冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)介紹

天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)介紹一、技術(shù)背景熱電聯(lián)產(chǎn)（CombinedCoolingHeatingandPowe,CCHP）是一種建在能源梯級(jí)用概基礎(chǔ)上，將制、制熱（包括供暖和供熱水）及發(fā)電過(guò)程一體化的總能系統(tǒng)。其最大的特點(diǎn)就是對(duì)同品質(zhì)的能源進(jìn)梯級(jí)用， 溫比較高的、具有較大可用能的熱能被用來(lái)發(fā)電，溫比較低的低品位熱能則被用來(lái)供熱或制。這樣僅提高能源的用效，而且減少碳化物和有害氣體的排放，具有好的經(jīng)濟(jì)效和社會(huì)效。初期的熱電聯(lián)產(chǎn)是在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它將熱電聯(lián)產(chǎn)與吸收式制相結(jié)合，使熱電廠在生產(chǎn)電能的同時(shí)供熱和制，故初期只足于熱電廠。隨著分布式供電概的提出，熱電聯(lián)產(chǎn)得到新的發(fā)展，其中公布式供電是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模（數(shù)千瓦至50MW的小型模塊式）、分散式的方式布置在用戶附近，可獨(dú)輸出、熱、電能的系統(tǒng)。與常規(guī)的集中供電電站相比，其輸配電損耗較低甚至為，可按需要靈活運(yùn)排氣熱實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)或熱電三聯(lián)產(chǎn)，提高能源用，可廣泛運(yùn)用于同時(shí)具有電、熱需求的場(chǎng)所，如商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院等。1998 1月1日起實(shí)施的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第三十九條中指出：“國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展下通用節(jié)能技術(shù)：推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱，提高熱電機(jī)組的用， 發(fā)展熱能梯級(jí)用技術(shù)，熱、電、聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)，提高熱能綜合用 。政府有關(guān)部門(mén)十分重視熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，2000 8月22日有國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保局聯(lián)合發(fā)布計(jì)基礎(chǔ)（2000）1268號(hào)《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》，為熱電聯(lián)產(chǎn)和熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展提供法和政策保證。二、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的類型天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的模式有許多種，無(wú)論哪種模式包括動(dòng)設(shè)備和發(fā)電機(jī)、制系統(tǒng)及余熱回收裝置等主要裝置。動(dòng)設(shè)備主要有燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微燃機(jī)及燃電池等，制裝置可選擇壓縮式、吸收式或其它熱驅(qū)動(dòng)制方式，主要采用溴化鋰吸收式制劑，包括單效、雙效、直燃機(jī)等。總的來(lái)說(shuō)，熱電聯(lián)產(chǎn)有以下幾個(gè)經(jīng)典模式：1）直燃型（煙氣型、余熱型）熱電三聯(lián)供。如燃?xì)廨啓C(jī)+余熱型溴化鋰熱水機(jī)組系統(tǒng)，燃?xì)廨啓C(jī)+排氣再燃型溴化鋰熱水機(jī)組系統(tǒng)，以及燃?xì)廨啓C(jī)+雙能源雙效直燃式溴化鋰熱水機(jī)組系統(tǒng)等。出口圖1所示°2）燃?xì)?蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)。即燃?xì)廨啓C(jī)+余熱鍋爐+汽輪發(fā)電機(jī)+蒸汽型吸收式制機(jī)組系統(tǒng)，如圖 2所示。3）內(nèi)燃機(jī)前置循環(huán)余熱用模式。如圖3所示。

圖1 燃?xì)廨啓C(jī)4煙氣型溴化鋰熱機(jī)組系統(tǒng)圖圖2燃?xì)廨啓C(jī)4余熱鍋爐+汽輪發(fā)電機(jī)4蒸汽型吸收式制機(jī)組系統(tǒng)圖圖3內(nèi)燃機(jī)+水水換熱器+煙氣型溴化包機(jī)組系統(tǒng)圖

三、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能原熱電三聯(lián)供系統(tǒng)工作過(guò)程如下：用天然氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谌細(xì)廨啓C(jī)中做功，將大約30%-40%的熱能轉(zhuǎn)換成高品位的電能，用余熱回收裝置將燃?xì)廨啓C(jī)排放的煙氣，缸套卻水，油器及中器打水的熱進(jìn)回收，這四種形式的熱中，前兩種是余熱回收的主要來(lái)源其中，煙氣溫一般400℃以上，可進(jìn)入余熱鍋爐制蒸汽或熱水，也可用于雙效吸收式制采暖供熱水；一級(jí)用后的低溫?zé)煔? 130-170℃)和缸套卻水(85-90℃)可用于單效吸收式制采暖供熱水，也可直接用換熱器進(jìn)采暖和供熱水。燃料J曷溫段中溫酸裂低溫段爐環(huán)情溫度除濕娟生活熱水爐驅(qū)動(dòng)熱泵。摳動(dòng)吸收式制冷機(jī)+燃料J曷溫段中溫酸裂低溫段爐環(huán)情溫度除濕娟生活熱水爐驅(qū)動(dòng)熱泵。摳動(dòng)吸收式制冷機(jī)+圖4熱電聯(lián)產(chǎn)能源梯級(jí)用示意圖從史學(xué)第一些來(lái)說(shuō)， 抖*聯(lián)戶的節(jié)能原就是能把能吃光榨盡。天然氣燃燒產(chǎn)生的熱能通過(guò)梯級(jí)用，使能源用達(dá)到80%以上，而且沒(méi)有輸電損耗。而大型發(fā)電廠的發(fā)電及一般為30%-47%。35%-55%，扣除廠用電和線損，終端的用效只能達(dá)到

30%-47%。用，帶來(lái)好的社會(huì)效。四、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)具有好的經(jīng)汴效，根據(jù)美國(guó)的調(diào)查數(shù)據(jù)，采用熱電三聯(lián)供系統(tǒng)分布式能源，寫(xiě)字樓類珪筑可減少運(yùn)營(yíng)成本12%，商場(chǎng)類珪筑可減少運(yùn)營(yíng)加本11%，醫(yī)院非珪筑可減少運(yùn)營(yíng)成本1,00021%，體育場(chǎng)館非珪筑可減少運(yùn)營(yíng)加本32%，酒店類珪筑可減少運(yùn)營(yíng)成本23%。1,00013years成本節(jié)約11%10years6.3years01^914years施10years6.3years01^914years施g4.7yeara圖5美國(guó)同類型建筑采用熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)成本比較此外，以一個(gè)負(fù)荷為2000kW的工廠為，天然氣的價(jià)格為3.0元/Nm3,電價(jià)為0.85元/kWh，天然氣的熱值為8500kcal/Nm3，^>蒸汽壓縮式制機(jī)組的性能系數(shù)為4.5，采用熱電聯(lián)產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效為24%，余熱回收為67%，余熱型溴化鋰機(jī)組制系數(shù)為1.25。承擔(dān)2000kW的負(fù)荷運(yùn)成本比較見(jiàn)表1（計(jì)算附屬設(shè)備的運(yùn)能耗）。從表中可以看出，采用熱電聯(lián)產(chǎn)可以節(jié)約成本約37%，工廠負(fù)荷需要時(shí)間為9個(gè)月，每月運(yùn)26天，每天24小時(shí)運(yùn)，這樣每節(jié)約的成本為：（378-239）x9x26x24=78萬(wàn)元天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，但同樣也有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：1）系統(tǒng)規(guī)模小，只能使用天然氣作為燃，過(guò)力對(duì)天然氣管道沒(méi)有覆蓋的區(qū)域，產(chǎn)產(chǎn)生可局限性；2）系統(tǒng)的初期投資大。這兩個(gè)缺點(diǎn)是可以彌補(bǔ)的。目前，國(guó)家大鼓勵(lì)的天然氣方面，天然氣為清潔能源，燃燒的排放能達(dá)到環(huán)保的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，緩解夏季電負(fù)荷，起到削峰填谷的作用。隨著“西氣東輸工程的開(kāi)展，城市的氣化會(huì)逐步提高，天然氣的供應(yīng)將會(huì)存在問(wèn)題。系統(tǒng)的初期投資大的問(wèn)題可以通過(guò)合同能源管很好的解決，現(xiàn)在合同能源管已經(jīng)得到飛速的發(fā)展，各方面的程序也已經(jīng)逐步完善，逐漸邁向系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化，這是一個(gè)雙贏的操作模式，所以熱電聯(lián)產(chǎn)的初期投資也會(huì)存在很大的問(wèn)題。、總結(jié)作為一種能源集成系