分布式燃氣發(fā)電技術(shù)調(diào)研

分布式燃氣發(fā)電技術(shù)調(diào)研第一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五目錄相關(guān)背景1分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理分布式燃氣發(fā)電基本概念分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456第二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五分布式能源系統(tǒng)相關(guān)背景基本概念近年來,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。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: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、水力和生物質(zhì)能(沼氣、秸稈)。一般能夠同時提供冷、熱和電,具有較高的能源利用率。生產(chǎn)的電(熱)能可以單獨供用戶使用,也能夠接入城市電(熱)網(wǎng)。第三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五分布式能源系統(tǒng)相關(guān)背景以燃氣為一次能源的分布式能源特點能源利用率高，經(jīng)濟效益巨大燃氣分布式能源系統(tǒng)能實現(xiàn)能源的梯級利用，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)電機組一倍；同時節(jié)約電網(wǎng)、熱力管網(wǎng)輸送環(huán)節(jié)的投資費用，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。大電網(wǎng)的有益補充，提高能源供應(yīng)安全性燃氣輸送不易受氣候影響，可以就地儲存（LNG、CNG、地上或地下儲氣庫），城市或區(qū)域配有一定規(guī)模燃氣分布式能源供電系統(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)濟損失1516.5億元，大部分是電網(wǎng)癱瘓造成。適度的發(fā)展燃氣分布式電源可提高地區(qū)能源供應(yīng)安全性。第四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五分布式能源系統(tǒng)相關(guān)背景以燃氣為一次能源的分布式能源特點降低燃氣以及電網(wǎng)調(diào)峰壓力，能源優(yōu)勢互補燃氣分布式能源項目可成為可中斷、可調(diào)節(jié)的發(fā)電系統(tǒng)，對燃氣和電力具有雙重“削峰填谷”作用。有效地緩解燃氣冬夏季峰谷差，提高夏季燃氣設(shè)施的利用效率，增強供氣系統(tǒng)安全性。同時減少電力設(shè)備的峰值裝機容量以及燃氣儲氣設(shè)施的投資，有效降低電網(wǎng)以及燃氣管網(wǎng)的運行成本。環(huán)境保護效益采用燃氣為一次能源的分布式能源系統(tǒng)，可大幅度減少二氧化碳等污染物排放。”十二五規(guī)劃”預(yù)計的天然氣分布式能源裝機5000萬千瓦，相當(dāng)于可以減少1億千瓦燃煤裝機，相當(dāng)于減少消耗2億噸煤炭，減排4億噸二氧化碳。第五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國家對分布式能源政策相關(guān)背景燃氣分布式能源政策

2011年10月9日，國家發(fā)改委、財政部、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)，以實現(xiàn)節(jié)能減排任務(wù)為工作抓手，重點在能源負(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、地源熱泵等再生能源進行綜合利用。第六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國家對分布式能源政策相關(guān)背景未來10年規(guī)劃“十二五”初期啟動一批天然氣分布式能源示范項目，“十二五”期間建設(shè)1000個左右天然氣分布式能源項目，并擬建設(shè)10個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)用方面取得實質(zhì)性突破。初步形成具有自主知識產(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)裝機規(guī)模達到500萬千瓦，解決分布式能源系統(tǒng)集成，裝備自主化率達到60%；當(dāng)裝機規(guī)模達到1000萬千瓦，基本解決中小型、微型燃氣輪機等核心裝備自主制造，裝備自主化率達到90%。到2020年，在全國規(guī)模以上城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機規(guī)模達到5000萬千瓦，初步實現(xiàn)分布式能源裝備產(chǎn)業(yè)化。第七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五目錄相關(guān)背景1分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理分布式燃氣發(fā)電基本概念分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456第八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電概述分布式燃氣發(fā)電基本概念

燃氣發(fā)電是指以燃氣作為一次能源，驅(qū)動各種發(fā)動機做功，最終產(chǎn)生電能的一種發(fā)電方式。燃氣發(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)能夠把燃氣發(fā)電的有效率提高到95%以上。燃氣發(fā)電所需的可燃氣體主要包括：

天然氣：從地層中開采，以甲烷為主。天然氣熱值約8500－10000千卡/立方米，是最主要、也是最清潔高能的燃氣發(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：以空氣為氣化劑對秸稈進行氣化產(chǎn)生的可燃氣體，其主要成分為氮氣、一氧化碳、氫氣以及少量甲烷等氣體。由于氮氣含量較高，其熱值較低，約1400千卡/立方米。第九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電的類型分布式燃氣發(fā)電基本概念燃氣發(fā)電機組燃氣發(fā)電機組是發(fā)動機利用可燃氣體作為燃料，將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動能，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電能的裝置。它由燃氣發(fā)動機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)（控制屏）三部分組成，它是一種由燃料內(nèi)能→發(fā)動機動能（與發(fā)動機飛輪端軸聯(lián)的旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機轉(zhuǎn)子動能）→發(fā)電機定子電能的轉(zhuǎn)換裝置。作為動力部分的發(fā)動機是燃氣發(fā)電機組的核心部分，目前主要的發(fā)動機設(shè)備有：燃氣輪機、微型燃氣輪機、燃氣內(nèi)燃機、燃氣外燃機等。發(fā)電機一般采用同步發(fā)電機或永磁高速同步發(fā)電機。第十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電的類型分布式燃氣發(fā)電基本概念燃料電池燃料電池是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應(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，一些碳氫化合物例如天然氣亦常作燃料使用。燃料電池有別于原電池，因為需要穏定的氧和燃料來源，以確保其運作供電。此電池可以提供不間斷的穩(wěn)定電力，直至燃料耗盡。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。第十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電的類型分布式燃氣發(fā)電基本概念燃料電池燃料電池是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應(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，一些碳氫化合物例如天然氣亦常作燃料使用。燃料電池有別于原電池，因為需要穏定的氧和燃料來源，以確保其運作供電。此電池可以提供不間斷的穩(wěn)定電力，直至燃料耗盡。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。第十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五分布式燃氣發(fā)電的優(yōu)缺點分布式燃氣發(fā)電基本概念技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢分布式燃氣發(fā)電占地小，一般的樓宇建筑內(nèi)或地下室均可。分布式燃氣發(fā)電一般由各單位籌建，因為工程小，造價不高，建設(shè)資金自籌易解決，政府只要出臺支持發(fā)展的政策，其他如資金、設(shè)備和管理等問題都會自行解決。分布式燃氣發(fā)電實現(xiàn)了自備電源，減小了大電網(wǎng)的供電壓力。發(fā)電、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。分布式燃氣發(fā)電的發(fā)電成比電網(wǎng)的售電價低，因而有明顯的經(jīng)濟效益。小型燃氣輪機、微型燃氣輪機、燃氣外燃機和燃氣內(nèi)燃機污染排放低，環(huán)保效益好。第十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五分布式燃氣發(fā)電的優(yōu)缺點分布式燃氣發(fā)電基本概念不足之處機組容量小，單位能耗高，單位千瓦造價高。分布式燃氣發(fā)電系統(tǒng)麻雀雖小、五臟俱全，專業(yè)性較強，而籌建單位往往是“門外漢”，運行、維護較困難。夜間低負(fù)荷時分布式燃氣發(fā)電系統(tǒng)如何運行，如何實現(xiàn)全年生活熱水供應(yīng)等問題還需深入思考；對于實施峰谷電價的地區(qū)，經(jīng)濟性還需詳細計算。第十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五分布式燃氣發(fā)電的聯(lián)合供能分布式燃氣發(fā)電基本概念目前分布式燃氣發(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）的一種進化和發(fā)展，它以機組更加小型化、分散化的形式布置在用戶附近，以能量的梯級利用為基礎(chǔ)，同時向用戶輸出冷、熱、電能，使能量達到更高的利用率。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)美國對商用樓宇終端能源的消費統(tǒng)計，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)濟潛力的組合方式。同時，天然氣作為一種清潔、高效的能源，是我國政府推動能源優(yōu)質(zhì)化的重點領(lǐng)域。西氣東輸工程的竣工標(biāo)志著中國天然氣時代的開始，為燃氣冷熱電三聯(lián)供提供了資源基礎(chǔ)。第十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五目錄相關(guān)背景1分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理分布式燃氣發(fā)電基本概念分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456第十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9583.1—1999氣體燃料發(fā)電機組通用技術(shù)條件該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣體燃料發(fā)電機組的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝及貯運等要求。適用于0.5~800kW燃燒天然氣、煤氣、沼氣等氣體及其與柴油混合燃燒的內(nèi)燃機驅(qū)動交流工頻發(fā)電機的發(fā)電機組。JB/T10629-2006燃氣機通用技術(shù)條件和試驗方法該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃氣機的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝及貯運。適用于燃用各種氣體燃料的非道路用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機的設(shè)計、制造和驗收。GB/T1147.1-2007中小功率內(nèi)燃機第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)燃機的性能要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝及貯運等。適用于道路車輛、船舶、農(nóng)用拖拉機、林業(yè)機械、工程機械、發(fā)電機組、排灌機械用中小功率內(nèi)燃機，其他未被列入的中小功率內(nèi)燃機可參照執(zhí)行。第十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2820往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組該標(biāo)準(zhǔn)對由往復(fù)式內(nèi)燃（RIC）發(fā)動機、交流發(fā)電機、控制裝置、開關(guān)裝置和輔助設(shè)備組成的發(fā)電機組的用途、性能、技術(shù)條件和設(shè)計、試驗方法、安全裝置等各方面進行了規(guī)定。適用于由陸用和船用RIC發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機組，不適用于航空或驅(qū)動陸上車輛和機車的發(fā)電機組。對于某些特殊用途（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)式原動機（例如沼氣發(fā)動機、蒸汽發(fā)動機），以該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定作為基礎(chǔ)。GB/T15548-2008往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的三相同步發(fā)電機通用技術(shù)條件該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的三相同步發(fā)電機的型式、基本參數(shù)與尺寸、技術(shù)要求、檢驗規(guī)則、試驗方法以及標(biāo)志、包裝和質(zhì)量保證期。適用于往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的三相同步發(fā)電機。第十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5884-1991燃氣輪機控制與保護系統(tǒng)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃氣輪機控制與保護系統(tǒng)的基本要求和選用依據(jù)。適用于發(fā)電和工業(yè)驅(qū)動用的開式、閉式和半閉式循環(huán)的燃氣輪機控制與保護。JB/T7822-1995燃氣輪機電氣設(shè)備通用技術(shù)條件該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了與燃氣輪機配套使用的電氣設(shè)備(除控制設(shè)備外)的通用技術(shù)條件。適用于發(fā)電用燃氣輪機裝置，對于機械驅(qū)動用燃氣輪機裝置亦可參照采用。CJJ145-2010燃氣冷熱電三聯(lián)供工程技術(shù)規(guī)程該規(guī)程為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適用于以燃氣為一次能源，發(fā)電機總?cè)萘啃∮诨虻扔?5MW，新建、改建、擴建的供應(yīng)冷、熱、電能的分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計、施工、驗收和運行管理。第十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

與燃氣輪機與內(nèi)燃機相關(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燃氣輪機系列標(biāo)準(zhǔn)IEC60034-2009往復(fù)式內(nèi)燃機系列標(biāo)準(zhǔn)ANSIB133燃氣輪機系列標(biāo)準(zhǔn)，包括燃氣輪機的控制和保護系統(tǒng)、電氣設(shè)備、同步發(fā)電機等ASMEPTC17往復(fù)式內(nèi)燃機DIN4342燃氣輪機-標(biāo)準(zhǔn)參考條件、標(biāo)準(zhǔn)功率、性能數(shù)據(jù)第二十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五目錄相關(guān)背景1分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理分布式燃氣發(fā)電基本概念分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456第二十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理發(fā)電機和燃氣輪機連軸，高溫燃氣推動渦輪旋轉(zhuǎn)做功帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電力。發(fā)電機和燃氣輪機有兩種連接方式：一種是直接連接，即單軸系統(tǒng)，發(fā)電機采用永磁高速同步發(fā)電機；另一種通過減速齒輪連接，即分軸系統(tǒng)，發(fā)電機采用普通的同步發(fā)電機。燃氣輪機發(fā)電原理第二十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理

右圖表示了燃氣輪機的簡單工作過程：空氣從空氣入口進入燃氣輪機，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機把空氣壓縮為高壓空氣，其流向見淺藍色箭頭線；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。燃氣輪機結(jié)構(gòu)第二十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣輪機的發(fā)電效率能達到30%，熱效率達到40%，綜合效率超過70%。燃氣輪機利用壓氣機進氣導(dǎo)葉的開度來調(diào)節(jié)空氣進氣量，調(diào)節(jié)的范圍為70%~100%。當(dāng)負(fù)荷小于70%的時候，只能通過控制燃氣供給量來控制燃氣輪機的出力。所以燃氣輪機低負(fù)荷運行時，發(fā)電效率大幅度下降，帶50%負(fù)荷時發(fā)電效率將下降6~8%左右、熱效率下降10~15%，故燃氣輪機不適宜于帶部分負(fù)荷運行。燃氣輪機的起動時間較短，大型的燃氣輪機起動時間一般不超過1小時，最快的微型燃氣輪機，從起動到帶滿負(fù)荷不超過2分鐘。燃氣輪機對于燃料的適應(yīng)性比較強，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、含塵高一點問題都不大；且發(fā)電出力一般不會減少，甚至因為燃料進氣量增加而有所增加；此外，燃氣輪機功率密度大體積小，比較適合再移動，便于轉(zhuǎn)移運行現(xiàn)場。燃氣輪機運行特性第二十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理適用于分布式燃氣發(fā)電的燃氣輪機小型燃氣輪機主要指額定功率在300kW-15MW的采用渦流式技術(shù)的燃氣輪機。其特點是堅固可靠，應(yīng)用極為廣泛?？梢宰鳛楣潭娫椿蛞苿与娫?，可用于熱電聯(lián)產(chǎn)，也可與余熱溴化鋰機組組成熱電冷聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，還可以直接提供工業(yè)動力或組合成動力熱力聯(lián)合循環(huán)，以及應(yīng)用于交通動力設(shè)備等等。小型燃氣輪機極為適合于工業(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，可以采用燃氣輪機--背壓機同軸聯(lián)合循環(huán)；當(dāng)用電小用熱大時，可以采用余熱鍋爐補燃技術(shù)，能夠適應(yīng)各種需求變化。目前的小型燃氣輪發(fā)電機組大修周期在3-4萬小時，運行穩(wěn)定可靠。調(diào)峰能力強，機組能夠自動跟蹤頻率，實現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)（自備電源）運行，燃機轉(zhuǎn)速高達10000轉(zhuǎn)/分，電力品質(zhì)甚至能超過普通中、低壓配電網(wǎng)。第二十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理微型燃氣輪機主要指25-300kW采用軸流技術(shù)的燃氣輪機?；驹硎峭ㄟ^一個精密鑄造的葉輪和永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接的轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，葉輪一側(cè)為壓縮機，另一側(cè)為燃燒室和動力葉片，來帶動發(fā)電機發(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行。與傳統(tǒng)的燃氣輪機結(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。第二十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理微型燃氣輪機的發(fā)電原理和傳統(tǒng)的燃氣輪機相似，只是多了一個回?zé)嵫h(huán)?；?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%。微型燃氣輪機結(jié)構(gòu)簡單，由于采用空氣軸承，整套系統(tǒng)只有一個運動部件，連續(xù)運行可靠率高達99.99%，平均每年的停機檢修時間不超過2小時。整機由空氣冷卻，不需要潤滑系統(tǒng)和冷卻劑，保養(yǎng)間隔長，維護成本低。其使用壽命達到20年。微型燃氣輪機第二十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣內(nèi)燃機

內(nèi)燃機一般是指活塞式內(nèi)燃機，包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機，其中往復(fù)活塞式內(nèi)燃機最為普遍。根據(jù)所用燃料的不同，內(nèi)燃機主要有汽油機、柴油機、燃氣機、乙醇發(fā)動機等。燃氣內(nèi)燃機主要使用天然氣、液化石油氣、煤氣等可燃氣體作為燃料。燃氣內(nèi)燃機發(fā)電原理和燃氣輪機相似，燃氣經(jīng)管道送入燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組，進行燃燒做功帶動同步發(fā)電機發(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。第二十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣內(nèi)燃機工作原理燃氣內(nèi)燃機一般采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。一般包含5大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：燃氣供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、起動系統(tǒng)。第二十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣內(nèi)燃機與燃氣輪機的比較燃氣內(nèi)燃機與燃氣輪機相比，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)燃機比燃氣輪機便宜。燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組的發(fā)電效率比燃氣輪發(fā)電機組更高，發(fā)電效率能達到40%，熱效率40%，綜合效率超過80%。燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組啟動快，在突然停電的情況下，啟動機組只需要很少的輔助電力，通常只要蓄電池就足夠了。內(nèi)燃機的部分負(fù)荷運行性能較燃氣輪機好，當(dāng)燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組在50%負(fù)荷下運行時，其綜合效率只比滿負(fù)荷運行時低5-8%。但是內(nèi)燃機燃燒低熱值燃料時，機組出力明顯下降，一臺燃燒低熱值8000大卡/立方米天然氣燃料的500千瓦級燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組，在使用低熱值4000大卡/立方米的焦化煤氣時，出力可能下降到350～400kW左右。第三十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣內(nèi)燃機與燃氣輪機的比較內(nèi)燃機需要頻繁更換機油和火花塞，消耗材料比較大，也影響到設(shè)備的可用性和可靠性兩個主要設(shè)備利用指標(biāo)，對設(shè)備利用率影響比較大，有時不得不采取增加發(fā)電機組臺數(shù)的辦法，來消除利用率低的影響。內(nèi)燃機對燃氣清潔度要求比燃氣輪機高，對燃氣中的水分子含量和硫化氫等比較敏感，可能導(dǎo)致硫化氫和水形成硫酸腐蝕問題，需要對燃氣進行清潔過濾。第三十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣外燃機燃氣外燃機，又稱斯特林機、熱氣機，是一種閉式循環(huán)往復(fù)活塞式外燃機。外燃機可用氫、氮、氦或空氣等作為工質(zhì)，按斯特林循環(huán)工作。與內(nèi)燃機不同的是：它的工作氣體是封閉在機器內(nèi)的，并在各腔室間循環(huán)，反復(fù)使用。在外然機封閉的氣缸內(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)崆恢醒杆偌訜幔蛎涀鞴?。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。斯特林機一般由燃燒系統(tǒng)、熱端部件（加熱器，回?zé)崞鳎?、冷端部件（冷卻器，冷卻系統(tǒng)）、傳動系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)組成。第三十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣外燃機的特點燃料的多樣性：可以使用各種燃料，包括液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)燃料。因為燃燒過程連續(xù)，而且是在缸外接近于大氣壓力的狀態(tài)下進行，所以對燃料品質(zhì)要求不高。同時，斯特林機也可用來回收各種分散或低品位的熱能。發(fā)電效率較高：實際燃氣外然發(fā)電機組的發(fā)電效率一般為25%~35%，最高可達到47%，在部分負(fù)荷下斯特林機仍可達35%的發(fā)電效率。但是熱效率不高，熱量損失是內(nèi)燃機的2-3倍。外燃機一般功率較小，從幾百瓦到數(shù)十千瓦不等。排氣污染少，噪音低：外燃機的燃燒過程是連續(xù)的，空氣燃燒比變化對效率影響很小，而對功率幾乎沒有影響，發(fā)動機可以在足夠的過量空氣下運轉(zhuǎn)。外燃機氣缸內(nèi)壓力是按照正弦規(guī)律變化的，機內(nèi)工質(zhì)壓力變化平緩，因而不會產(chǎn)生燃燒爆炸和排氣波。另外，外然機沒有氣閥機構(gòu)且運轉(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)燃機低15-20dB。第三十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣外燃機的特點運轉(zhuǎn)特性好：外然機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8~10（內(nèi)燃機為3~5）。外然機的超負(fù)荷能力很大，能在超過額定負(fù)荷50%的情況下正常運轉(zhuǎn)，而內(nèi)燃機只能超載15%。外燃機最大的優(yōu)點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，尚未大量使用：外燃機雖然零件數(shù)比內(nèi)燃機少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)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機器較為笨重。因此其推廣應(yīng)用受到一定限制。第三十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃料電池的發(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)運動到相對應(yīng)的另外一個電極上，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，電子通過外電路由陽極運動到陰極，使整個反應(yīng)過程達到物質(zhì)的平衡與電荷的平衡，外部用電器就獲得了燃料電池所提供的電能。第三十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理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堿性燃料電池氫氧化鉀溶液室溫-9060-70%氫氣、氧氣300W-5KWPEMFC質(zhì)子交換膜燃料電池質(zhì)子交換膜室溫-8040-60%氫氣、氧氣（或空氣）1KWPAFC磷酸燃料電池磷酸160-22055%天然氣、沼氣、雙氧水、空氣200KWMCFC熔融碳酸鹽燃料電池堿金屬碳酸鹽熔融混合物620-66065%天然氣、沼氣、煤氣、雙氧水、空氣2MW-10MWSOFC固體氧化物燃料電池氧離子導(dǎo)電陶瓷800-100060-65%天然氣、沼氣、煤氣、雙氧水、空氣100KW第三十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃料電池的特點能量轉(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，無機械振動。燃料適用范圍廣：氫氣、天然氣、沼氣、煤氣等。積木化強：規(guī)模及安裝地點靈活，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。第三十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電原理分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃料電池的特點負(fù)荷響應(yīng)快，運行質(zhì)量高：燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就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，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。實際應(yīng)用存在瓶頸：燃料電池造價偏高；起動速度尚不及內(nèi)燃機引擎；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；目前的氫氣儲存技術(shù)需消耗大量的電能，尚需改進。第三十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)以燃氣輪機循環(huán)為前置循環(huán)、以蒸汽輪機循環(huán)為后置循環(huán)所組成的一個整體的熱力循環(huán)，統(tǒng)稱為“燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)”，簡稱為“聯(lián)合循環(huán)”。聯(lián)合循環(huán)能夠合理地梯級利用能源，具有提高機組效率、同時增大其功率的功能，它是當(dāng)今能源利用方式中比較先進的技術(shù)。循環(huán)發(fā)電機組的工作原理是：經(jīng)過加熱后的燃氣進入燃氣輪機的燃燒室，與壓氣機壓入的高壓空氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣流推動燃氣輪機旋轉(zhuǎn)做功。從燃氣輪機排出的氣體溫度高達600攝氏度，進入余熱鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機旋轉(zhuǎn)做功。燃氣輪機和蒸汽輪機同時旋轉(zhuǎn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機械能帶動同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。第三十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機、蒸汽輪機、發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸相互連接同軸旋轉(zhuǎn)的，稱為單軸系統(tǒng)；燃氣輪機帶動一臺發(fā)電機、蒸汽輪機帶動一臺發(fā)電機，各自一個軸系，稱為多軸系統(tǒng)。

對于30萬千瓦以上的大型聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，一般采用單軸系統(tǒng)。第四十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)

20萬千瓦以下的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組一般采用多軸系統(tǒng)。在分布式燃氣發(fā)電中，小型燃氣輪機和小型蒸汽輪機組成的循環(huán)發(fā)電機組一般都是采用多軸系統(tǒng)。第四十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的特點有較高的熱效率：聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組發(fā)電效率可以達到45%~50%，一些大型機組甚至可以超過55％。在同等功率條件下效率要比蒸汽輪發(fā)電機組高出15%以上。環(huán)保性能好，對環(huán)境的污染少：聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組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費用僅為蒸汽輪發(fā)電機組的一半左右。建設(shè)周期短：可以分階段建設(shè)，首先建設(shè)燃氣輪機發(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)電機組的三分之一左右。運行方式靈活：大型機組可用于調(diào)峰運行；小型機組應(yīng)用于分布式發(fā)電時，可作為孤網(wǎng)運行的主電源，運行可靠，供電質(zhì)量高。第四十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理冷熱電三聯(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)能量品位進行梯級利用的綜合產(chǎn)、用能的先進的分布式能源系統(tǒng)。系統(tǒng)安裝于最終用戶端附近，首先利用一次能源驅(qū)動各種發(fā)動機發(fā)電，再通過各種余熱利用設(shè)備（吸收式制冷機、吸附式制冷機、余熱鍋爐、干燥除濕設(shè)備、換熱器等）對余熱進行回收利用，同時向用戶提供電力、制冷、采暖、生活熱水等，綜合用能效率可達90%以上。第四十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理冷熱電三聯(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7～10年左右即可收回投資；燃氣三聯(lián)供系統(tǒng)可以有效地緩解天然氣冬夏季峰谷差，提高燃氣設(shè)施的利用效率，同時減少電力設(shè)備的峰值裝機容量。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--系統(tǒng)主要是針對各種工業(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)獨立的能源供應(yīng)中心；

樓宇型--主要是針對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組，機房往往布置在建筑物內(nèi)部，不需考慮外網(wǎng)建設(shè)。第四十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理三聯(lián)供的系統(tǒng)組成該系統(tǒng)最核心的兩個設(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氣輪發(fā)電機組、微型燃氣輪發(fā)電機組、燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組、斯特林機發(fā)電機組、小型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組以及燃料電池；熱冷轉(zhuǎn)換裝置包括吸收式制冷機和吸附式制冷機。第四十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理用于冷熱電三聯(lián)產(chǎn)的吸收式制冷機常用的吸收劑為溴化鋰、制冷劑為水。吸收式制冷機通過消耗熱能將液體蒸發(fā)來持續(xù)不斷的制冷，其特點是：可以利用各種熱能（蒸氣、廢熱、余熱、燃油、燃氣等）驅(qū)動；可以大量節(jié)約用電；結(jié)構(gòu)簡單，運動部件少，安全可靠；對環(huán)境和大氣臭氧層無害。溴化鋰吸收式制冷機一般只能制取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，溴化鋰吸收式制冷機可分為熱水型、蒸汽型、煙氣型、補燃型、直燃型等。吸收式制冷機第四十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(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)束后必須有一個解析過程使吸附劑狀態(tài)還原，這時將停止制冷。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。吸附式制冷機吸附式制冷機的制冷原理是：一定的固體吸附劑對某種制冷劑氣體具有吸附作用。吸附能力隨吸附溫度的不同而不同。周期性地冷卻和加熱吸附劑，使之交替吸附和解析。解析時，釋放出制冷劑氣體，并使之凝為液體；吸附時，制冷劑液體蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷作用。第四十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理三聯(lián)供系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小型燃氣輪機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)一般有兩種形式，一種采用余熱鍋爐，適用于2兆瓦以上機組；另一種直接利用燃氣輪機排出的煙氣，適用于2兆瓦以下的機組。小型燃氣輪機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)第四十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理

微型燃氣輪機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)非常適合安裝于樓宇場合。微型燃氣輪機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)其余熱回收形態(tài)一般為250-650℃煙氣。微型燃氣輪機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)第四十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理

小型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)適用于5兆瓦以上機組，能夠為較大的區(qū)域提供制冷和供熱。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)第五十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理

燃氣內(nèi)燃機驅(qū)動的三聯(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。燃氣內(nèi)燃機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)第五十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理

斯特林機的功率一般較小，一般采用熱電聯(lián)供型式，制冷由直燃機單獨完成。

未來隨著小型余熱型固體吸附式制冷技術(shù)的成熟，斯特林機與吸附式制冷機的組合在三聯(lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用值得期待。燃氣外燃機驅(qū)動的三聯(lián)供系統(tǒng)第五十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(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)動的三聯(lián)供系統(tǒng)第五十三頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理各三聯(lián)供系統(tǒng)的比較燃氣內(nèi)燃機系統(tǒng)的啟動時間短,當(dāng)遇到緊急情況時能夠迅速啟動,保證能源的正常供應(yīng),同時燃氣內(nèi)燃機與燃氣輪機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，是非常優(yōu)秀的三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)動機；燃氣輪機系統(tǒng)的NOx排放量很小,比內(nèi)燃機具有更好的環(huán)境效益，但是發(fā)電效率不如內(nèi)燃機,適用于商業(yè)、辦公等對環(huán)境、空間要求高的區(qū)域；斯特林機系統(tǒng)高效、低噪聲、低污染，但出力較低、工藝復(fù)雜、成本較高，實用性有待進一步提高；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是普通內(nèi)燃機的5倍,它的應(yīng)用目前受到很大限制。第五十四頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理三聯(lián)供系統(tǒng)的并網(wǎng)根據(jù)《燃氣冷熱電三聯(lián)供工程技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，燃氣冷熱電三聯(lián)供是“以熱定電”為設(shè)計原則,采用“聯(lián)網(wǎng)不上網(wǎng)”的并網(wǎng)方式。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)。第五十五頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五燃氣發(fā)電聯(lián)供技術(shù)分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理三聯(lián)供系統(tǒng)的適合用戶政府機關(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)濟開發(fā)區(qū)；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生可利用余熱的企業(yè)。第五十六頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五目錄相關(guān)背景1分布式燃氣發(fā)電的技術(shù)原理分布式燃氣發(fā)電基本概念分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況下一階段研究工作分布式燃氣發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)23456第五十七頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國外天然氣發(fā)電現(xiàn)狀分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況以2001年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，美國的天然氣發(fā)電量占電力生產(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。第五十八頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國內(nèi)天然氣發(fā)電現(xiàn)狀分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況以2010年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國的電力結(jié)構(gòu)中，火電發(fā)電占71%（煤電68%，燃氣發(fā)電2.8%），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)運作模式。2002年以后，隨著西氣東輸工程的實施，天然氣發(fā)電量迅速增加，按規(guī)劃，西氣東輸?shù)奶烊粴?0%，進口天然氣的40%用于發(fā)電，預(yù)計到2020年，天然氣發(fā)電占全國發(fā)電量比例將會提高到6.7%。第五十九頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國外三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃氣發(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：2010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)裝機容量將占到總裝機容量的29%。美國第六十頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國外三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃氣發(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2000年時包括丹麥、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。歐洲第六十一頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國外三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃氣發(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)于推動熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)等。政府對熱電項目給予低息貸款年利率3%（一般工業(yè)為6%）和補貼。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)的總裝機數(shù)量是2777臺，總裝機容量為4627MW，占各類機組（電力公司的電廠機組加上私有發(fā)電設(shè)備）總裝機容量的2％，其中，民用與商業(yè)部門1654臺，裝機容量共882MW，工業(yè)部門1123臺，裝機容量共3745MW。而隨后的2000年一年，燃氣冷熱電三聯(lián)產(chǎn)項目裝機容量就達到478MW。日本第六十二頁，共七十一頁，編輯于2023年，星期五國內(nèi)三聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)狀分布式燃氣發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展情況1997年，上海建成2-3個示范項目；1999年，北京市開始著手進行燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的調(diào)研和工程試點工作；2002年，