CCHP-冷熱電三聯(lián)供技術(shù)

分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)

Mr.Z2015-10-62021/5/910前言

分布式燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)（DES/CCHP）是一種建立在能量梯級利用概念基礎(chǔ)上，以天然氣為一次能源，同時產(chǎn)生電能和可用熱（冷）能的分布式供能系統(tǒng)。作為能源集成系統(tǒng)（IntegratedEnergySystems），冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)按照功能可分成三個子系統(tǒng)：動力系統(tǒng)（發(fā)電）、供熱系統(tǒng)（供暖、熱水、通風(fēng)等）和制冷系統(tǒng)（制冷、除濕等）。目前多采用燃?xì)廨啓C或燃?xì)鈨?nèi)燃機作為原動機，利用高品位的熱能發(fā)電，低品位的熱能供熱和制冷，從而大幅度提高系統(tǒng)的總能效率，降低了燃?xì)夤?yīng)冷熱電的成本。聯(lián)供技術(shù)的具體應(yīng)用取決于許多因素，包括：電負(fù)荷大小，負(fù)荷的變化情況、空間的要求、冷熱需求的種類及數(shù)量、對排放的要求、采用的燃料、經(jīng)濟性和并網(wǎng)情況等。2021/5/92

分布式燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)采用的燃?xì)廨啓C和內(nèi)燃機發(fā)電技術(shù)、余熱回收技術(shù)以及制冷技術(shù)多為成熟技術(shù)，以小規(guī)模（幾kW至數(shù)MW）分散布置的方式建在用戶附近，配置靈活，便于按冷、熱、電負(fù)荷的實際需要進行調(diào)節(jié)，不僅滿足了區(qū)域內(nèi)用戶的用能需求，還節(jié)省了大量的城市供熱管網(wǎng)建設(shè)和運行的費用，有助于電網(wǎng)和燃?xì)夤?yīng)的削峰填谷，減少碳化物及有害氣體的排放，產(chǎn)生良好的社會效益，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是未來能源技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，在商業(yè)、建筑能源系統(tǒng)中將得到廣泛的應(yīng)用。2021/5/931分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)概述

分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供（DES/CCHP）是最近幾年發(fā)展起來的新興技術(shù)，有其特定的產(chǎn)生背景和技術(shù)經(jīng)濟特點。對其推廣和應(yīng)用，一方面要合理使用，因地制宜，另一方面要提供良好的政策支持和專業(yè)可靠的技術(shù)支持。1.1分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)的發(fā)展背景分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)引起廣泛應(yīng)用與關(guān)注的時代背景是小型分布式供電方式成為電力工業(yè)新的發(fā)展方向，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中占有越來越重要的位置，同時季節(jié)性缺電成為一種急需解決的能源供需矛盾，節(jié)能成為時代發(fā)展的主題之一。2021/5/941.1.1供能系統(tǒng)分布化趨向

2003年8月18日的晚上，在紐約一片漆黑的夜空中，數(shù)以百計的點點亮光特別耀眼。那是一些建筑物配置的分布式供能系統(tǒng)在美加大停電中留下令人印象深刻的一幕。安全性是分布式功能最重要的特點之一，同時，分布式功能系統(tǒng)還具有節(jié)約聯(lián)網(wǎng)成本、環(huán)境污染少、調(diào)峰性好、調(diào)度靈活以及節(jié)約土地資源等諸多優(yōu)點。對目前世界能源產(chǎn)業(yè)面臨亟待解決的四大問題：合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、進一步提高能源利用效率、改善能源產(chǎn)業(yè)的安全性、解決環(huán)境污染，單一的大電網(wǎng)集中供電解決上述問題存在困難，而分布式供電系統(tǒng)恰好可以在提高能源利用率、改善安全性與解決環(huán)境污染方面做出突出的貢獻。因此，大電網(wǎng)與分散的小型分布式供電方式的合理結(jié)合，被全球能源、電力專家認(rèn)為是投資省、能耗低、可靠性高的靈活能源系統(tǒng)，成為二十一世紀(jì)電力工業(yè)的發(fā)展方向?？v觀西方發(fā)達國家的能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程，可以發(fā)現(xiàn)：它經(jīng)歷了從分布式供電到集中式供電，又到分布式供電方式的演變。造成這種現(xiàn)象不僅僅是由于生活水平提高的需求，而且也是集中式供電方式自身所固有的缺陷造成的。因此，雖然從目前能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況來看，集中式供電是我國能源系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，但從長遠(yuǎn)看，構(gòu)造一個集中式供電與分布式供電相結(jié)合的合理能源系統(tǒng)，增加電網(wǎng)的質(zhì)量和可靠性，將為能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。2021/5/951.1.2天然氣使用推廣天然氣作為一種清潔、便利的能源，其使用范圍越來越廣，利用規(guī)模也越來越大。天然氣發(fā)電是緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例，減少環(huán)境污染的有效途徑，且從經(jīng)濟效益看，天然氣發(fā)電的單位裝機容量所需投資少，建設(shè)工期短，調(diào)峰性能好。天然氣大量用于化工工業(yè)，天然氣是制造氮肥的最佳原料，具有投資少、成本低、污染少等特點。天然氣占氮肥生產(chǎn)原料的比重，世界平均為80%左右。以天然氣代替汽車用油，具有價格低、污染少等優(yōu)點。隨著石油資源的相對緊張，開發(fā)潛力極大的天然氣已成為現(xiàn)代能源結(jié)構(gòu)中重要的組成部分。目前世界各國都在加快進行開采和進口量，推廣使用天然氣。我國天然氣資源的開發(fā)和引進也已進入了一個快速發(fā)展的新階段。如何高效、經(jīng)濟地利用天然氣已經(jīng)成為天然氣下游市場開拓的關(guān)鍵問題。2021/5/96

在天然氣氣源充足的情況下，由于LNG、PNG的價格比氣井天然氣高出數(shù)倍，因此用于化工業(yè)是不經(jīng)濟的。除了一部分提供給工業(yè)生產(chǎn)部門供燃燒外，絕大部分（70%以上）須通過發(fā)電和民用燃料環(huán)節(jié)消耗。居民用城市燃?xì)獾臄?shù)量不大，且發(fā)展?jié)摿ν怯邢薜模虼隧毻ㄟ^建大規(guī)模天然氣電廠和發(fā)展DES/CCHP系統(tǒng)實現(xiàn)。由于目前煤電技術(shù)較為成熟，能源量穩(wěn)定，發(fā)電成本較低，天然氣發(fā)電主要用于季節(jié)性的調(diào)峰。因此分布式燃?xì)夤┠芟到y(tǒng)成為天然氣推廣中重點發(fā)展的一個利用場合，它具有環(huán)保、社會、經(jīng)濟的三重效益。1.1.3電力和天然氣的季節(jié)性峰谷差隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，我國能源、電力消費快速增長，電力供應(yīng)缺口逐年拉大，特別是季節(jié)峰谷性缺電明顯。目前建筑耗能占社會總能耗的20.7%，而供熱與空調(diào)能耗占建筑能耗的65%。居民所用電空調(diào)比例幾乎為100%，商用空調(diào)約80%是電空調(diào)，電力高峰負(fù)荷出現(xiàn)在夏季，其中40%的電力負(fù)荷是用于電制冷空調(diào)的。此時如果不高度重視節(jié)能以及改善能源消費結(jié)構(gòu)，能源、電力的供需矛盾將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2021/5/97

同時，我國城市冬季供暖多采用燃煤、燃?xì)鉄崴仩t或蒸汽鍋爐，生活熱水常采用燃?xì)庠罴叭細(xì)鉄崴髦迫?。冬季氣溫較低，取暖和生活熱水使用量增大，造成了燃?xì)庑枨罅康募竟?jié)性峰谷差，不利于燃?xì)夤?yīng)的穩(wěn)定性。分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)利用了燃?xì)夂碗娏竟?jié)性峰谷差互補的特點，將夏季一部分電力高峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移到燃?xì)馍蟻?，有利于季?jié)調(diào)峰，改善能源供給結(jié)構(gòu)。1.1.4能源利用效率的要求在能源利用效率方面，我國的萬元GDP能耗與發(fā)達國家相比，存在巨大差距。全國平均能源利用總效率為33.4%左右，與國際先進水平的50~55%相比，還有較大差距。提高單位GDP能耗和整體的能源利用效率對實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，節(jié)能在我國現(xiàn)階段應(yīng)備受重視，任重道遠(yuǎn)。分別配備供電、供暖、制冷和供應(yīng)生活熱水的裝置，不但造價高，而且能源利用率低。目前的建筑能耗80%屬于低品位能量，目前多半采用電力和燃煤，“高質(zhì)低用”，屬于浪費。CCHP可以實現(xiàn)能源梯級利用，提高整體能源利用率，起到節(jié)能的作用。2021/5/981.2分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)構(gòu)成與特點分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)主要由燃機設(shè)備和余熱利用設(shè)備構(gòu)成，有多種組織形式，在應(yīng)用中有鮮明的優(yōu)缺點，推廣和規(guī)劃時應(yīng)予以充分考慮。1.2.1系統(tǒng)的基本組成燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)由燃機設(shè)備和余熱利用設(shè)備構(gòu)成，其中燃機設(shè)備是系統(tǒng)的核心，包括燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機等。余熱利用設(shè)備包括余熱鍋爐、吸收式制冷機、換熱裝置、電制冷機，燃?xì)忮仩t等。燃機通過燃燒天然氣發(fā)電后，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑腿胗酂崂迷O(shè)備，冬季可用于取暖，夏季可用于供冷，還可生產(chǎn)生活熱水，驅(qū)動熱量不足部分可由補燃的燃?xì)膺M行供應(yīng)。根據(jù)項目的條件，聯(lián)供系統(tǒng)及其設(shè)備配置可作多種形式的變化，如可采用冰蓄冷裝置、蓄熱裝置、熱泵等，提高系統(tǒng)的整體能源利用效率。2021/5/991.2.2系統(tǒng)的類別形式分布式天然氣冷熱電聯(lián)供的系統(tǒng)形式很多，根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電機種類、余熱利用設(shè)備種類、發(fā)電機與市電的關(guān)系和系統(tǒng)運行時間不同來劃分。根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電機種類劃分，有燃?xì)廨啓C冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、燃?xì)鈨?nèi)燃機冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、微燃機冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、燃料電池冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)等。根據(jù)余熱利用設(shè)備種類劃分，有傳統(tǒng)余熱鍋爐+吸收式制冷機組系統(tǒng)（含熱水型和蒸汽型）、補燃型余熱鍋爐+吸收式制冷機組系統(tǒng)、余熱吸收式制冷機組系統(tǒng)等。根據(jù)發(fā)電機與市電的關(guān)系劃分，有發(fā)電機與市電并網(wǎng)運行方式和發(fā)電機與市電切網(wǎng)運行兩種方式。根據(jù)系統(tǒng)運行時間不同劃分，有全年連續(xù)運行和季節(jié)性間歇運行兩種系統(tǒng)，前者發(fā)電機組全年不關(guān)機，后者一般采暖季和制冷季運行，過渡季不運行。還有一些系統(tǒng)為每天間歇運行方式，后半夜電負(fù)荷低時，發(fā)電機組關(guān)機。2021/5/9101.2.3系統(tǒng)的特點分布式燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括：1．峰谷差調(diào)節(jié)作用。燃?xì)庳?fù)荷與電力負(fù)荷在季節(jié)上大致呈互補關(guān)系，運行期間用氣量穩(wěn)定，減少了兩方面各自的季節(jié)峰谷差。2．能源利用總效率高，冷、熱、電成本互攤，較為經(jīng)濟。3．可作備用電源，提高供電安全性。設(shè)備能快速啟動，冷態(tài)啟動僅40min，能起到可靠的備用電源作用，在電網(wǎng)崩潰和意外災(zāi)害（例如地震、暴風(fēng)雪、人為破壞、戰(zhàn)爭）情況下，可維持重要用戶的供電。4．無輸配電損耗，同時節(jié)約了變電設(shè)備和電網(wǎng)建設(shè)費用。減少了輸熱損失和熱網(wǎng)費用。就近供電減少了大容量遠(yuǎn)距離高壓輸電線的建設(shè)，不僅減少了高壓輸電線的電磁污染，也減少了高壓輸電線的征地面積和線路走廊及線路上樹木的砍伐，利于環(huán)保。5．資金密度低，建設(shè)周期短，正常情況下投資回收快。微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用于賓館、商業(yè)區(qū)及住宅區(qū)的保值回收期為3～6年間。系統(tǒng)具有較好的經(jīng)濟可行性。2021/5/911分布式燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)的其他優(yōu)點還包括：1．可以滿足特殊場合的需求，例如在電網(wǎng)覆蓋率不高的地區(qū)、分散的用戶、安全要求高的場合等。2．可帶動燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐、制冷機等制造業(yè)的發(fā)展，每年創(chuàng)造GDP上百億元。3．使用靈活，可根據(jù)實際負(fù)荷需要自由啟停。發(fā)電機組和空調(diào)機組均可單獨運行，滿足冷、熱、電負(fù)荷需要。4．燃?xì)廨啓C可使用多種燃料，燃料消耗率低，排放低，尤其是使用天然氣。2021/5/912分布式燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)的主要缺點包括：1．對熱負(fù)荷要求高。使用CCHP的先決條件是有較大的熱負(fù)荷，同時要求冷熱負(fù)荷穩(wěn)定。雖然微型燃機發(fā)電效率己從17%-20%上升到當(dāng)前的26%-30%，但以微型燃?xì)廨啓C作為動力的簡單的分布式供電系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)功效率依然遠(yuǎn)小于大型集中供電電站。三聯(lián)供系統(tǒng)如果僅作為發(fā)電使用不考慮利用余熱的效益，則發(fā)電成本高于目前市電平均價格，單獨發(fā)電是不經(jīng)濟的。對于熱負(fù)荷變化較大的建筑物或者負(fù)荷率很低的場所，能源綜合利用效率一般很難達到期望的效果，并且發(fā)電機的使用壽命也會受到影響。2．系統(tǒng)成本的經(jīng)濟性受政府行為干預(yù)的影響大。

CCHP成本中燃料占67%~78%，其經(jīng)濟效益受市場燃料與用電價格（電價、氣價、熱價）的影響（希望的大趨勢是電價上漲、氣價下跌），這些與政府定價因素有關(guān)，在中國氣電比價高的特點下更是如此。從天然氣公司得到的供氣價格高于燃?xì)怆姀S價格，增加了發(fā)電使用成本。能否采用燃?xì)饧竟?jié)性差價等優(yōu)惠制度很重要。

CCHP的推廣要求一定的優(yōu)惠政策，使投資商在貸款準(zhǔn)入、稅收方面給以優(yōu)惠。否則結(jié)果很可能是能源利用率上升了，財務(wù)上卻虧空了。投資商要求投資回收年限短。2021/5/9133．受氣源參數(shù)的局限性較大。大型燃?xì)廨啓CDES2MPa以上。一般分布式功能系統(tǒng)所需的16kg/cm2及以上壓力的天然氣不能進入城市市區(qū)，這意味著只能從周圍低壓管道中抽氣再增壓供氣，然而，這種運行方式對其他燃?xì)庥脩粲泻斡绊懸M一步評估。增設(shè)天然氣增壓站投資大（預(yù)計200—300萬元需3年左右收回）、施工時間長，增加了設(shè)備（壓縮機、儲氣罐、控制系統(tǒng)等）需管理、維護。4．NOx排放造成的環(huán)境污染。雖然系統(tǒng)發(fā)電的排放量比采用以煤為燃料的火電機組發(fā)電少得多，但只要有高溫燃燒，就會產(chǎn)生NOx，分布式發(fā)電大多布置在城市中，增加了城市中NOx的排放量，使環(huán)保狀況變壞，城市中過多的CCHP還會產(chǎn)生熱島效應(yīng)，使城市氣溫升高。2021/5/914分布式燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)的其他缺點包括：1．國內(nèi)缺乏生產(chǎn)小型、微型燃?xì)廨啓C的能力，靠進口成本高。2．自備發(fā)電系統(tǒng)的上網(wǎng)未予標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。有電壓調(diào)整、諧波污染、破壞繼電保護和短路電流、鐵磁諧振、控制調(diào)節(jié)與可靠性等一系列并網(wǎng)問題有待解決。3．冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)主要針對單一用戶，而這種負(fù)荷隨環(huán)境溫度劇烈變化，與傳統(tǒng)大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)相比，不存在“同時使用系數(shù)”，供需間的緩沖余地明顯降低。因此與傳統(tǒng)熱力系統(tǒng)相比，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)常處于非設(shè)計工況運行模式，其全工況的特性相對設(shè)計工況就更加重要和有意義。4．有可能出現(xiàn)運營商為盡早收回投資而利用優(yōu)惠政策大量單純發(fā)電的現(xiàn)象。這樣反而違背了投建DES/CCHP的初衷。2021/5/9151.3分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)對用戶的用能特點有一定要求，因此在一定的適用場合才能保證其技術(shù)合理性和及經(jīng)濟合理性。作為分布式能源發(fā)展的一個重要方向，在國內(nèi)外都已有了不少實際應(yīng)用，并且發(fā)展?jié)摿艽蟆?.3.1適用領(lǐng)域及場合根據(jù)國內(nèi)外已實施的三聯(lián)供系統(tǒng)情況和工程實踐，認(rèn)為CCHP要求的用能特點為：天然氣供應(yīng)充足，用電、用冷負(fù)荷都非常集中。夏季以空調(diào)制冷為主、伴有部分蒸汽和生活熱水需求，供冷時間長，單位面積負(fù)荷大，同時冬季供暖時間較長。應(yīng)用對象組織性強，機構(gòu)統(tǒng)一，便于集中控制和管理。特別是氣電價比低的地區(qū)采用CCHP經(jīng)濟效益極好。2021/5/916

在工業(yè)園區(qū)和城市商業(yè)（住宅）區(qū)可發(fā)展50～100MW左右規(guī)模的DES/CCHP；而在一些單獨的商業(yè)建筑或工廠可以建立數(shù)百到數(shù)千kW的DES/CCHP。國際能源署也建議與美、歐、日目前的DES不同，中國必須發(fā)展50MW左右的DES/CCHP，作為天然氣下游高效利用的重要途徑。典型的應(yīng)用場合有：1．用于人口稠密的城市商業(yè)中心、住宅小區(qū)、酒店商廈、快餐店、醫(yī)院等需要洗澡和生活熱水、除濕熱源的場合。機場、大學(xué)、機關(guān)等公用事業(yè)單位。這些單位用電、用冷負(fù)荷都非常集中，便于集中控制和管理。分布式能源站夏季以集中供冷為主，供冷時間長，單位面積負(fù)荷大，冷負(fù)荷主要為內(nèi)部負(fù)荷，伴有部分蒸汽和生活熱水需求，空調(diào)能耗季節(jié)性較強。冬季供暖時間也長，商業(yè)中心電價高，采用分布式能源站經(jīng)濟效益極好。2．用于原有的區(qū)域小型柴油機和燃?xì)廨啓C站的改造、小鍋爐煤改氣改造。如果用戶原有柴油發(fā)電機，只要進行改造，就能滿足使用天然氣作為燃料的要求。還可用于現(xiàn)有的城區(qū)內(nèi)工業(yè)燃煤熱電聯(lián)供機組的替代。2021/5/9173．用于有冷熱負(fù)荷要求的工業(yè)園區(qū)，工業(yè)用戶裝機容量約是民用的4倍，潛力極大。煉油和石油化學(xué)工業(yè)是天然氣最大的工業(yè)市場。中國煉油量近期3~4億噸/年，沿海和油氣田附近的煉油廠部分替代燒掉的重油和煉廠氣中可用的乙烯和制氫原料，約需1500~2000萬噸/年天然氣；并可使能源效率大大提高。建材、食品、造紙、冶金等過程工業(yè)和工業(yè)園區(qū)，特別是在沿海地區(qū)不可能再繼續(xù)燒煤的工業(yè)，都有類似的潛力，因為天然氣總是比燃料油價格低。電子、家電、輕工等離散制造業(yè)工業(yè)園區(qū)也有一定需求。4．用于集合、慶典、運動會等須保證供電安全的場合（固定或車載），以及醫(yī)院、銀行等須保證供電安全的單位。5．新開發(fā)的城區(qū)和房地產(chǎn)小區(qū)。出于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，新開發(fā)的城鎮(zhèn)過程不應(yīng)當(dāng)走燒煤污染或低效率單燒液化天然氣的老路，也不應(yīng)當(dāng)采用分體式空調(diào)或窗式空調(diào)。2021/5/9181.3.2已建和籌建項目一、國際上一些國家的DES/CCHP發(fā)展情況美國至2000年商業(yè)CCHP達980座，共4.9GW；工業(yè)CCHP達1016座，共45.5GW。2003年DES/CCHP裝機容量56GW，占總電力的7%；發(fā)電量310億千瓦時，占總電量的9%。計劃2010年達92GW，占總電力的14%；2020年達187GW，占總電力的29%；日本至2003年CCHP裝機6.5GW，其中建筑項目1.43GW。荷蘭至1998年CCHP裝機7GW，占總電力的48.2%。英國2000年4.76GW，計劃到2010年發(fā)展至10GW。二、我國的已建及在建CCHP項目北京已建及在建CCHP項目：北京中關(guān)村國際商貿(mào)城一期（在建），中國科技促進大廈（在建），北京市燃?xì)饧瘓F監(jiān)控中心（已建成投用），北京次渠門站綜合樓項目（已建成投用），奧運能源展示中心（在建），中關(guān)村軟件園軟件廣場（在建），清華文津國際公寓能源站（在建），寶能熱力公司三聯(lián)供項目（在建），培新業(yè)務(wù)樓三聯(lián)供項目（在建），水利醫(yī)院三聯(lián)供項目（在建），中關(guān)村國際生命醫(yī)療園（籌建）等。2021/5/919

上海已建及在建CCHP項目：黃埔中心醫(yī)院（已建成），浦東國際機場（已建成投用），上海交大軟件大樓（已建成投用），上海淑雅良子健康中心（已建成投用），閔行中心醫(yī)院（已建成投用），上海理工大學(xué)（已建成投用），上海天座大酒店（已建成投用）。上海計劃到2010年裝機量達300MW，2020年裝機量達1GW。廣州已建及在建CCHP項目：廣州大學(xué)城（已建成投用），廣東東莞鞋廠（已建成投用），廣東鋁業(yè)集團（已建成投用），廣東某藥業(yè)集團（在建）等。其他地區(qū)已建及在建CCHP項目：武漢王家墩中央商務(wù)區(qū)首期工程（已建成投用），杭州贊成賓館（已建成投用）等。2021/5/920表1-1是目前我國部分已建成DES/CCHP項目技術(shù)指標(biāo)。2021/5/9211.3.3推廣中的問題與對策目前中國發(fā)展燃?xì)饫錈犭娐?lián)供分布式能源尚存在一些障礙和問題需要解決：1．政府要合理制定天然氣與電力的比價，鼓勵使用清潔能源，制定適合節(jié)能機制的稅務(wù)、價格、補貼等優(yōu)惠政策；對DES實行鼓勵稅收政策，實行項目優(yōu)惠貸款和進口設(shè)備關(guān)稅、增值稅減免政策；通過優(yōu)惠稅收政策和補貼支持對燃?xì)馊∨椭评浼夹g(shù)的開發(fā)；提供銀行貸款擔(dān)?；蛴蓢议_發(fā)銀行提供低息貸款；DES項目給予優(yōu)先立項權(quán)。2．要研制高性能的冷熱電聯(lián)供裝置。對于發(fā)電裝置，主要是完善傳統(tǒng)技術(shù)，發(fā)展新技術(shù)，研制新型的、低噪聲、高效率的發(fā)電裝置。對于制冷裝置，主要是改進制冷循環(huán)系統(tǒng)的性能。3．分布式供能系統(tǒng)和低壓電網(wǎng)的并網(wǎng)運行，既有技術(shù)問題，也有現(xiàn)有法規(guī)方面的障礙。要研究分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并入電網(wǎng)的技術(shù)措施和經(jīng)濟措施，并制定有利于建筑冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)展的政策法規(guī)。4．分布式供能系統(tǒng)的社會化服務(wù)程度低下。冷熱電聯(lián)供裝置要比電力空調(diào)、電鍋爐等復(fù)雜得多，要建立有資質(zhì)，有技術(shù)和有誠信的分布式能源系統(tǒng)的專業(yè)服務(wù)公司，可以承擔(dān)設(shè)計、施工、運行、維護。2021/5/9225．主機及其他設(shè)備的國產(chǎn)化。目前，設(shè)備大多靠進口，價格貴1倍以上。氣價居高不下，影響到業(yè)主投資和運行成本偏高，業(yè)主投資不容易下得了決心。為了降低投資，設(shè)備的國產(chǎn)化是重要環(huán)節(jié)。正在開始的國產(chǎn)化進程必須加快。6．分布式供能系統(tǒng)大多燃用天然氣，其氣源的局限性較大。這種局限性包括供氣管路系統(tǒng)、供氣壓力和流量能否滿足系統(tǒng)需要。天然氣公司應(yīng)帶頭支持或投資DES項目，包括給予DES用氣與大型電站同價，氣量保證穩(wěn)定供應(yīng)，供氣壓力保證干管供氣，大型燃?xì)廨啓CDES2Mpa以上。2021/5/9231.3.4現(xiàn)有的政策支持自1998年起施行的《能源法》中第三十九條明確國家鼓勵發(fā)展推廣熱電聯(lián)供、集中供熱，提高熱電機組的利用率，發(fā)展熱能梯級利用技術(shù)，熱、電、冷聯(lián)供技術(shù)和熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)，提高熱能綜合利用率。把對一種技術(shù)、一種生產(chǎn)方式的鼓勵以法律形式明確下來的做法，是不多見的。可見，國家對熱電聯(lián)供及由之進一步發(fā)展的相關(guān)通用節(jié)能技術(shù)的重視。國家有關(guān)部門和各級地方政府積極推廣、發(fā)展熱、電、冷聯(lián)供技術(shù)并以政府財政補貼、融資支持等經(jīng)濟政策支持相結(jié)合使之落到實處。為促進上海市實現(xiàn)能源的綜合利用，優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，推進循環(huán)經(jīng)濟和資源節(jié)約型城市的建設(shè)，根據(jù)上海市發(fā)展和改革委員會滬發(fā)改能源（2004）019號《關(guān)于印發(fā)燃?xì)饪照{(diào)和分布式供能系統(tǒng)協(xié)調(diào)推進工作會議紀(jì)要的通知》，上海市建設(shè)和管理委員會滬建（2005）54號文的精神，在上海市科學(xué)技術(shù)委員會支持下，上海市電力公司會同有關(guān)單位組成了規(guī)程編制組，制定了《分布式供能系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》，已于2005年8月1日起正式實施。2021/5/924上海市鼓勵分布式供能的政策支持還有：

2004~2007年，單機規(guī)模在1萬千瓦以下的燃?xì)夥植际焦┠芟到y(tǒng)項目的設(shè)備投資補貼：每千瓦裝機容量補貼人民幣700元。建設(shè)分布式供能系統(tǒng)的進口自用設(shè)備，除國家規(guī)定不能免稅的設(shè)備外，經(jīng)批準(zhǔn)可予免征關(guān)稅和進口環(huán)節(jié)增值稅。對燃?xì)夥植际焦┠芟到y(tǒng)用戶實行季節(jié)性差異氣價，氣價可能下調(diào)15%左右?？傮w氣價全年平均的降幅大概在1%左右。氣價的差異主要有兩個原則，首先是淡季、旺季有差異，而另外一個原則就是用氣量越大價格越低，設(shè)備的運行時間越長，價格越低。對于列入合同能源管理示范項目的單位，市財政部門根據(jù)上報的計劃給予一部分專項補助。對于列入市技改項目的可在進口設(shè)備的關(guān)稅和上交的所得稅中最高可享受固定資產(chǎn)投資總額40%，為期五年的退稅優(yōu)惠。根據(jù)上海市政局編制的《上海市燃?xì)饪照{(diào)、分布式燃?xì)鉄犭娐?lián)供系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃》，遠(yuǎn)期規(guī)劃到2020年，燃?xì)饪照{(diào)和分布式熱電聯(lián)供的裝機容量分別達到600萬千瓦和60萬千瓦。其中燃?xì)饪照{(diào)占中央空調(diào)比例達到20%；天然氣用氣量分別達到58億立方米和88億立方米，約占天然氣總用氣量150億的10%左右。折合電力負(fù)荷220萬千瓦，約占城市電力總需求量3100萬千瓦的7%。2021/5/9252分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的節(jié)能效益

與集中式發(fā)電遠(yuǎn)程送電比較，DES/CCHP可以大大提高能源利用效率。傳統(tǒng)的大型發(fā)電廠的發(fā)電效率一般為35%～55%；扣除廠用電和線損率，終端的利用效率只能達到30%～47%。而DES/CCHP系統(tǒng)把發(fā)電排放的熱能，通過供熱或轉(zhuǎn)換后供冷，實現(xiàn)能源的多級利用，能源利用率可達85%，沒有或僅有很低的輸電損耗和輸熱（冷）損失；而傳統(tǒng)的輸配電路損耗高達10%左右。2.1從能源質(zhì)的角度力學(xué)第一定律是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象上的應(yīng)用，它揭示了能量在量上的特性.熱力學(xué)第二定律涉及能量傳遞的方向和深度的問題，是能量在質(zhì)上的特性。所謂能的質(zhì)量是指能的品位或能的可用性。能量在其傳遞或轉(zhuǎn)換過程中，品質(zhì)是逐漸降低的，即能量貶值。2021/5/9262.2.1系統(tǒng)經(jīng)濟傭效率計算傳統(tǒng)熱力裝置能源利用性能評價準(zhǔn)則〔多為總能利用效率，又稱為第一定律效率，其表達式如下：第一定律效率=（電力輸出＋熱能輸出十冷能輸出）／（消耗燃料量x燃料熱值）然而根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱與功并不等價，將它們相提并論常常會誤導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化。擁概念的提出使我們有可能將功與熱合理地合并到一個綜合評價指標(biāo)中，即擁效率。與第一定律效率相比，功與熱因各自不同的品位得到了區(qū)別對待，擁效率評價準(zhǔn)則顯然更加科學(xué)。第二定律效率＝（電力輸出＋熱傭輸出＋冷擁輸出）／（消耗燃料量x燃料擁）經(jīng)濟擁效率＝（電力輸出十熱能輸出xB＋冷能輸出xC）／（消耗燃料量x燃料熱值）式中系數(shù)B為熱、電售價之比，而C則為冷、電售價比。經(jīng)濟傭效率的優(yōu)點在于它與國民經(jīng)濟的收益密切相聯(lián)系，通過由價格最后反映出來的功與熱的貢獻（價值）不同及生產(chǎn)難易不同，從而能夠較好地反映出熱力裝置的能源利用優(yōu)劣。另外，與熱力學(xué)上的效率還有一定的聯(lián)系，有學(xué)術(shù)上的意義。當(dāng)然，經(jīng)濟傭效率應(yīng)用成功與否，與電／熱／冷三者之間的售價比確定是否合理有很大關(guān)系。由于目前尚未形成成熟的冷、熱價標(biāo)準(zhǔn)，上述系數(shù)的確定應(yīng)從實際情況出發(fā)，根據(jù)實際生活中社會對三者的需求性與價值觀選擇。2021/5/9272.1.2DES/CCHP的梯級用能中國建筑物能源需求的特點是暖通空調(diào)、熱水供應(yīng)、電氣、炊事各占用能的比例為65％、15％、14％、6%，其中80%屬于低品位能量，目前多半采用燃料和電力，“高質(zhì)低用”，屬于浪費。天然氣用來燒水做飯，雖說是一種非常理想的清潔燃料，但就其熱量利用效率來說是極其不合算的。利用天然氣產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈦砑訜釤崴_到80至100℃，從熱力學(xué)第二定律計算可知其利用效率極低。作為民用燃料又不得不使用。作為工業(yè)燃料直接燒鍋爐，將大量熱能浪費在煙氣中，更是極不經(jīng)濟的做法。所有的能量一旦從高品位到低品位了，很難再回收回來，這就是能源在質(zhì)量意義上的浪費。充分利用燃料的火用值不但是節(jié)能的關(guān)鍵，也是節(jié)錢的關(guān)鍵。例如需要用450~5000℃的高溫氣體加熱原料的陶瓷廠就是一個突出的例子，此時若前置燃?xì)廨啓C而以其排氣代替直接燃燒天然氣供應(yīng)高溫氣體，則天然氣的超高溫段（1200~5000℃）的焓值就可以100％用來發(fā)電。這是一個高位焓值不用白不用的例子。2021/5/928

天然氣作為能源利用的最高效率是電熱冷三聯(lián)供。從熱力學(xué)第一定律來說，它的節(jié)能原理就是能把能量吃光榨盡。從熱力學(xué)第二定律的角度來說，它充分的利用了高品質(zhì)的能量，同樣在能量質(zhì)的角度起到了節(jié)能效果。燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)根據(jù)“溫度對口、梯級利用”的原則，盡可能按照需求提供各子系統(tǒng)的輸入：高品位熱能（>450℃）優(yōu)先用于動力系統(tǒng)發(fā)電；中品位的熱能（溫度約在170～450℃）用于對口的中低溫區(qū)域的熱力循環(huán)系統(tǒng)；低品位的熱能（溫度一般低于170℃）用于低溫區(qū)域的熱力循環(huán)系統(tǒng)提供吸收式低溫?zé)崃康倪^程。將燃?xì)獍l(fā)電、供冷、供熱有機結(jié)合，梯級利用一次能源，其能源利用率將會比各種形式的熱電聯(lián)供高。天然氣在燃?xì)廨啓C里就有30~40%的能量轉(zhuǎn)化為電能，一次轉(zhuǎn)化的效率就高于一般火電廠的鍋爐蒸汽輪機機組的效率。再加上排出高溫?zé)煔猱a(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機發(fā)電，使能量利用率達到60%以上。剩余的能量還可以用來制冷，產(chǎn)生熱水，用于各種不同能級的用戶，系統(tǒng)能量梯級充分利用，使能量利用率達到80%以上的最高境界。這便是天然氣電熱冷三聯(lián)供的供能價格比燒煤還有競爭力的根本原因。2021/5/9292.2從能源量的角度從能源使用總量的角度考慮，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)綜合能源利用率高，節(jié)約了總的能源使用量，只要設(shè)計運行合理，在包括供冷期、供熱期在內(nèi)的整個運行區(qū)間內(nèi)均有較大的節(jié)能效益。同時，節(jié)能是一個相對的概念，要科學(xué)、客觀地對待各種指標(biāo)。2.2.1DES/CCHP的節(jié)能效果評價節(jié)能的基本分析方法是熱平衡法，這是建立在熱力學(xué)第一定律基礎(chǔ)上的能量分析方法，主要考察系統(tǒng)熱量的平衡關(guān)系，揭示能在數(shù)量上的轉(zhuǎn)換和利用情況，從而確定系統(tǒng)的能利用率或能效率（熱效率）。一次能源轉(zhuǎn)換成電能的比重已經(jīng)成為世界各國經(jīng)濟發(fā)展水平、能源使用效率的高低和環(huán)境保護好壞的一個重要標(biāo)志。為提高總能利用效率，在生產(chǎn)高品位的電能（即將其他能轉(zhuǎn)換為電能）的同時，采用冷熱電聯(lián)供（CCHP）的方式實施能源梯級利用，向用戶供電的同時供應(yīng)熱和冷，這是實現(xiàn)節(jié)能的有效方式。2021/5/930

評價燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)是否節(jié)能，可以采用在供熱期或供冷期，按供應(yīng)相同熱量、冷量和電量的狀況下，冷熱電聯(lián)供方式相對于冷熱分產(chǎn)（以燃?xì)忮仩t供熱、電制冷機供冷）的一次能量節(jié)約率即節(jié)能率來進行評價，當(dāng)節(jié)能率為（+）值時是節(jié)能的，（—）值時則不節(jié)能。節(jié)能率應(yīng)按供熱期、供冷期分別進行計算。供熱期的節(jié)能率Xc的計算式如下：2021/5/9312021/5/9322.2.2供熱期的節(jié)能效果目前我國的電力生產(chǎn)仍以煤電為主，但各地區(qū)因發(fā)電廠的規(guī)模、機組的不同，其電網(wǎng)的發(fā)電廠發(fā)電效率會有一定的差異，一些城市的燃?xì)?—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組投入發(fā)電后，在這些電網(wǎng)的上網(wǎng)電力的電廠發(fā)電效率將會發(fā)生變化，但是以煤電為主的狀況短期內(nèi)不會改變，以北京為例，即使建造或規(guī)劃中的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電廠投入運行，大部分電力仍是從內(nèi)蒙、山西、河北等地供應(yīng)。進行DES/CCHP系統(tǒng)的供熱期、供冷期的節(jié)能率計算時，不能只用某一特定的發(fā)電裝置的發(fā)電效率進行比較，而應(yīng)采用電網(wǎng)發(fā)電效率為40%～55%進行比較，40%是國內(nèi)燃煤發(fā)電廠較好的發(fā)電效率，而55%為燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的發(fā)電效率。圖2-1為供熱期的不同電網(wǎng)發(fā)電效率的變化，CCHP系統(tǒng)按燃機+余熱吸收式制冷機配置時的節(jié)能率（Xc）變化曲線（曲線繪制時已計入電網(wǎng)輸配效率0.9）。圖中曲線1是按燃機采用內(nèi)燃機時總效率（ηt=ηe+ηh）為82%，其中發(fā)電效率ηe=40%、供熱效率ηh=42%計算繪制；曲線2是按燃機采用燃?xì)廨啺l(fā)電機時總效率為78%，其中ηe=30%、ηh=48%計算繪制。從圖2-1可見，供熱期采用CCHP方式都是節(jié)能的，其節(jié)能率為：采用內(nèi)燃機時為0.21～0.36；采用燃?xì)廨啓C時為0.12～0.24。2021/5/933圖2-1供熱期的節(jié)能率2021/5/9342.2.3供冷期的節(jié)能效果一、在不同發(fā)電效率時的比較。圖2-2為供冷期的不同電網(wǎng)發(fā)電效率變化時CCHP系統(tǒng)的節(jié)能率的變化曲線。從圖2-2的變化曲線可見：在CCHP系統(tǒng)采用燃?xì)廨啓C（ηt=78%）時，只有當(dāng)電網(wǎng)的發(fā)電效率小于46%時，供冷期才是節(jié)能的，當(dāng)電網(wǎng)的發(fā)電效率為40%時，供冷期節(jié)能率約為0.13（見曲線1）；但采用內(nèi)燃機（ηt=82%）時，供冷期都是節(jié)能的，節(jié)能率約為0.01～0.28（見曲線2）。圖2-2供冷期的節(jié)能率2021/5/935二、制冷機配置方式不同時的節(jié)能率在CCHP系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化配置中，至關(guān)重要的是電動壓縮式制冷機和余熱吸收制冷機的制冷能力的合理配置。圖3為假設(shè)供冷期的供冷量為1.0時，按電制冷機制冷量/余熱吸收式制冷機制冷量分別為1.0/0.0～0.0/1.0時供冷期節(jié)能率變化曲線。圖2-3的節(jié)能率變化曲線是以電網(wǎng)的發(fā)電效率為55%、輸配效率為0.9和電制冷機的COPe=5、余熱吸收式制冷機COPa=1.2進行計算繪制。曲線1、2與圖2-2的條件相同。從圖2-3可見：采用內(nèi)燃機的CCHP系統(tǒng)在供冷期都是節(jié)能的，其節(jié)能率為0.01～0.65（見曲線1）；而采用燃?xì)廨啓C時若余熱吸收式制冷機制冷量小于等于約92%時，供冷期是節(jié)能的，其節(jié)能率為0.04～0.62，余熱吸收式制冷機冷量大于92%后是不節(jié)能的（見曲線2），因此，在CCHP系統(tǒng)中均應(yīng)合理配置一定數(shù)量的電制冷機。當(dāng)配置電制冷機供冷量大于50%后，節(jié)能率均在0.4以上，這種工況是CCHP系統(tǒng)為充分利用燃機余熱應(yīng)該做到的制冷機配置的比例。2021/5/936圖2-3供冷期不同制冷機配置方式的節(jié)能率2021/5/9372.2.4冷熱電聯(lián)供的總熱效率根據(jù)2000年原國家四部委的1268號文下達的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)供的規(guī)定》中的要求，“應(yīng)以熱電聯(lián)供的總熱效率界定其聯(lián)供項目是否合格，對供熱式汽輪發(fā)電機組的蒸汽流既發(fā)電又供熱的常規(guī)熱電聯(lián)供應(yīng)符合總熱效率年平均大于45%?！痹撘?guī)定中熱電聯(lián)供的總熱效率采用下式計算：2021/5/938

上列計算式中，分子是能量品位不等的二次能量，電能是高品位能，可以100%轉(zhuǎn)換為熱能，而熱能不可能100%轉(zhuǎn)換為電能，因此總熱效率實質(zhì)上只是代表一次能源的利用狀況或燃料利用率。冷熱電聯(lián)供的總熱效率計算時，由于采用了燃機余熱制冷和電制冷機制冷等類型的復(fù)合制冷方式，聯(lián)供既對“聯(lián)供系統(tǒng)”外供電，在電網(wǎng)谷段也可能從電網(wǎng)購進電能，為了進行各種供冷、供熱、供電方式的能量消耗比較，擬將對“聯(lián)供系統(tǒng)”外供電的電量和從電網(wǎng)購進的電量帶入總熱效率計算時均折算為一次能源耗量計算。表2是以北京某公共建筑群為例進行不同供冷、供熱方式技術(shù)方案的CCHP的總熱效率測算，其中供電網(wǎng)的發(fā)電效率均采用46%測算。該建筑群的總建筑面積約70×104m2，包括寫字樓、商用建筑、博物館、賓館等，測算按4個供冷、供熱的技術(shù)方案進行：2021/5/939方案（1）：燃?xì)廨啓C+余熱鍋爐+蒸汽型吸收制冷機+電制冷+冰蓄冷+燃?xì)忮仩t；方案（2）：燃?xì)廨啓C+余熱直燃機+電制冷+冰蓄冷+燃?xì)忮仩t；方案（3）：方案（1）+熱泵；方案（4）：燃?xì)廨啓C+余熱直燃機+直燃機供熱、供冷。表2-1某公共建筑群采用不同CCHP方案的總熱效率測算2021/5/940

從表2-1可見，總熱效率最高為方案（3），總熱效率為94.8%；最低為方案（4），總熱效率為79.5%；年能源費最高為方案（4），全年能源費為670萬元；最低為方案（3），全年能源費為465萬元。從分析研究、測算燃?xì)饫錈犭娐?lián)供的節(jié)能率、總熱效率的變化表明：采用CCHP在冬季供熱期是節(jié)能的；在夏季供冷期，只要采用燃機余熱制冷和電制冷機制冷的復(fù)合供冷系統(tǒng)，節(jié)能效果十分明顯。2.3與燃?xì)饪照{(diào)的對比燃?xì)饪照{(diào)具有一系列優(yōu)點：采用天然氣作為能源，基本不用電，因而可以大大緩解日益增長的用電壓力。研究表明，性能系數(shù)為1.35的高效直燃機與性能系數(shù)為5.8的離心機、性能系數(shù)為5.1的螺桿機、性能系數(shù)為3.0的熱泵機比較，直燃機的耗電量僅為離心機的16%，螺桿機的巧％，熱泵機的9.7%。大量采用燃?xì)庵比夹臀帐娇照{(diào)代替各種電空調(diào)，將有效的降低夏季的高峰用電負(fù)荷，從而縮小電力峰谷差。2021/5/941

高效燃?xì)饪照{(diào)也是節(jié)能的空調(diào)。評價空調(diào)機的能效，不僅應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)額定工況下比較，還必須在實際運行中比較，要充分考慮年季節(jié)運行特性和部分負(fù)荷運行特性。燃?xì)饪照{(diào)的最大優(yōu)點是在部分負(fù)荷條件下，其運行制冷系數(shù)基本保持不變，或反而有所提高。機械壓縮式空調(diào)在部分負(fù)荷下則表現(xiàn)為明顯的制冷系數(shù)衰減。因而對實際空調(diào)系統(tǒng)能效的運行分析應(yīng)該建立在季節(jié)能效比SEER的基礎(chǔ)上。以天然氣為燃料的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組既可以制冷，又可以供熱。如果在高壓發(fā)生器上再加一個熱水換熱器，就可以同時提供生活用熱水，達到一機三用和省電的目的。但這種直燃型冷熱水機組與水冷離心式和螺桿冷水機組相比，一次能耗大，制冷效率低，而且不適用于熱負(fù)荷大，生活熱水用量大的建筑物。燃?xì)廨啓C具有污染物排放量低、容量范圍寬、機械效率高、排氣溫度高等優(yōu)點，已成為建筑冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)供電的主力。與燃?xì)馕帐娇照{(diào)相比，燃?xì)廨啓C驅(qū)動空調(diào)即使在不回收余熱的前提下，其制冷的能源利用率也比燃?xì)馕帐娇照{(diào)高30%～100%，克服了燃?xì)馕帐娇照{(diào)節(jié)電不節(jié)能的缺點。由于夏季氣溫很高，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C的功率嚴(yán)重不足，效率降低。因此，通過吸收式冷溫水機利用燃?xì)廨啓C的排氣制冷來冷卻燃?xì)廨啓C的進口燃?xì)夂涂諝猓梢源蟠筇岣呷細(xì)廨啓C的功率和效率，目前已被證明是非常有效的節(jié)能方式。同時往往由于冷熱機組部分也是吸收式機組，因此具有一般燃?xì)饪照{(diào)的大部分優(yōu)點。2021/5/9423分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟評價

從長遠(yuǎn)看，分布式供能系統(tǒng)有巨大的經(jīng)濟優(yōu)勢，但是，能源利用率高這一優(yōu)勢還未必能轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。有可能是能量利用率上升了，而財務(wù)卻虧空了。在目前的市場價格環(huán)境下，分布式供能獲取利潤的關(guān)鍵在于正確的設(shè)計和正確的運營，因此，對其進行技術(shù)經(jīng)濟分析顯得較為重要。技術(shù)經(jīng)濟學(xué)是研究技術(shù)與經(jīng)濟的相互關(guān)系的學(xué)科。它通過技術(shù)比較、經(jīng)濟分析和效果評價，尋求技術(shù)與經(jīng)濟的最佳結(jié)合，確定技術(shù)先進與經(jīng)濟合理的最優(yōu)經(jīng)濟狀態(tài)。即把技術(shù)與經(jīng)濟結(jié)合起來進行研究，以選擇最佳技術(shù)方案。3.1投資項目的技術(shù)分析冷熱電“三聯(lián)供”與熱電分產(chǎn)相比的節(jié)能條件計算式如下：2021/5/943式中：αE———三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電效率；

ηE———常規(guī)發(fā)電裝置發(fā)電效率；

λ———吸收式制冷系統(tǒng)需要的熱量QC與燃?xì)廨啓C余熱量Q‘的比值。λ=QC/Q'COP———吸收式制冷系統(tǒng)能效比；

COPC———電動壓縮式制冷系統(tǒng)能效比；

αh———三聯(lián)供系統(tǒng)供熱效率；

ηQ———熱電分產(chǎn)供熱效率；

αQ———三聯(lián)供系統(tǒng)余熱率。2021/5/944

當(dāng)上列不等式成立時冷熱電“三聯(lián)供”與熱電分產(chǎn)相比才是節(jié)能的。該公式對方案的設(shè)計和合理配置機組具有一定的指導(dǎo)作用。要使“三聯(lián)供”系統(tǒng)獲得較好節(jié)能經(jīng)濟性是有條件的，對于冷、熱、電不同的“三聯(lián)供”系統(tǒng)，選取合適的系統(tǒng)方案設(shè)置、設(shè)備配置才能有節(jié)能效果，且有較大的節(jié)能空間，合理配置機組是成功與否的關(guān)鍵。因此，系統(tǒng)設(shè)計時就必須按各建筑物逐時電負(fù)荷、冷負(fù)荷、蒸汽熱負(fù)荷的測算，得到的負(fù)荷曲線并將它們分別疊加。根據(jù)負(fù)荷情況設(shè)計運行方案，包括系統(tǒng)方案設(shè)置、選擇合適的熱、電、冷比例，選擇合適的機型配置或采用補燃技術(shù)以進一步提高燃料利用率（提高約10%）及增加蒸汽產(chǎn)量，或結(jié)合采用水蓄冷技術(shù)將電能移峰填谷并延長機組運行時間等。2021/5/9453.2投資項目的經(jīng)濟性分析冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)投資要從企業(yè)的經(jīng)濟利益角度進行綜合分析，以保證企業(yè)能獲得必要的投資回報，因此必須從設(shè)施的整個生命周期的投資費用、能源費用、運行管理、設(shè)備維修、投資回報等方面做出分析。3.2.1設(shè)備的投資預(yù)算項目的設(shè)備投資主要在于燃機、吸收式制冷機組和余熱鍋爐等。燃?xì)廨啓C需要從國外進口，燃?xì)廨啓C進口稅率按30%計算，如果業(yè)主是中外合資企業(yè)則可以申請免稅。燃?xì)廨啓C的報價一般包括控制系統(tǒng)和天然氣/柴油雙燃料系統(tǒng)。燃機生產(chǎn)的電力可以直接與用戶380V供電系統(tǒng)連接，并在客戶端進行調(diào)頻調(diào)峰，設(shè)備現(xiàn)場無須人員值守。吸收式制冷機組的設(shè)備報價本身包括輔助燃燒系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，控制系統(tǒng)可以與燃?xì)廨啓C匹配銜接，實現(xiàn)無人值守。各分布式系統(tǒng)的建設(shè)期均考慮在1年內(nèi)完成，大型的燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)則考慮在3年內(nèi)完成，比較附合實際情況。在進行投資運算時，所取的生產(chǎn)期，還貸年限，折舊年限，攤銷年限等對各種系統(tǒng)均應(yīng)相同，以滿足可比性。2021/5/9463.2.2系統(tǒng)的收益分析對于業(yè)主而言，系統(tǒng)在建成投產(chǎn)以后主要有兩方面的經(jīng)濟收益：即電收益和冷熱收益。首先，項目投資的第一項收益是所節(jié)約的電費。由于我國商業(yè)和非普通工業(yè)用電的價格構(gòu)成比較復(fù)雜，為了便于計算與分析，可按平均電價0.65元/kWh進行計算，也可采用運行時當(dāng)?shù)馗鲿r段電價的加權(quán)值進行計算。項目的設(shè)備發(fā)電效率按照當(dāng)?shù)氐钠骄鶙l件進行考慮，計算過程中不考慮其它的衰減因素。其次，項目投資的第二項收益是冷熱收益。為了方便對各系統(tǒng)進行對比分析，以系統(tǒng)生產(chǎn)冷熱的最大成本作為方案比較的冷熱參考價格。如按熱值計算法，在天然氣燃料的價格基礎(chǔ)上考慮余熱鍋爐補燃后的熱利用效率。同時，還需要支付水處理費等。發(fā)電供冷成本加上一定的資金回報和負(fù)債回報構(gòu)成上網(wǎng)電價及供冷價。或者說，當(dāng)發(fā)電成本一定時，為了滿足內(nèi)部收益率、投資回收率、貸款償還率等經(jīng)濟評價指標(biāo)的要求，必然對應(yīng)有一個最低的上網(wǎng)電價及供冷價。這里提及的上網(wǎng)電價只是進行天然氣發(fā)電經(jīng)濟性分析的概念，并不等于電廠真實售電價。2021/5/9473.2.3系統(tǒng)成本支出費用的分析冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)建成投產(chǎn)后，系統(tǒng)成本一般是由總投資的折舊成本、運行和維護成本、燃料成本三部分組成。當(dāng)項目竣工后，前兩部分成本基本確定，變化因素較少，不妨稱之為固定成本。一般地，燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)建設(shè)比投資低，自動化程度高，勞動定員少，因此與常規(guī)燃煤電站相比，系統(tǒng)成本中固定成本部分所占比例減小，一般占35%～55%。由系統(tǒng)配置可知，在系統(tǒng)消耗的燃料種類中，天然氣占了絕對的比重。除燃?xì)廨啓C消耗的燃料外，煙氣直燃機和余熱鍋的補燃也需要大量的燃料，所以燃用天然氣產(chǎn)生的費用是系統(tǒng)最大的成本支出，燃料成本比例一般占45%～65%。出于計算模型的簡單化，可只考慮設(shè)備本身所消耗的天然氣量而未按照系統(tǒng)運行時燃料消耗的實際情況進行計算；由于燃料成本所占份額較高，系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性將很大程度上取決于天然氣價格。因此，設(shè)法降低天然氣價格對減少燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)發(fā)電成本至關(guān)重要?？紤]到燃?xì)廨啓C熱、電、冷聯(lián)供項目的社會經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，如減少大氣污染，提高能源利用率等，由政府給予優(yōu)惠的燃?xì)鈨r格和提供政策扶持幫助，對其目的成功是相當(dāng)重要的。運行維修費中水費，運行材料費，修理費工資福利費等四項，均按照各自情況取。2021/5/9483.2.4系統(tǒng)的財務(wù)經(jīng)濟指標(biāo)投資項目財務(wù)方面要進行現(xiàn)金流量分析，現(xiàn)金流量是指企業(yè)在投資項目所引起的現(xiàn)金支出和現(xiàn)金收入的數(shù)量，現(xiàn)金流量的分析是投資項目經(jīng)濟分析的基礎(chǔ)。投資項目經(jīng)濟分析主要指標(biāo)及方法：1．投資回收期（1）靜態(tài)投資回收期：當(dāng)不考慮時間價值時，動力設(shè)備的基準(zhǔn)投資回收期。PB=K（原始投資）/M（年現(xiàn)金凈流量）（2）動態(tài)投資回收期：項目實際運行中的收入支出具有時間價值，計入貸款利率計算。式中，M為每年等額年收益（稅后利潤）；K為建成投產(chǎn)時投資總額；io—基準(zhǔn)社會折現(xiàn)率或銀行貸款的平均年利率。2021/5/9492.凈現(xiàn)值（NPV）投資項目的收益總現(xiàn)值與原始投資額的差額。凈現(xiàn)值用下列計算公式：式中：n———年限；Ft———項目第t年現(xiàn)金流量；

i0———資金利率；K———項目原始投資。2021/5/9503.內(nèi)部收益率（IRR）內(nèi)部收益率是投資項目本身的投資報酬率，指項目在整個計算期內(nèi)各年凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值累計等于零時的折現(xiàn)率。內(nèi)部收益率反映了工程項目對投資支出的恢復(fù)能力；其值越高，方案的經(jīng)濟性越好。當(dāng)內(nèi)部收益率大于基準(zhǔn)收益率時，項目是可以接受的。它是評價投資項目的重要財務(wù)指標(biāo)。內(nèi)部收益率計算公式：其中Mt為年凈收益（萬元），n為使用年限。從上列計算公式可顯示出，要使“三聯(lián)供”系統(tǒng)獲得較好的經(jīng)濟效益，必須從系統(tǒng)的設(shè)計、運行管理上提高設(shè)備的負(fù)荷率，提高設(shè)備的投運率，必須加強設(shè)備管理提高維護保養(yǎng)水平，降低設(shè)備生命周期成本，提高投資回收率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。2021/5/951項目其他重要的經(jīng)濟指標(biāo)見表3-1。2021/5/9523.2.5計算數(shù)據(jù)的選取對于資金數(shù)據(jù)的計算。建設(shè)投資是參考了國內(nèi)已建工程而設(shè)定的。貸款與資本金的比例按常規(guī)70%：30%分?jǐn)?。固定資產(chǎn)形成率統(tǒng)一按96%計列。固定資產(chǎn)中電／熱分?jǐn)偙葘Υ笮蜔犭姀S通常取75%：25%，這里為了使余熱利用部分投資不至于超過熱電分產(chǎn)時燃?xì)忮仩t的投資太多，暫取電／熱分?jǐn)偙葹?5%：15%。固定資產(chǎn)殘值率統(tǒng)一按10%計列。流動資金中自有資金占30%。對于財務(wù)數(shù)據(jù)。利率和基準(zhǔn)收益率均按當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)采用。期望收益率統(tǒng)一取10%。稅務(wù)數(shù)據(jù)均按國家現(xiàn)行規(guī)定執(zhí)行。對于價格數(shù)據(jù)。電網(wǎng)售電價一項是為分布式系統(tǒng)與全電網(wǎng)進行經(jīng)濟比較而列的，如按上海目前情況，電價分峰時，平時，谷時三段，分別為0.889元/kWh（8h），0.632元/kWh（8h），0.294元/kWh（8h），電網(wǎng)售電價應(yīng)按分布式系統(tǒng)在各時段運轉(zhuǎn)時間加權(quán)平均計得。為了盡量提高分布式系統(tǒng)的經(jīng)濟性，我們考慮它們僅運行于峰、平時段，這樣電網(wǎng)加權(quán)平均售電價可達0.7284元/kWh。2021/5/953

需要說明的是各種不同分布式系統(tǒng)其余熱的形式和品位是不同的。如果其被利用的用戶要求的品位也不同的話，這些余熱就要按不同的品位按質(zhì)論價，但若終端用戶要求的熱量品位都相同，那么就可以以終端品位來統(tǒng)一計價，例如占冷熱負(fù)荷絕大多數(shù)的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷就是這樣計算的。由于采用以熱定電的原則，年利用小時數(shù)對供電和供熱都一樣。額定每小時供熱量按各種機組額定參數(shù)計算，但不同類型機組可供利用的余熱的品位是不同的，應(yīng)將它們按火用值統(tǒng)一折算到基準(zhǔn)狀態(tài)才具可比性，或按高質(zhì)高價，低質(zhì)低價的原則調(diào)整其熱價。2021/5/9543.3項目的經(jīng)濟性影響因素及敏感性分析年利用小時，燃料價格，供熱熱價，電價，單位造價等是影響分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟性的重要因素，這些因素中的某個因素在其它因素為基本值的前提下超過或低于一定的臨界值后才是在經(jīng)濟上可行的。這些臨界值可以用來界定分布式系統(tǒng)的經(jīng)濟性，進行項目的運營盈虧平衡分析。3.3.1天然氣價格的影響燃料費在DES/CCHP年運行成本中占有相當(dāng)大的比例，最高的達到78%，最低的也有44%。因此天然氣價格的波動將直接影響到系統(tǒng)的年運行成本。圖3-1為典型情況下天然氣價格波動對不同DES/CCHP系統(tǒng)投資回收期的影響。從圖中可以看出，各種DES/CCHP系統(tǒng)的投資回收期都隨天然氣價格的升高而增加，微燃機和內(nèi)燃機變化情況基本一致，而小型燃?xì)廨啓C的投資回收期隨天然氣價格的增加，增加幅度較慢，當(dāng)天然氣價格從1.0元/Nm3增加到1.5元/Nm3時，其投資回收期從3.02a增加到9.96a，遠(yuǎn)低于微燃機的從3.84a增加到15.55a和內(nèi)燃機的從4.21a增加到15.54a.。2021/5/955圖3-1天然氣價格對投資回收期的影響2021/5/9563.3.2電價與熱價的影響提高電價與熱價會增加系統(tǒng)投資收益，提高系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性，發(fā)電效率越高的系統(tǒng)，其年收入中的供電收入所占的比例也越大，因此電價的影響比熱價更大。圖3-2為典型情況下電價對不同系統(tǒng)投資回收期的影響，當(dāng)電價從0.5元/kWh增加到1.0元/kWh時，微燃機和內(nèi)燃機投資回收期均大幅下降，微燃機從9.66a降到1.79a，內(nèi)燃機從10a降到1.71a，小型燃?xì)廨啓C投資回收期的變化相對較小，從5.64a降到1.48a。圖3-3為典型情況下熱價對不同系統(tǒng)投資回收期的影響，由于內(nèi)燃機的聯(lián)供供熱量小于為微燃機的，因此，熱價對其的影響也小，當(dāng)熱價從20元/GJ增加到45元/GJ時，內(nèi)燃機投資回收期從17.23a降到9.05a，微燃機的投資回收期則從19.71a降到8.87a，下降幅度大于內(nèi)燃機，這是由于微燃機聯(lián)供供熱量較大，熱價提高，有利于供熱收入的增加，同時小燃機的投資回收期也下降。2021/5/957圖3-2電價對不同系統(tǒng)投資回收期的影響圖3-3熱價對不同系統(tǒng)投資回收期的影響2021/5/9583.3.3年供熱天數(shù)的影響供熱天數(shù)越長，供熱負(fù)荷越大，系統(tǒng)的能源利用率也就越高，這也是DES/CCHP系統(tǒng)優(yōu)勢之所在。只有供熱負(fù)荷充足，系統(tǒng)才能獲得可觀的熱收入。圖3-4所示為典型情況下3種DES/CCHP系統(tǒng)投資回收期隨供熱天數(shù)的變化而變化的曲線，隨著供熱天數(shù)的增加，從94d增加到135d，微燃機及內(nèi)燃機系統(tǒng)投資回收期減少約4a。由于價格因素往往隨市場變動，很難人為規(guī)定，因此盡量提高設(shè)備的利用時間就變得非常重要。這一方面要求有一個穩(wěn)定的熱（冷）負(fù)荷，另一方面設(shè)備容量也不能定得太大，總之應(yīng)使設(shè)備的年利用小時數(shù)為極大。2021/5/959圖3-4年供熱天數(shù)對投資回收期的影響2021/5/9603.3.4敏感性分析為了能對這幾種影響因素（天然氣價格、熱價、電價）有一個更直觀的認(rèn)識，假定在考慮一個因素變化時其它參數(shù)保持不變，并且其中每一個因素均以10%的幅度遞增。圖3-5（a）～（c）分別為典型情況下微燃機、內(nèi)燃機、小型機DES/CCHP系統(tǒng)投資回收期隨天然氣價格、熱價、電價的變化而變化的曲線圖。從圖中可以看出，對于微燃機系統(tǒng)，天然氣價格的影響最大，天然氣價格提高50%，系統(tǒng)投資回收期從3.79a增長到21a，電價增長50%，系統(tǒng)投資回收期從16.71a降到2.83a。對于燃?xì)鈨?nèi)燃機系統(tǒng)，電價的影響最大，其次是天然氣價格，電價提高50%，系統(tǒng)投資回收期從24.41a降到2.91a，氣價增長50%，系統(tǒng)投資回收期從4.21a增長到20.85a。小型燃機受天然氣價格影響較大，氣價增長50%，投資回收期從3.3a增長到10.56a。熱價對于每一種系統(tǒng)的影響相對都比較平緩。2021/5/961微型燃?xì)廨啓CDES/CCHP系統(tǒng)2021/5/962燃?xì)鈨?nèi)燃機DES/CCHP系統(tǒng)2021/5/963DES/CCHP系統(tǒng)投資回收期關(guān)系曲線2021/5/9644分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)化選型

分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)是否具有經(jīng)濟性，是否能起到節(jié)能效果，最重要的就是在系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型階段要考慮全面，設(shè)計規(guī)劃科學(xué)、合理，特別是在建筑的冷熱電負(fù)荷確定和三聯(lián)供系統(tǒng)構(gòu)成模式兩方面。4.1DES/CCHP的基本設(shè)計方法分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化的主要原則是要求能適應(yīng)各種運行模式和運行工況，并盡量提高系統(tǒng)的能源綜合利用率，保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。4.1.1設(shè)計的原則與要求

DES/CCHP系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)置、負(fù)荷匹配合理的情況下，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)越性才能真正體現(xiàn)出來。根據(jù)國內(nèi)外分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)驗，設(shè)計時必須注意的問題為：1．嚴(yán)格按設(shè)計流程先進行方案設(shè)計；2．準(zhǔn)確預(yù)測冷熱電負(fù)荷及負(fù)荷變化規(guī)律；3．根據(jù)負(fù)荷規(guī)律合理確定運行方式；4．合理選擇發(fā)電機組類型和容量；5．最終優(yōu)化設(shè)計冷熱電系統(tǒng)。2021/5/965DES/CCHP系統(tǒng)設(shè)計通常依據(jù)下述原則：一種是以電定冷（熱），即根據(jù)建筑配電負(fù)荷來確定發(fā)電機功率，根據(jù)發(fā)電機尾氣余熱來配套制冷和制熱設(shè)備，這種方式注重了余熱回收效率，再考慮樓宇冷熱負(fù)荷要求；另一種方式是以熱（冷）定電，即根據(jù)建筑的冷熱負(fù)荷確定發(fā)電機功率。由于項目對能源的需求主要是電力、采暖、制冷和生活熱水，其中熱力和制冷一般是無法得到外部支持的，而電力可以依靠電網(wǎng)補充，所以在燃?xì)獍l(fā)電裝置的選擇上，主要依照“以熱（冷）定電”的原則，這樣可以兼顧余熱利用效率和樓宇能源負(fù)荷，綜合性能好。2021/5/9664.1.2主要設(shè)計流程1．根據(jù)建筑種類和建筑規(guī)模確定冷、熱、電的需求量及日、月負(fù)荷規(guī)律。2．確定三聯(lián)供系統(tǒng)冷熱點供應(yīng)量，提供選型依據(jù)。3．確定動力系統(tǒng)發(fā)電機種類、發(fā)電容量、發(fā)電效率。4．確定系統(tǒng)余熱利用量及方式。5．設(shè)定余熱系統(tǒng)運行參數(shù)。6．設(shè)定冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運行參數(shù)。7．確定系統(tǒng)運行方式。8．確定技術(shù)及經(jīng)濟指標(biāo)。包括年發(fā)電量、年余熱量、年燃料消耗量、余熱利用量、余熱利用率、系統(tǒng)總效率等。9．與其他供能方式的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進行比較，看是否滿足要求。10．若滿足要求，則最終確定系統(tǒng)方案，準(zhǔn)備進入施工階段。若不滿足要求，則重新進行機組的選型，調(diào)整技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，直至滿足要求為止2021/5/9674.1.3對環(huán)境影響最小冷熱電聯(lián)供是環(huán)保型能源供應(yīng)系統(tǒng)，天然氣燃燒設(shè)備的排放指標(biāo)本來就很小，再加上一些低氮處理技術(shù)，可使氮氧化物的排放值降得很低。但發(fā)電機噪聲和振動的危害應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計時合理解決。4.1.4發(fā)電機組優(yōu)化配置寧小勿大當(dāng)建筑物的冷熱電負(fù)荷預(yù)測有難度時，應(yīng)本著寧小勿大的原則確定發(fā)電機發(fā)電能力和余熱利用能力，電力不足部分由市電補充，熱、冷不足部分由直燃機或鍋爐+吸收式制冷機補充，以保證三聯(lián)供系統(tǒng)的經(jīng)濟性。以避免出現(xiàn)由于設(shè)備選擇過大、系統(tǒng)長期低效運行的不利情況。4.1.5發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定供電與市電并網(wǎng)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的穩(wěn)定經(jīng)濟運行取決于發(fā)電機與市電的并網(wǎng)運行，對于>100kW的發(fā)電機應(yīng)爭取與市電并網(wǎng)，以提高供電的穩(wěn)定性、連續(xù)性和系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。從發(fā)電機設(shè)備看，發(fā)電機的控制系統(tǒng)能夠保證發(fā)電電壓、頻率與并聯(lián)在一起的市電側(cè)完全相同，且不對市電構(gòu)成危害，市電側(cè)及發(fā)電機側(cè)均可采取措施保證相互的安全。2021/5/9684.1.6冷熱電負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測冷熱電負(fù)荷的目標(biāo)是：根據(jù)建筑類型、使用規(guī)律、建筑圍護結(jié)構(gòu)、窗墻比、當(dāng)?shù)貧庀髼l件等預(yù)測冬季熱負(fù)荷和夏季冷負(fù)荷月日規(guī)律及其峰谷值；分析建筑物各種用電負(fù)荷的特點，分別預(yù)測電負(fù)荷在冬季、夏季和過渡季的月日規(guī)律以及峰谷值；詳細(xì)分析冷熱電負(fù)荷在一年四季的匹配規(guī)律，以便確定合理的發(fā)電機容量及系統(tǒng)的運行方式。冷熱電負(fù)荷的預(yù)測有三種基本的方法，在實際計算時可根據(jù)具體條件選擇使用：第一種方法是根據(jù)現(xiàn)有的建筑規(guī)范和建筑物特征，通過對建筑的各組成元素如建筑圍護結(jié)構(gòu)（墻體、屋面、門窗）的傳熱系數(shù)、體形系數(shù)、窗墻比、遮陽，以及采暖、空調(diào)、照明設(shè)備最小能效指標(biāo)等規(guī)定計算出一個限值。2021/5/969

第二種方法是在現(xiàn)有建筑的改造項目中，可根據(jù)歷史記錄的負(fù)荷數(shù)據(jù)，進行進一步的數(shù)據(jù)分析與計算，采用一定的計算模型對當(dāng)前建筑負(fù)荷的需求量進行估計和預(yù)測。以上兩種方法計算（統(tǒng)計）方法明確，客觀，能夠比較廣泛地從各個側(cè)面反映了建筑的綜合能耗性能，而且可以方便的轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟指標(biāo)，直接與建筑運行的成本相關(guān)聯(lián)，比較容易被接受和運用。第三種方法是使用計算機專業(yè)軟件對建筑及其能耗系統(tǒng)進行模擬，這是建筑能耗系統(tǒng)效率評價和建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一致性評估的一種有效方法，針對性好，計算精度高。但以此為基礎(chǔ)的眾多評價工具（評價軟件），大多是針對建筑師或暖通設(shè)備工程師等專業(yè)人員設(shè)計，建筑的實際使用者或者業(yè)主、物業(yè)管理等不具備建筑能源系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識的人員，則無法通過這種方式對自己的房屋能耗狀況有一個基本的了解。這種方法和第一種方法適合在建筑的設(shè)計初期使用，使用期中可與第二種方法得到的數(shù)據(jù)進行比較修正。需要指出的是，不同的項目對冷熱的要求是不一樣的，所以在對具體項目進行設(shè)計時，應(yīng)按照實際情況進行參數(shù)的選取，不能一味的求大，否則由于輸配管道的冷熱水熱量損失和沿程阻力的增大等諸多因素影響，將使系統(tǒng)失去合理性。2021/5/9704.2DES/CCHP的系統(tǒng)構(gòu)成模式選擇典型分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)一般包括：動力系統(tǒng)和發(fā)電機（供電）、余熱回收裝置（供熱）、制冷系統(tǒng)（供冷）等。針對不同的用戶需求，系統(tǒng)方案的可選擇范圍很大，在系統(tǒng)構(gòu)成方式和各設(shè)備選型時應(yīng)全面考慮。4.2.1不同動力系統(tǒng)的模式選擇目前可用于三聯(lián)供系統(tǒng)的動力發(fā)電設(shè)備類型很多，常用的主流類型是小型燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機和微燃機，除此之外還有燃料電池，應(yīng)根據(jù)用戶具體條件選擇。燃?xì)廨啓C是比較成熟的技術(shù)，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)所使用的容量從幾百kW到50MW，其特點是廢氣余熱回收為蒸汽；振動小，沒有必要設(shè)置特殊的防振設(shè)施；可選用氣體燃料或液態(tài)燃料，采用水噴射、蒸汽噴射、預(yù)混合稀薄燃燒等低NOx燃燒技術(shù)；廢氣用氨、尿素脫硫；發(fā)電效率低、余熱量大；排氣溫度高，余熱容易回收；罩外噪聲?。徊挥美鋮s水或需少量冷卻水；輸出功率受環(huán)境溫度影響，運動部件較少，維修工作量小，維修費用較低。2021/5/971

內(nèi)燃機也是成熟的技術(shù)，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中內(nèi)燃機的負(fù)荷通常在5MW以下，其特點是初投資很低，容易起動，采取適當(dāng)?shù)木S護可以獲得較高的可靠性，變工況性能良好。冷卻水余熱回收為熱水；振動大，需要設(shè)置防振設(shè)施；采用稀薄燃燒；廢氣用三元催化處理；發(fā)電效率高，余熱利用復(fù)雜；裸機噪聲大；輸出功率的變化??；發(fā)電機功率范圍廣；可選生產(chǎn)廠家多，需要定期維護，因而維護費用較高。與燃?xì)廨啓C不同，內(nèi)燃機的余熱回收包括缸套水和煙氣余熱回收兩部分，較小的機組可以提供熱水，而較大的可以提供低壓蒸汽。微型燃?xì)廨啓C葉片很小，為了獲得較好的空氣動力學(xué)性能，多使用單級離心壓氣機和單級向心透平，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)所使用的微型燃?xì)廨啓C的功率在30kW～300kW之間。微燃機的特點是廢氣余熱回收為熱水；運動部件少，重量輕，振動小，沒有必要設(shè)置特殊的防振設(shè)施；輸出功率受環(huán)境溫度影響；罩外噪聲??；100kW以下可切網(wǎng)運行。另外，小葉片的冷卻問題使透平進口溫度受到限制，使目前的微型燃?xì)廨啓C簡單循環(huán)的效率很難超過20%，帶回?zé)崞鞯目梢越咏?0%。發(fā)電效率低、發(fā)電功率小。2021/5/972

燃料電池有很多種，目前正在發(fā)展的主要有熔融碳酸鹽（MCFC）、固體氧化物（SOFC）和質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）。其中MCFC的排氣溫度在650℃左右，SOFC的排氣溫度在1000℃左右，屬于高溫燃料電池，比較適合用于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。由于技術(shù)、價格原因，目前在冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中的應(yīng)用尚處于起步研發(fā)階段，價格昂貴，對燃料的要求很高，技術(shù)不夠成熟，容量較小，要達到商業(yè)化運行還需要一段時間。但隨著燃料電池技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，燃料電池在未來的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中有著廣闊前景。表4-1為微型燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機、小型燃?xì)廨啓C、燃料電池CCHP系統(tǒng)初投資、運行維護費、發(fā)電效率、熱電聯(lián)供效率的比較。從表中可以看出，微型燃?xì)廨啓C作為一種新興技術(shù)，在設(shè)備成本方面相對較高，這主要是由于目前微型燃?xì)廨啓C中使用的高效回?zé)崞?、高速發(fā)電機、電子控制等部件的成本還比較昂貴，它的發(fā)電效率低于內(nèi)燃機，但其運行維護費用要比內(nèi)燃機低得多.燃?xì)鈨?nèi)燃機發(fā)電效率較高，但其運行維護費用也很高，這將導(dǎo)致其發(fā)電成本的上升.小型燃?xì)廨啓C投資少、運行維護費低、效率高、供熱品質(zhì)高，是CCHP系統(tǒng)的極佳選擇，但小型燃?xì)廨啓C一般容量不小于1MW，適合于稍大規(guī)模的設(shè)施，如工廠、大型公用建筑、社區(qū)等.在小規(guī)模設(shè)施如樓宇、賓館、乃至個人用戶等的分布式CHP系統(tǒng)的應(yīng)用中，主要將是微型燃?xì)廨啓C和燃?xì)鈨?nèi)燃機的競爭。燃料電池系統(tǒng)在發(fā)電效率上具有很明顯的優(yōu)勢，同時其運行維護費用也處于較低的水平，是一種高效、高可靠性的系統(tǒng)，但其每kW的系統(tǒng)造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其它設(shè)備的CCHP系統(tǒng)造價，昂貴的成本是阻礙其進入市場應(yīng)用實現(xiàn)商業(yè)化的最主要因素。2021/5/973表4-1冷熱電聯(lián)供不同動力系統(tǒng)模式的比較2021/5/974

微型燃?xì)廨啓C系統(tǒng)雖然在初投資上略高于燃?xì)鈨?nèi)燃機系統(tǒng)，但前者的投資回收期卻要小于后者，這主要是因為其年運行成本中的運行維護費低，不到燃?xì)鈨?nèi)燃機系統(tǒng)的一半；同時系統(tǒng)的供熱量大，供熱收入高。而燃?xì)鈨?nèi)燃機系統(tǒng)的發(fā)電效率較高，調(diào)節(jié)能力強，但其自身供熱量有限，需要解決其供熱能力與發(fā)電量匹配的問題，它可以與微型燃?xì)廨啓C配合使用.

動力發(fā)電設(shè)備類型和容量的合理選擇應(yīng)遵循的原則：1．若發(fā)電機與市電并網(wǎng)運行，則應(yīng)根據(jù)基本用電負(fù)荷初選發(fā)電機組容量；若發(fā)電機與市電切網(wǎng)運行，則應(yīng)根據(jù)全部或部分高峰用電負(fù)荷選擇發(fā)電機組容量。2．如果聯(lián)供系統(tǒng)對電力需求較多，或經(jīng)常處于低負(fù)荷運行時應(yīng)優(yōu)先考慮內(nèi)燃機。內(nèi)燃機的缸套水溫度和排氣溫度較低，而燃?xì)廨啓C的排氣溫度較高且流量較大，如果用戶的熱量需求較大且對熱量的要求較高時，燃?xì)廨啓C具有很大的優(yōu)勢。3．根據(jù)確定的發(fā)電機容量選擇發(fā)電機類型。若單臺發(fā)電機容量≥1000kW，可選擇燃?xì)廨啓C或內(nèi)燃機；若單臺發(fā)電機容量<1000kW，可選擇內(nèi)燃機；若單臺發(fā)電機容量<200kW，可選擇微燃機。2021/5/9754．根據(jù)初選的發(fā)電機容量和冷、熱負(fù)荷情況，重新核定發(fā)電機類型和容量，盡量多地利用發(fā)電的余熱，冷熱尖峰負(fù)荷部分應(yīng)補燃解決。根據(jù)冷熱負(fù)荷衡量余熱利用率后再次確定發(fā)電機組容量。5．由于不同類型的發(fā)電機進氣壓力要求不同，因此還應(yīng)根據(jù)建筑物所在地的燃?xì)夤?yīng)壓力確定發(fā)電機類型。若建筑物附近有高壓燃?xì)夤艿?，則可直接選用燃?xì)廨啓C或微燃機，而不必加壓或少加壓；若建筑物附近僅有中壓燃?xì)夤艿溃瑒t可選用燃?xì)鈨?nèi)燃機。對于具體工程，不同動力系統(tǒng)的模式選擇經(jīng)濟性還需要視其具體條件如單機容量、發(fā)電效率、余熱利用程度、價格高低、運行條件以及天然氣供應(yīng)條件等作具體分析，才能得出相應(yīng)的結(jié)論，這是三聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，在方案考慮和選擇時應(yīng)慎重。2021/5/9764.2.2不同余熱設(shè)備的模式選擇燃?xì)廨啓C和微燃機可利用余熱的形式主要是煙氣；內(nèi)燃機可利用余熱的形式除煙氣外，還有大量冷卻水。余熱利用設(shè)備的基本形式可歸納為兩類：第一類是燃?xì)庠谌紮C發(fā)電后高溫?zé)煔膺M入余熱吸收式制冷機（余熱直燃機）夏季制冷、冬季得到熱水供熱。因為省掉了余熱鍋爐及相關(guān)系統(tǒng)，系統(tǒng)比較簡單。但受到制冷設(shè)備自身的限制，溴化鋰機組的排煙溫度較高，通常在170～200℃。為了提高能源利用率，可在溴化鋰機組的后面增加一級換熱器，進一步回收煙氣中的余熱，但這將增加設(shè)備的成本。其中，雙效煙氣直燃機完全利用燃?xì)廨啓C排氣作為制冷熱源，制冷和供熱完全不需要燃料，從而大幅度的提高了能源利用率。但是，系統(tǒng)本身也存在一些制約因素，即發(fā)電和制冷供熱必須同步。如果只需要電的時候，那么燃機的排氣沒有被利用；不需要電的時候，空調(diào)就沒有了熱源。補燃型煙氣直燃機利用燃?xì)廨啓C的排氣制冷和制熱，不僅可以大幅度節(jié)能，還可以利用天然氣獨立提供冷或熱，適用于大型建筑和區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)。主要優(yōu)點是，在正常發(fā)電的情況下，制冷、制熱不需要能源，少發(fā)電或不發(fā)電時也可以提供冷和熱。可根據(jù)冷負(fù)荷、熱負(fù)荷的變化，在夏季供冷期和冬季供熱期可采用燃?xì)庋a燃增加供冷量、供熱量；但是該系統(tǒng)的投資成本和保養(yǎng)費用較高。2021/5/977

第二類是燃?xì)庠谌紮C發(fā)電后高溫?zé)煔膺M入余熱鍋爐或余熱直燃機，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽可由吸收式制冷機制冷或直接供熱；夏季供冷期以電制冷機增加供冷量