利用，是一種以可再生能源為主體的資源綜合利用系統(tǒng)。通過在需求現(xiàn)場根據(jù)用戶對能源的不同需為主體的資源綜合利用系統(tǒng)。通過在需求現(xiàn)場根據(jù)用戶對能源的不同需求，實現(xiàn)溫度對口供應(yīng)能源，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低，實現(xiàn)能源利求，實現(xiàn)溫度對口供應(yīng)能源，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低，實現(xiàn)能源利用效率的最大化。用效率的最大化。2. 分布式能源是以資源、環(huán)境效益最大化確定方式和容量的系統(tǒng)，根據(jù)分布式能源是以資源、環(huán)境效益最大化確定方式和容量的系統(tǒng)，根據(jù)終端能源利用效率最優(yōu)化確定規(guī)模。終端能源利用效率最優(yōu)化確定規(guī)模。3. 分布式

9、能源是一種采用需求應(yīng)對式設(shè)計和模塊化配置的新型能源系統(tǒng)，分布式能源是一種采用需求應(yīng)對式設(shè)計和模塊化配置的新型能源系統(tǒng)，將用戶多種能源需求以及資源配置狀況進行系統(tǒng)整合優(yōu)化。將用戶多種能源需求以及資源配置狀況進行系統(tǒng)整合優(yōu)化。4. 分布式能源采用先進的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，減少污染物的排放，并使排放分布式能源采用先進的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，減少污染物的排放，并使排放分散化，便于周邊植被的吸收。同時，分布式能源利用其排放量小，排分散化，便于周邊植被的吸收。同時，分布式能源利用其排放量小，排放密度低的優(yōu)勢，可以將主要排放物實現(xiàn)資源化再利用。放密度低的優(yōu)勢，可以將主要排放物實現(xiàn)資源化再利用。第第7章章 分布式能源的利用

10、與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)9機械工業(yè)出版社分布式能源的主要特征有：分布式能源的主要特征有：5. 分布式能源依賴于最先進的信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用智能化監(jiān)控、分布式能源依賴于最先進的信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用智能化監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化群控和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)化群控和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，實現(xiàn)智能“微電網(wǎng)微電網(wǎng)”。6. 分布式能源依賴于以能源服務(wù)公司為主體的能源社會化服務(wù)體系，實分布式能源依賴于以能源服務(wù)公司為主體的能源社會化服務(wù)體系，實現(xiàn)運行管理的專業(yè)化以保障各能源系統(tǒng)的安全可靠運行。現(xiàn)運行管理的專業(yè)化以保障各能源系統(tǒng)的安全可靠運行。7. 分布式能源技術(shù)具有能源利用效率高，環(huán)境負(fù)面影響小，提

11、高能源供分布式能源技術(shù)具有能源利用效率高，環(huán)境負(fù)面影響小，提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟效益好的特點，是未來世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向。應(yīng)可靠性和經(jīng)濟效益好的特點，是未來世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向。 8. 分布式能源技術(shù)可以實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，但由于其分散性及自身的內(nèi)阻比分布式能源技術(shù)可以實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，但由于其分散性及自身的內(nèi)阻比較大，容易引起較大，容易引起“孤島孤島”保護現(xiàn)象，必需采用可靠有效的保護現(xiàn)象，必需采用可靠有效的“反孤島反孤島”保保護技術(shù)。護技術(shù)。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)10機械工業(yè)出版社7.1.2 分布式能源的主要應(yīng)用形式分布式能源的主要應(yīng)用形式1.

12、分布式能源轉(zhuǎn)換設(shè)備及裝置分布式能源轉(zhuǎn)換設(shè)備及裝置（1） 小型燃?xì)廨啓C小型燃?xì)廨啓C（2） 微型燃?xì)廨啓C微型燃?xì)廨啓C（3） 燃料電池燃料電池（4） 微型蒸汽輪機微型蒸汽輪機-蒸汽輪機蒸汽輪機（5） 微型水輪機和微型抽水蓄微型水輪機和微型抽水蓄能電站能電站（6） 太陽能發(fā)電系統(tǒng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)（7） 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（8） 余熱制冷系統(tǒng)余熱制冷系統(tǒng)（9）熱泵系統(tǒng)）熱泵系統(tǒng)（10）能量回收系統(tǒng)）能量回收系統(tǒng)第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)11機械工業(yè)出版社2. 分布式能源中的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)分布式能源中的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)（1）多種能源系統(tǒng)整合優(yōu)化）多種能源系統(tǒng)整合優(yōu)化（2

13、）將分布式能源與交通系統(tǒng)）將分布式能源與交通系統(tǒng)整合優(yōu)化整合優(yōu)化（3）分布式能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入）分布式能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入研究研究（4）儲能技術(shù)）儲能技術(shù)（5）地源儲能技術(shù)）地源儲能技術(shù)（6）網(wǎng)絡(luò)式能源系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)式能源系統(tǒng)第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)12機械工業(yè)出版社3. 分布式能源中的資源利用技術(shù)分布式能源中的資源利用技術(shù)（1）天然氣凝結(jié)水技術(shù)）天然氣凝結(jié)水技術(shù)（2）將分布式能源與大棚結(jié)合）將分布式能源與大棚結(jié)合的技術(shù)的技術(shù)（3）利用發(fā)電制冷的冷卻水生）利用發(fā)電制冷的冷卻水生產(chǎn)生活熱水的技術(shù)產(chǎn)生活熱水的技術(shù)（4）空調(diào)系統(tǒng)廢熱回收技術(shù)）空調(diào)系統(tǒng)廢熱回收技術(shù)（5）污

14、水水源熱泵系統(tǒng)）污水水源熱泵系統(tǒng)（6）小型生物質(zhì)沼氣生產(chǎn)技術(shù)）小型生物質(zhì)沼氣生產(chǎn)技術(shù) 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)13機械工業(yè)出版社4. 分布式能源的主要應(yīng)用形式分布式能源的主要應(yīng)用形式熱熱-電電-冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)燃?xì)廨啓C發(fā)電系統(tǒng)燃?xì)廨啓C發(fā)電系統(tǒng)微燃?xì)鈾C發(fā)電系統(tǒng)微燃?xì)鈾C發(fā)電系統(tǒng)氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)小水電發(fā)電系統(tǒng)小水電發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)地?zé)崮芫C合利用熱地?zé)崮芫C合利用熱-電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)生物質(zhì)能源發(fā)電系統(tǒng)生物質(zhì)能源發(fā)電系統(tǒng)第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)14

15、機械工業(yè)出版社7.2 天然氣、燃?xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)天然氣、燃?xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)天然氣是指地層內(nèi)自然存在的以碳?xì)浠衔餅橹黧w的可燃性天然氣是指地層內(nèi)自然存在的以碳?xì)浠衔餅橹黧w的可燃性氣體。氣體。組成天然氣的成分如組成天然氣的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以等同系物以及及CO2、N2、H2S等可形成單種或多種天然氣水合物。形等可形成單種或多種天然氣水合物。形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷，一般把甲烷分子含量成天然氣水合物的主要氣體為甲烷，一般把甲烷分子含量超過超過99%的天然氣水合物稱為甲烷水合物（的天然氣水合物稱為甲烷水合物（Methane Hydrate）。）。第第7章章

16、分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)15機械工業(yè)出版社天然氣水合物樣品天然氣水合物樣品純凈的天然氣水合物純凈的天然氣水合物第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)16機械工業(yè)出版社夾雜著白色顆粒狀夾雜著白色顆粒狀“可燃冰可燃冰”的海底沉積物的海底沉積物海洋天然氣水合物的形成機理海洋天然氣水合物的形成機理 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)17機械工業(yè)出版社7.2.1 7.2.1 天然氣的特征與利用天然氣的特征與利用1. 1. 天然氣的特征天然氣的特征 存在方式：存在方式： （1 1）占據(jù)大的巖石粒間孔隙；）占據(jù)大的巖石粒間孔

17、隙； （2 2）以球粒狀散布于細(xì)粒巖石中；）以球粒狀散布于細(xì)粒巖石中； （3 3）以固體形式填充在裂縫中；）以固體形式填充在裂縫中； （4 4）大固態(tài)水合物伴隨少量沉積物。）大固態(tài)水合物伴隨少量沉積物。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)18機械工業(yè)出版社氣水合物與冰、含氣水合物層與冰層之間有明顯的相似性：氣水合物與冰、含氣水合物層與冰層之間有明顯的相似性： （1 1）相同的組合狀態(tài)的變化）相同的組合狀態(tài)的變化流體轉(zhuǎn)化為固體；流體轉(zhuǎn)化為固體； （2 2）均屬放熱過程，并產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)；）均屬放熱過程，并產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)； （3 3）結(jié)冰或形成水合物時水體積均增大；

18、）結(jié)冰或形成水合物時水體積均增大； （4 4）水中溶有鹽時，二者相平衡溫度降低，只有淡水才能轉(zhuǎn)化為冰或）水中溶有鹽時，二者相平衡溫度降低，只有淡水才能轉(zhuǎn)化為冰或水合物；水合物； （5 5）冰與氣水合物的密度都不大于水，含水合物層和凍結(jié)層密度都?。┍c氣水合物的密度都不大于水，含水合物層和凍結(jié)層密度都小于同類的水層；于同類的水層； （6 6）含冰層與含水合物層的電導(dǎo)率都小于含水層；）含冰層與含水合物層的電導(dǎo)率都小于含水層； （7 7）含冰層和含水合物層彈性波的傳播速度均大于含水層。）含冰層和含水合物層彈性波的傳播速度均大于含水層。 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)

19、19機械工業(yè)出版社分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)天然氣水合物的結(jié)構(gòu)天然氣水合物的結(jié)構(gòu): :結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) I I 型型 : :立方晶體結(jié)構(gòu)，僅能容納甲烷立方晶體結(jié)構(gòu)，僅能容納甲烷（C1C1）、乙烷這兩種小分子的烴以及）、乙烷這兩種小分子的烴以及N2N2、CO2CO2、H2SH2S等非烴分子，這種水合物中甲烷普遍存在等非烴分子，這種水合物中甲烷普遍存在的形式是構(gòu)成的形式是構(gòu)成CH4CH45.75H2O5.75H2O的幾何格架的幾何格架 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) II II 型型 : :菱形晶體結(jié)構(gòu)菱形晶體結(jié)構(gòu) , ,除包容除包容C1C1、C2C2等小分子外，較大的等小分子外，較大的“籠子籠子”（水合物晶體（水合物晶體中水分子間的空

20、穴）還可容納丙烷（中水分子間的空穴）還可容納丙烷（C3C3）及）及異丁烷（異丁烷（i iC4C4）等烴類）等烴類 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)H H型型 : :六方晶體結(jié)構(gòu)，較大的六方晶體結(jié)構(gòu)，較大的“籠子籠子”甚甚至可以容納直徑超過異丁烷（至可以容納直徑超過異丁烷（i iC4C4）的分子）的分子第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)20機械工業(yè)出版社樣品樣品C C1 1C C2 2C C3 3i iC C4 4n nC C4 4i iC C5 5n nC C5 5水合物水合物(H)(H)21.221.29.59.57.57.52.52.517.517.541.141.10.80.8排放

21、氣體排放氣體88.088.08.08.02.12.10.30.31.21.20.40.40.10.1排放氣體排放氣體88.088.07.57.52.22.20.50.51.11.10.60.60.10.1水合物水合物(I)(I)71.871.83.43.418.818.85.75.70.30.3NDNDNDND水合物水合物(II)(II)73.973.94.94.916.316.34.64.60.20.2NDNDNDND墨西哥巴什山三種氣水合物伴生氣體墨西哥巴什山三種氣水合物伴生氣體 NDND：未檢測到：未檢測到第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)21機械工業(yè)出版社

22、2. 2. 天然氣的綜合利用天然氣的綜合利用20102010年世界各地發(fā)電用氣占世界天然氣消費比例預(yù)測年世界各地發(fā)電用氣占世界天然氣消費比例預(yù)測 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)22機械工業(yè)出版社我國的能源消耗及能源結(jié)構(gòu)我國的能源消耗及能源結(jié)構(gòu)199820102020199820102020第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)23機械工業(yè)出版社我國天然氣的使用結(jié)構(gòu)我國天然氣的使用結(jié)構(gòu)(2000年年)第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)24機械工業(yè)出版社我國天然氣的現(xiàn)狀我國天然氣的現(xiàn)狀（1）天然氣在中國是一種

23、稀缺資源）天然氣在中國是一種稀缺資源（2）中國能否創(chuàng)造一條高效利用天然氣的獨特道路）中國能否創(chuàng)造一條高效利用天然氣的獨特道路（3）電力與天然氣應(yīng)統(tǒng)籌安排合理利用）電力與天然氣應(yīng)統(tǒng)籌安排合理利用（4）分布式能源供給體系發(fā)展長期滯后）分布式能源供給體系發(fā)展長期滯后第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)25機械工業(yè)出版社世界天然氣的發(fā)展前景世界天然氣的發(fā)展前景世界天然氣供給前景世界天然氣供給前景第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)26機械工業(yè)出版社世界天然氣需求趨勢世界天然氣需求趨勢第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)

24、27機械工業(yè)出版社世界天然氣貿(mào)易前景世界天然氣貿(mào)易前景第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)28機械工業(yè)出版社世界天然氣價格展望世界天然氣價格展望第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)29機械工業(yè)出版社第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)30機械工業(yè)出版社我國天然氣的利用前景我國天然氣的利用前景西氣東輸西氣東輸?shù)诘?章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)31機械工業(yè)出版社廣東廣東LNGLNG項目項目第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)32機械工業(yè)出版社7.2.2 7.

25、2.2 小型燃?xì)廨啓C發(fā)電機組小型燃?xì)廨啓C發(fā)電機組燃?xì)廨啓C按功率分為：燃?xì)廨啓C按功率分為： 大型燃機大型燃機(100MW(100MW以上以上) ) 中型燃機中型燃機(20(20100MW )100MW ) 小型燃機小型燃機(20MW(20MW以下以下) ) 微型燃機微型燃機( (小于小于300kW)300kW) 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)33機械工業(yè)出版社燃?xì)廨啓C又可分為輕型燃?xì)廨啓C和重型燃?xì)廨啓C。燃?xì)廨啓C又可分為輕型燃?xì)廨啓C和重型燃?xì)廨啓C。輕型燃?xì)廨啓C為航空發(fā)動機的轉(zhuǎn)型產(chǎn)品，如輕型燃?xì)廨啓C為航空發(fā)動機的轉(zhuǎn)型產(chǎn)品，如LM6000PCLM6000PC和和FT8

26、FT8燃?xì)廨啓C，燃?xì)廨啓C，其優(yōu)勢在于裝機快、體積小、啟動快、簡單循環(huán)效率高，主要用于電其優(yōu)勢在于裝機快、體積小、啟動快、簡單循環(huán)效率高，主要用于電力調(diào)峰、船舶動力。力調(diào)峰、船舶動力。重型燃?xì)廨啓C為工業(yè)型燃機，如重型燃?xì)廨啓C為工業(yè)型燃機，如GT26GT26和和PG6561BPG6561B等燃?xì)廨啓C，其優(yōu)勢等燃?xì)廨啓C，其優(yōu)勢為運行可靠、排煙溫度高、聯(lián)合循環(huán)組合效率高，主要用于聯(lián)合循環(huán)為運行可靠、排煙溫度高、聯(lián)合循環(huán)組合效率高，主要用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、熱電冷聯(lián)產(chǎn)。發(fā)電、熱電冷聯(lián)產(chǎn)。輕型燃?xì)廨啓C輕型燃?xì)廨啓C重型燃?xì)廨啓C重型燃?xì)廨啓C第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)34機械工

27、業(yè)出版社1. 1. 燃?xì)廨啓C的工作原理燃?xì)廨啓C的工作原理燃?xì)廨啓C工作原理燃?xì)廨啓C工作原理 燃?xì)廨啓C優(yōu)點：燃?xì)廨啓C優(yōu)點：效率高、功率大、體積小、效率高、功率大、體積小、投資省、運行成本低、壽命投資省、運行成本低、壽命周期較長等。周期較長等。主要用于發(fā)電、交通和工業(yè)主要用于發(fā)電、交通和工業(yè)動力。動力。燃?xì)廨啓C由燃燒室、壓氣機、輪機裝置組成燃?xì)廨啓C由燃燒室、壓氣機、輪機裝置組成 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)35機械工業(yè)出版社2. 2. 燃?xì)廨啓C的發(fā)電方式燃?xì)廨啓C的發(fā)電方式（1 1）簡單循環(huán)發(fā)電）簡單循環(huán)發(fā)電由燃?xì)廨啓C和發(fā)電機獨立組成的循環(huán)系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C和發(fā)電機獨立

28、組成的循環(huán)系統(tǒng) 優(yōu)點：裝機快、起停靈活，多用于電網(wǎng)調(diào)峰和交通、工業(yè)動力系統(tǒng)。優(yōu)點：裝機快、起停靈活，多用于電網(wǎng)調(diào)峰和交通、工業(yè)動力系統(tǒng)。美國美國GEGE公司的公司的LM6000PCLM6000PC輕型燃?xì)廨啓C是目前效率較高的開式循環(huán)系統(tǒng)，輕型燃?xì)廨啓C是目前效率較高的開式循環(huán)系統(tǒng)，其發(fā)電效率為其發(fā)電效率為43%43%。我國我國QD70QD70輕型燃?xì)廨啓C輕型燃?xì)廨啓C 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)36機械工業(yè)出版社（2 2）前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電）前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電組成：由燃?xì)廨啓C、發(fā)電機與余熱鍋爐共同組成的循環(huán)系統(tǒng)。組成：由燃?xì)廨啓C、發(fā)電機與余熱鍋爐共同組

29、成的循環(huán)系統(tǒng)。工作原理：它將燃?xì)廨啓C作功后排出的高溫廢煙氣通過余熱鍋爐回收，工作原理：它將燃?xì)廨啓C作功后排出的高溫廢煙氣通過余熱鍋爐回收， 轉(zhuǎn)換為蒸汽或熱水加以利用。轉(zhuǎn)換為蒸汽或熱水加以利用。應(yīng)用：熱電聯(lián)產(chǎn)，也有將余熱鍋爐的蒸汽回注燃?xì)廨啓C提高燃?xì)廨啓C出應(yīng)用：熱電聯(lián)產(chǎn)，也有將余熱鍋爐的蒸汽回注燃?xì)廨啓C提高燃?xì)廨啓C出 力和效率。力和效率。 改進：為提高供熱的靈活性，大多數(shù)前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機組采用余熱鍋改進：為提高供熱的靈活性，大多數(shù)前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機組采用余熱鍋 爐回補燃燒技術(shù)，補燃時的總效率超過爐回補燃燒技術(shù)，補燃時的總效率超過90%90%。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利

30、用與控制技術(shù)37機械工業(yè)出版社前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)工藝示意圖前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)工藝示意圖 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)38機械工業(yè)出版社（3 3） 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)組成：燃?xì)廨啓C及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機或供熱式蒸汽輪機（抽組成：燃?xì)廨啓C及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機或供熱式蒸汽輪機（抽 汽式或背壓式）共同組成的循環(huán)系統(tǒng)。汽式或背壓式）共同組成的循環(huán)系統(tǒng)。工作原理：它將燃?xì)廨啓C作功后排出的高溫廢煙氣通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)工作原理：它將燃?xì)廨啓C作功后排出的高溫廢煙氣通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn) 換為蒸汽，再將蒸汽注入蒸汽輪機發(fā)電，或?qū)⒉糠职l(fā)電作功換為蒸

31、汽，再將蒸汽注入蒸汽輪機發(fā)電，或?qū)⒉糠职l(fā)電作功 后的廢氣用于供熱。后的廢氣用于供熱。應(yīng)用：主要用于發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)。應(yīng)用：主要用于發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)。ABBABB公司的公司的GT26GT261 1產(chǎn)品作為高效率發(fā)產(chǎn)品作為高效率發(fā) 電的代表性聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)電效率達到電的代表性聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)電效率達到58.5%58.5%。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)39機械工業(yè)出版社（4 4）整體化循環(huán)）整體化循環(huán)組成：由煤氣發(fā)生爐、燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐和蒸汽輪機共同組成的循組成：由煤氣發(fā)生爐、燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐和蒸汽輪機共同組成的循 環(huán)系統(tǒng)，也稱為環(huán)系統(tǒng)，也稱為IGCCIGCC。

32、 優(yōu)點：主要解決使用低廉的固體化石燃料代替燃?xì)廨啓C使用的氣體、優(yōu)點：主要解決使用低廉的固體化石燃料代替燃?xì)廨啓C使用的氣體、 液體燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。液體燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。 作用：可作為城市煤氣、電力、集中供熱和集中制冷、以及建材、化作用：可作為城市煤氣、電力、集中供熱和集中制冷、以及建材、化 工原料綜合供應(yīng)系統(tǒng)。目前，工原料綜合供應(yīng)系統(tǒng)。目前，GEGE公司使用公司使用MS7001FMS7001F技術(shù)組成的整技術(shù)組成的整 體循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)電效率可達到體循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)電效率可達到42%42%。 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)4

33、0機械工業(yè)出版社（5 5） 核燃聯(lián)合循環(huán)核燃聯(lián)合循環(huán)組成：由燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐和核反應(yīng)堆、蒸汽輪機共同組成的發(fā)電循組成：由燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐和核反應(yīng)堆、蒸汽輪機共同組成的發(fā)電循 環(huán)系統(tǒng)。環(huán)系統(tǒng)。工作原理：通過燃?xì)廨啓C排出的煙氣再為熱核反應(yīng)堆輸出蒸汽。工作原理：通過燃?xì)廨啓C排出的煙氣再為熱核反應(yīng)堆輸出蒸汽。應(yīng)用：主要是為了提高核反應(yīng)堆蒸汽的溫度、壓力，提高蒸汽輪機效應(yīng)用：主要是為了提高核反應(yīng)堆蒸汽的溫度、壓力，提高蒸汽輪機效 率，降低蒸汽輪機部分的工程造價。率，降低蒸汽輪機部分的工程造價。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)41機械工業(yè)出版社（6 6） 燃機輔助循環(huán)燃

34、機輔助循環(huán) 工作原理工作原理: : 在以煤、油等為燃料的后置循環(huán)發(fā)電汽輪機組中，使用小型燃?xì)庠谝悦?、油等為燃料的后置循環(huán)發(fā)電汽輪機組中，使用小型燃?xì)廨啓C作為電站輔助循環(huán)系統(tǒng)，為鍋爐預(yù)熱、鼓風(fēng)，改善燃燒，提高輪機作為電站輔助循環(huán)系統(tǒng)，為鍋爐預(yù)熱、鼓風(fēng)，改善燃燒，提高效率，并將動力直接用于驅(qū)動給水泵。效率，并將動力直接用于驅(qū)動給水泵。19471947年美國第一臺工業(yè)用途年美國第一臺工業(yè)用途的燃?xì)廨啓C就是采用該種方式參與發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)的。的燃?xì)廨啓C就是采用該種方式參與發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)的。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)42機械工業(yè)出版社（7 7） 燃?xì)鉄煔饴?lián)合循環(huán)燃?xì)鉄煔饴?lián)

35、合循環(huán)組成：由燃?xì)廨啓C和煙氣輪機組成的循環(huán)系統(tǒng)。組成：由燃?xì)廨啓C和煙氣輪機組成的循環(huán)系統(tǒng)。工作原理：利用燃?xì)廨啓C排放煙氣中的剩余壓力和熱力進一步推動煙氣工作原理：利用燃?xì)廨啓C排放煙氣中的剩余壓力和熱力進一步推動煙氣 輪機發(fā)電。輪機發(fā)電。特點：該系統(tǒng)與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)比較可完全不用水，但煙氣輪機特點：該系統(tǒng)與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)比較可完全不用水，但煙氣輪機 造價較高，還未能廣泛使用。造價較高，還未能廣泛使用。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)43機械工業(yè)出版社（8 8） 燃?xì)鉄岜寐?lián)合循環(huán)燃?xì)鉄岜寐?lián)合循環(huán)組成：由燃?xì)廨啓C和煙氣熱泵，燃?xì)廨啓C、煙氣輪機和煙氣熱泵，或

36、燃組成：由燃?xì)廨啓C和煙氣熱泵，燃?xì)廨啓C、煙氣輪機和煙氣熱泵，或燃 氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽熱泵，以及燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐、蒸汽氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽熱泵，以及燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐、蒸汽 輪機和蒸汽（煙氣）熱泵組成的能源利用系統(tǒng)。輪機和蒸汽（煙氣）熱泵組成的能源利用系統(tǒng)。工作原理：該系統(tǒng)在燃?xì)廨啓C、煙氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機等設(shè)備工作原理：該系統(tǒng)在燃?xì)廨啓C、煙氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機等設(shè)備 完成能量利用循環(huán)后，進一步利用熱泵對煙氣、蒸汽、熱水完成能量利用循環(huán)后，進一步利用熱泵對煙氣、蒸汽、熱水 和冷卻水中的余熱進行深度回收利用，或用動力直接推動熱和冷卻水中的余熱進行深度回收利用，或用動力直接推動熱

37、 泵。泵。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)44機械工業(yè)出版社應(yīng)用：這一工藝可用作熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)、熱冷聯(lián)產(chǎn)、電冷聯(lián)產(chǎn)、應(yīng)用：這一工藝可用作熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)、熱冷聯(lián)產(chǎn)、電冷聯(lián)產(chǎn)、 直接供熱或直接制冷利用。直接供熱或直接制冷利用。特點：該系統(tǒng)熱效率極高，如果用于直接供熱，熱效率可達特點：該系統(tǒng)熱效率極高，如果用于直接供熱，熱效率可達150%150%，是未，是未 來能源利用的主要趨勢之一。來能源利用的主要趨勢之一。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)45機械工業(yè)出版社（9 9） 燃料電池燃料電池燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)組成：

38、由燃料電池和燃?xì)鉁u輪機結(jié)合在一起的發(fā)電設(shè)備。組成：由燃料電池和燃?xì)鉁u輪機結(jié)合在一起的發(fā)電設(shè)備。工作原理：電池以天然氣為燃料，能放出高溫高壓的廢氣流，燃?xì)鉁u輪工作原理：電池以天然氣為燃料，能放出高溫高壓的廢氣流，燃?xì)鉁u輪 機則用燃料電池產(chǎn)生的熱廢氣流產(chǎn)生電力。機則用燃料電池產(chǎn)生的熱廢氣流產(chǎn)生電力。 特點：污染少；特點：污染少； 只要有天然氣和空氣存在，燃料電池就能工作；只要有天然氣和空氣存在，燃料電池就能工作； 發(fā)電效率高達發(fā)電效率高達55%55%，燃煤發(fā)電效率，燃煤發(fā)電效率35%35%，燃?xì)鉁u輪機發(fā)電效率，燃?xì)鉁u輪機發(fā)電效率50%50%。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與

39、控制技術(shù)46機械工業(yè)出版社 根據(jù)國際實際應(yīng)用經(jīng)驗，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)特別是小型燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)根據(jù)國際實際應(yīng)用經(jīng)驗，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)特別是小型燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)產(chǎn)，是合理利用天然氣資源的最佳途徑和最有效手段。產(chǎn)，是合理利用天然氣資源的最佳途徑和最有效手段。優(yōu)勢：提高能源利用效率，有效改善環(huán)境；優(yōu)勢：提高能源利用效率，有效改善環(huán)境； 提高天然氣的儲采比；提高天然氣的儲采比； 降低開采、輸送成本；降低開采、輸送成本； 實現(xiàn)全系統(tǒng)優(yōu)化；實現(xiàn)全系統(tǒng)優(yōu)化； 降低氣價、提高用戶的市場競爭能力。降低氣價、提高用戶的市場競爭能力。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)47機械工業(yè)出版社 從我國西

40、氣東輸沿線的能源設(shè)施布局看，主要是發(fā)展單機從我國西氣東輸沿線的能源設(shè)施布局看，主要是發(fā)展單機3 315MW15MW、全廠總裝機小于全廠總裝機小于30MW30MW、蒸汽供應(yīng)能力、蒸汽供應(yīng)能力200200噸之內(nèi)的小型燃?xì)廨啓C熱電冷噸之內(nèi)的小型燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)產(chǎn)項目，以現(xiàn)有區(qū)域、企業(yè)自備熱電廠改造為主。聯(lián)產(chǎn)項目，以現(xiàn)有區(qū)域、企業(yè)自備熱電廠改造為主。 小型燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)產(chǎn)的方式極為多樣，小型燃?xì)廨啓C熱電聯(lián)小型燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)產(chǎn)的方式極為多樣，小型燃?xì)廨啓C熱電聯(lián)產(chǎn)是全世界新能源開發(fā)與利用的趨勢。產(chǎn)是全世界新能源開發(fā)與利用的趨勢。 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)48機械

41、工業(yè)出版社3. 3. 小型燃?xì)廨啓C小型燃?xì)廨啓C發(fā)電的特點發(fā)電的特點小型燃?xì)廨啓C正在進行三大技術(shù)革命：小型燃?xì)廨啓C正在進行三大技術(shù)革命：第一是回?zé)崂眉夹g(shù)第一是回?zé)崂眉夹g(shù)提高發(fā)電效率；提高發(fā)電效率；第二是永磁發(fā)電機與大功率晶體管可控變頻技術(shù)第二是永磁發(fā)電機與大功率晶體管可控變頻技術(shù)保障并網(wǎng)的安全可保障并網(wǎng)的安全可靠，提高自動化控制能力，降低生產(chǎn)成本；靠，提高自動化控制能力，降低生產(chǎn)成本；第三是直接與余熱溴化鋰空調(diào)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)第三是直接與余熱溴化鋰空調(diào)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)省略了鍋爐、化學(xué)水系省略了鍋爐、化學(xué)水系統(tǒng)等設(shè)備，大大方便了用戶。統(tǒng)等設(shè)備，大大方便了用戶。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布

42、式能源的利用與控制技術(shù)49機械工業(yè)出版社發(fā)電效率高；發(fā)電效率高；環(huán)保好；環(huán)保好；運行方式靈活；運行方式靈活；耗水少：耗水少：占地少；占地少；建設(shè)周期短。建設(shè)周期短。燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的優(yōu)點：燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的優(yōu)點：第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)50機械工業(yè)出版社我國缺電的邊疆、油氣田等地區(qū)，需要建設(shè)燃機電廠；我國缺電的邊疆、油氣田等地區(qū)，需要建設(shè)燃機電廠；50MW50MW燃煤機組的關(guān)停、為符合轉(zhuǎn)改燃機電廠者提供了出路；燃煤機組的關(guān)停、為符合轉(zhuǎn)改燃機電廠者提供了出路；因環(huán)保需要，將燃煤供熱廠改造為燃機聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供的熱電廠；因環(huán)保需要，將燃煤供熱廠改造為

43、燃機聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供的熱電廠；解決天然氣供需不平衡的矛盾；解決天然氣供需不平衡的矛盾；東部沿海對引進氣源的需求與利用；東部沿海對引進氣源的需求與利用；燃機電廠走向世界；燃機電廠走向世界；建議采用建議采用TDTD循環(huán)技術(shù)、走核電與燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的發(fā)電道路。循環(huán)技術(shù)、走核電與燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的發(fā)電道路。燃機電廠建設(shè)新方向：燃機電廠建設(shè)新方向： 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)51機械工業(yè)出版社7.2.3 7.2.3 微型燃?xì)鈾C發(fā)電機組微型燃?xì)鈾C發(fā)電機組 微型燃?xì)廨啓C發(fā)電是把飛機發(fā)動機的燃?xì)廨啓C小型化，使用天然氣微型燃?xì)廨啓C發(fā)電是把飛機發(fā)動機的燃?xì)廨啓C小

44、型化，使用天然氣等做燃料，產(chǎn)生高溫、高壓氣體，推進發(fā)電機發(fā)電。等做燃料，產(chǎn)生高溫、高壓氣體，推進發(fā)電機發(fā)電。 技術(shù)特征：發(fā)電容量小，一般在技術(shù)特征：發(fā)電容量小，一般在3030至至80kW80kW； 占地面積少，設(shè)備大小猶如一臺電冰箱；占地面積少，設(shè)備大小猶如一臺電冰箱； 可以使用各種油、氣作燃料；可以使用各種油、氣作燃料； 構(gòu)成構(gòu)成“熱電并用系統(tǒng)熱電并用系統(tǒng)”，從而提高能源綜合利用效率；，從而提高能源綜合利用效率； 廢氣排出少，對環(huán)境污染程度較輕；廢氣排出少，對環(huán)境污染程度較輕； 適合于企業(yè)、醫(yī)院、學(xué)校乃至家庭等分散使用。適合于企業(yè)、醫(yī)院、學(xué)校乃至家庭等分散使用。第第7章章 分布式能源的利用與

45、控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)52機械工業(yè)出版社美國的卡普斯頓美國的卡普斯頓(CAPSTONE)(CAPSTONE)公司已經(jīng)制造出公司已經(jīng)制造出65kW65kW級微型燃?xì)廨啓C級微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，發(fā)電效率達到發(fā)電裝置，發(fā)電效率達到26% 26% ，年產(chǎn)量，年產(chǎn)量1 1萬臺。萬臺?？ㄆ账诡D燃?xì)廨啓C卡普斯頓燃?xì)廨啓C第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)53機械工業(yè)出版社英國寶曼（英國寶曼（BOWMANBOWMAN）公司生產(chǎn)的）公司生產(chǎn)的80KW80KW的燃?xì)廨啓C的燃?xì)廨啓CBPSBPS微型燃機的主要性能微型燃機的主要性能 單級徑向壓縮機單級徑向壓縮機 低排放環(huán)型燃燒器

46、低排放環(huán)型燃燒器 單級徑向透平單級徑向透平 壓比壓比4 4：1 1 雙潤滑油系統(tǒng)軸承雙潤滑油系統(tǒng)軸承第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)54機械工業(yè)出版社微型燃?xì)廨啓C發(fā)電機涉及微型燃?xì)廨啓C發(fā)電機涉及5 5種關(guān)鍵技術(shù)：種關(guān)鍵技術(shù)：液體或氣體燃料；液體或氣體燃料；用于發(fā)電的透平交流發(fā)電機；用于發(fā)電的透平交流發(fā)電機；產(chǎn)生高效熱能的熱交換器；產(chǎn)生高效熱能的熱交換器；將電能轉(zhuǎn)換成低壓電能供給不同用戶的功率調(diào)節(jié)器；將電能轉(zhuǎn)換成低壓電能供給不同用戶的功率調(diào)節(jié)器；為天然氣燃料提供合適壓力的燃?xì)鉁u輪增壓機。為天然氣燃料提供合適壓力的燃?xì)鉁u輪增壓機。第第7章章 分布式能源的利用與控制技

47、術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)55機械工業(yè)出版社微型燃?xì)廨啓C的發(fā)展現(xiàn)狀微型燃?xì)廨啓C的發(fā)展現(xiàn)狀開發(fā)生產(chǎn)廠商主要集中在：北美、瑞典、英國和日本。開發(fā)生產(chǎn)廠商主要集中在：北美、瑞典、英國和日本。具有代表性的廠家：英國的寶曼（具有代表性的廠家：英國的寶曼（BOWMANBOWMAN）公司、美國的卡普斯通）公司、美國的卡普斯通 （CAPSTONECAPSTONE）和霍尼韋爾（）和霍尼韋爾（HONEYWELLHONEYWELL）公司。）公司。已商業(yè)化的容量為已商業(yè)化的容量為2525100kW100kW，目前正在開發(fā)，目前正在開發(fā)200200400kW400kW的微型燃?xì)廨啓C。的微型燃?xì)廨啓C。我國的現(xiàn)狀：我國已

48、經(jīng)具備一定的研究和生產(chǎn)能力，生產(chǎn)與制造水平有了我國的現(xiàn)狀：我國已經(jīng)具備一定的研究和生產(chǎn)能力，生產(chǎn)與制造水平有了長足的進步。長足的進步。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)56機械工業(yè)出版社國產(chǎn)國產(chǎn)QD70QD70燃?xì)廨啓C燃?xì)廨啓C主要技術(shù)指標(biāo)：主要技術(shù)指標(biāo)：輸出功率：輸出功率：7060KW/7060KW/最大最大8000KW8000KW，熱效率熱效率3131，空氣流量，空氣流量29Kg/s29Kg/s，動力渦輪轉(zhuǎn)速：動力渦輪轉(zhuǎn)速：8300r/min8300r/min。 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)57機械工業(yè)出版社1. 1. 微型燃

49、氣輪機的微型燃?xì)廨啓C的工作原理工作原理微型微型燃?xì)廨啓C是一種將氣體或液體燃料（如天然氣、燃油）燃燒產(chǎn)生的熱燃?xì)廨啓C是一種將氣體或液體燃料（如天然氣、燃油）燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的旋轉(zhuǎn)式葉輪動力機械裝置能轉(zhuǎn)化為機械能的旋轉(zhuǎn)式葉輪動力機械裝置。主要結(jié)構(gòu)有主要結(jié)構(gòu)有3部分：壓氣機（空氣壓縮機）、燃燒室、透平（動力渦輪）。部分：壓氣機（空氣壓縮機）、燃燒室、透平（動力渦輪）。微型燃?xì)廨啓C的核心技術(shù)包括：利用空氣軸承保持一個整體化的高速轉(zhuǎn)子微型燃?xì)廨啓C的核心技術(shù)包括：利用空氣軸承保持一個整體化的高速轉(zhuǎn)子在在6 61515萬萬r/minr/min狀態(tài)下運行，驅(qū)動小型永磁式中頻發(fā)電機發(fā)電。狀態(tài)下運行，驅(qū)

50、動小型永磁式中頻發(fā)電機發(fā)電。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)58機械工業(yè)出版社微燃機及其渦輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)微燃機及其渦輪發(fā)電機結(jié)構(gòu) 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)59機械工業(yè)出版社回?zé)嵯到y(tǒng)回?zé)嵯到y(tǒng) 在回?zé)嵯到y(tǒng)中，透平（動力渦輪機）產(chǎn)生的煙氣溫度很高，通常被排在回?zé)嵯到y(tǒng)中，透平（動力渦輪機）產(chǎn)生的煙氣溫度很高，通常被排入大氣中或再加以回收利用（如利用余熱鍋爐進行聯(lián)合循環(huán)）。入大氣中或再加以回收利用（如利用余熱鍋爐進行聯(lián)合循環(huán)）。 微型燃機的余熱可用于船舶、汽車動力，制冷、采暖，以及生產(chǎn)凈水。微型燃機的余熱可用于船舶、汽車動力，制冷、采

51、暖，以及生產(chǎn)凈水。通過能源的梯級利用，燃料通過熱電聯(lián)產(chǎn)裝置發(fā)電后，變?yōu)榈推肺坏臒嵬ㄟ^能源的梯級利用，燃料通過熱電聯(lián)產(chǎn)裝置發(fā)電后，變?yōu)榈推肺坏臒崮苡糜诓膳?、生活供熱等用途的供熱，這一熱量也可驅(qū)動吸收式制冷機，能用于采暖、生活供熱等用途的供熱，這一熱量也可驅(qū)動吸收式制冷機，用于夏季的空調(diào)，從而形成熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)。用于夏季的空調(diào)，從而形成熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)。 為了協(xié)調(diào)熱、電和冷三種動態(tài)負(fù)荷，實現(xiàn)最佳的整體系統(tǒng)經(jīng)濟性，系為了協(xié)調(diào)熱、電和冷三種動態(tài)負(fù)荷，實現(xiàn)最佳的整體系統(tǒng)經(jīng)濟性，系統(tǒng)往往需要設(shè)置壓縮式制冷機和鍋爐，甚至蓄能裝置等。統(tǒng)往往需要設(shè)置壓縮式制冷機和鍋爐，甚至蓄能裝置等。 第第7章章 分布式能源

52、的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)60機械工業(yè)出版社2. 2. 微型燃?xì)廨啓C發(fā)電機組的特點微型燃?xì)廨啓C發(fā)電機組的特點（1 1）與往復(fù)式燃機相比，微型燃機具有以下優(yōu)點：）與往復(fù)式燃機相比，微型燃機具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、是傳統(tǒng)燃機體積的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、是傳統(tǒng)燃機體積的1/41/4；使用多種燃料、排放低，尤其是使用天然氣；使用多種燃料、排放低，尤其是使用天然氣；可多臺組合運行，加上蓄熱水柜，能夠靈活、可靠地對不斷變化中的可多臺組合運行，加上蓄熱水柜，能夠靈活、可靠地對不斷變化中的熱、電需求進行適時調(diào)節(jié)；熱、電需求進行適時調(diào)節(jié)；能通過電話線和遠(yuǎn)程計算機通信系統(tǒng)實現(xiàn)自

53、動運行、無需人員值守，能通過電話線和遠(yuǎn)程計算機通信系統(tǒng)實現(xiàn)自動運行、無需人員值守，運行費用低；運行費用低；燃?xì)獠挥迷鰤?，可以直接從燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)取氣，也可從低壓管網(wǎng)送氣；燃?xì)獠挥迷鰤?，可以直接從燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)取氣，也可從低壓管網(wǎng)送氣；第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)61機械工業(yè)出版社直燃機可實現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)，也可通過生產(chǎn)熱水，與熱水空調(diào)組合運行；直燃機可實現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)，也可通過生產(chǎn)熱水，與熱水空調(diào)組合運行；投資低，用戶端的能量利用效率高，設(shè)備運行效費比高；投資低，用戶端的能量利用效率高，設(shè)備運行效費比高；環(huán)境效益極佳，氮氧化物的排放量僅為環(huán)境效益極佳，氮氧化物的排放量

54、僅為25mg25mgL L，是燃?xì)忮仩t無法相，是燃?xì)忮仩t無法相比的；比的；無振動、壽命長、運行成本低；設(shè)計簡單、備用件少、生產(chǎn)成本低；無振動、壽命長、運行成本低；設(shè)計簡單、備用件少、生產(chǎn)成本低；通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，即使不是滿載負(fù)荷運轉(zhuǎn)，效率也非常高。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，即使不是滿載負(fù)荷運轉(zhuǎn)，效率也非常高。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)62機械工業(yè)出版社（2 2） 與電站相比，微型燃?xì)廨啓C具有以下優(yōu)勢與電站相比，微型燃?xì)廨啓C具有以下優(yōu)勢沒有或很低的輸配電損耗；沒有或很低的輸配電損耗；可避免或延緩增加輸配電成本；可避免或延緩增加輸配電成本；利用燃機產(chǎn)生的熱煙氣可進行高效率的熱

55、電聯(lián)產(chǎn)；利用燃機產(chǎn)生的熱煙氣可進行高效率的熱電聯(lián)產(chǎn)；適合多種熱電比的變化，可使系統(tǒng)根據(jù)熱或電的需求進行調(diào)節(jié)，從而適合多種熱電比的變化，可使系統(tǒng)根據(jù)熱或電的需求進行調(diào)節(jié)，從而增加設(shè)備利用率；增加設(shè)備利用率；第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)63機械工業(yè)出版社用戶可自行控制；用戶可自行控制；可進行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質(zhì)量和性能；可進行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質(zhì)量和性能；分布式能源供給系統(tǒng)，具有靈活、安全、清潔、高效的特點；分布式能源供給系統(tǒng)，具有靈活、安全、清潔、高效的特點；在成本增加很小的情況下實現(xiàn)增加裝機容量，建設(shè)周期短、環(huán)保壓力在成本增加很小的情況下實現(xiàn)增加裝機容量，建

56、設(shè)周期短、環(huán)保壓力小、土建和安裝成本低。小、土建和安裝成本低。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)64機械工業(yè)出版社（3 3）主要缺點：）主要缺點：技術(shù)相對較新，甚至不成熟；技術(shù)相對較新，甚至不成熟；發(fā)電效率偏低，目前不超過發(fā)電效率偏低，目前不超過30%30%；高度依賴信息與電子技術(shù)，必須與因特網(wǎng)技術(shù)同步發(fā)展，依靠網(wǎng)絡(luò)和高度依賴信息與電子技術(shù)，必須與因特網(wǎng)技術(shù)同步發(fā)展，依靠網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)獲得遠(yuǎn)程監(jiān)控與技術(shù)支持。無線通信技術(shù)獲得遠(yuǎn)程監(jiān)控與技術(shù)支持。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)65機械工業(yè)出版社微型燃?xì)廨啓C的應(yīng)用范疇：微型燃?xì)廨啓C

57、的應(yīng)用范疇：分布式能源供給系統(tǒng)；移動電站；分布式能源供給系統(tǒng)；移動電站；不間斷供電系統(tǒng)；不間斷供電系統(tǒng)；航空工業(yè)用地面電力機組；航空工業(yè)用地面電力機組；軍隊、學(xué)校、醫(yī)院、機關(guān)、住宅等用戶的備用電源；軍隊、學(xué)校、醫(yī)院、機關(guān)、住宅等用戶的備用電源；新能源新能源/ /環(huán)保項目（垃圾填埋環(huán)保項目（垃圾填埋/ /生物應(yīng)用）等領(lǐng)域。生物應(yīng)用）等領(lǐng)域。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)66機械工業(yè)出版社7.2.4 7.2.4 微型燃?xì)獍l(fā)電機組的電氣系統(tǒng)與控制技術(shù)微型燃?xì)獍l(fā)電機組的電氣系統(tǒng)與控制技術(shù)微型燃?xì)廨啓C發(fā)電機組具有靈活使用的特點，結(jié)合信息技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，微型燃?xì)廨啓C發(fā)電

58、機組具有靈活使用的特點，結(jié)合信息技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在未來的能源系統(tǒng)中將占據(jù)重要的位置。在未來的能源系統(tǒng)中將占據(jù)重要的位置。 各類電力電子變換電源的構(gòu)成都離不開有源器件（電力電子器件、微電子各類電力電子變換電源的構(gòu)成都離不開有源器件（電力電子器件、微電子器件）和無源器件（電容、電阻、電感和變壓器），無源器件中的電器件）和無源器件（電容、電阻、電感和變壓器），無源器件中的電感、變壓器和電容器約占整機電源重量或體積的感、變壓器和電容器約占整機電源重量或體積的50%50%以上。以上。發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢： 微型燃機發(fā)電機組的中頻化（微型燃機發(fā)電機組的中頻化（1000Hz1000Hz以上）、中壓化（以上）

59、、中壓化（1000V1000V以上）以上） 提高發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和輸出電壓的幅值；提高發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和輸出電壓的幅值； 降低輸出電流、導(dǎo)線直徑和發(fā)熱。降低輸出電流、導(dǎo)線直徑和發(fā)熱。第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)67機械工業(yè)出版社微型燃機控制與電力變換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)微型燃機控制與電力變換系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)68機械工業(yè)出版社在開機啟動階段工作原理圖在開機啟動階段工作原理圖啟動啟動電動狀態(tài)電動狀態(tài)向逆變器提供向逆變器提供直流電直流電第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)69機械工業(yè)出版

60、社工作階段流程圖工作階段流程圖第第7章章 分布式能源的利用與控制技術(shù)分布式能源的利用與控制技術(shù)70機械工業(yè)出版社1. 1. 電源變換與控制系統(tǒng)的構(gòu)成與功能電源變換與控制系統(tǒng)的構(gòu)成與功能100kW100kW三相三相AC/DCAC/DC主變換器（整流器）主變換器（整流器）：將三相將三相5005001200Hz1200Hz、400400900V900V變化的交流電壓經(jīng)整流變?yōu)樽兓慕涣麟妷航?jīng)整流變?yōu)?40V540V直流電壓。直流電壓。100kW 100kW 三相三相DC/AC DC/AC 主變換器（逆變器）主變換器（逆變器）：將將540V540V直流電壓逆變?yōu)槿嘀绷麟妷耗孀優(yōu)槿?0Hz/400V