分布式能源基礎(chǔ)知識(shí)

分布式能源基礎(chǔ)知識(shí)第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月培訓(xùn)主要內(nèi)容分布式能源系統(tǒng)的定義分布式能源系統(tǒng)的特征分布式能源系統(tǒng)發(fā)展概況國(guó)家對(duì)分布式能源系統(tǒng)的相關(guān)政策熱能的梯級(jí)利用分布式能源系統(tǒng)的分類分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路案例：北京煤氣集團(tuán)總部辦公樓項(xiàng)目第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月分布式能源的定義分布式能源系統(tǒng)是相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式供能的能源系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設(shè)備、集中生產(chǎn)，然后通過專門的輸送設(shè)施（大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)等）將各種能量輸送到較大范圍的眾多用戶；而分布式能源系統(tǒng)則是直接面向用戶，按用戶的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能量，具有多種功能，可滿足多重目標(biāo)的中小型能源轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)。第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月分布式能源系統(tǒng)的特征1、直接面向當(dāng)?shù)赜脩舻男枨螅贾迷谟脩舾浇?，?jiǎn)化能源的輸送環(huán)節(jié)，進(jìn)而減少能量輸送成本，同時(shí)增加用戶能量供應(yīng)的安全性。2、系統(tǒng)受用戶需求的制約，相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)而言均為中、小容量。3、隨著經(jīng)濟(jì)、不同能源技術(shù)的發(fā)展和成熟，可供選擇技術(shù)也日益增多。4、通過選擇合適的技術(shù)，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化和整合，可以更好地同時(shí)滿足用戶多種要求（如：高效、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展等），實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能目標(biāo)。第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月分布式能源系統(tǒng)發(fā)展概況“分布式能源系統(tǒng)”的概念提出已有20多年，其主要形式是冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(combinedcooling,heatingandpower,CCHP),它是應(yīng)用能的梯級(jí)利用原理的必然選擇，能源利用率很高，所以技術(shù)發(fā)展迅速。我國(guó)也有相應(yīng)的反應(yīng)，先是要求北京開展中小型燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的使用進(jìn)行研究，然后2004上海市完成“上海市燃?xì)饪照{(diào)，分布式燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)”發(fā)展規(guī)劃，計(jì)劃在2003年基礎(chǔ)上燃?xì)夥植际嚼錈犭娐?lián)產(chǎn)到2020年將再建設(shè)100個(gè)系統(tǒng)，裝機(jī)容量為3MW。第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)家對(duì)分布式能源系統(tǒng)的相關(guān)政策《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》明確指出：“推廣熱電聯(lián)產(chǎn)，集中供熱，提高熱電機(jī)組的利用率，發(fā)展熱能梯級(jí)利用技術(shù)，熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)，提高熱能綜合利用率”原國(guó)家計(jì)委、原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》（計(jì)基礎(chǔ)【2000】1268號(hào)文）中指出“以小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和余熱鍋爐等設(shè)備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護(hù)環(huán)境、減少供電線路損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能，在有條件的地區(qū)應(yīng)逐步推廣”。國(guó)家建設(shè)部《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》（76號(hào)文）第四條指出國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展建筑節(jié)能技術(shù)中有一項(xiàng)是集中供熱和熱、電、冷聯(lián)供技術(shù)。目前國(guó)家正在制定的《國(guó)家十一五規(guī)劃》、《國(guó)家中長(zhǎng)期能源規(guī)劃》、《國(guó)家長(zhǎng)期科技規(guī)劃》，都把分布式燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供作為發(fā)展的重點(diǎn)。第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月熱能的梯級(jí)利用燃料高溫

中溫低溫環(huán)境能的梯級(jí)利用發(fā)電制冷供熱排放第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月分布式能源系統(tǒng)的分類分布式能源系統(tǒng)的核心及重要組成部分是分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其種類繁多。①按能源利用形式分類，有化石能源、可再生能源以及這兩種能源互補(bǔ)的分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)；②按熱機(jī)類型分類，有燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，以及燃料電池等分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)；③按系統(tǒng)規(guī)模分類，有樓宇型、區(qū)域型、產(chǎn)業(yè)型和城市型分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)等。第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程1）燃?xì)廨啓C(jī)-余熱吸收式分布式聯(lián)產(chǎn)蒸汽型聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，余熱鍋爐透平排氣的余熱被回收，用以產(chǎn)生蒸汽。夏季可利用蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽雙效溴化鋰吸收式機(jī)組制冷；冬季可利用這部分蒸汽直接供熱或驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵供熱。排煙溫度多為350~550℃，發(fā)電效率為24~34%，冷電比（熱電比）通常為1.5~2.5.第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月與蒸汽型聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)不同之處在于，排氣中的余熱直接通過煙氣型溴化鋰吸收式機(jī)組回收利用，沒有了余熱鍋爐這一中間環(huán)節(jié)。排煙溫度多為350~550℃，發(fā)電效率為24~34%，冷電比（熱電比）通常為1.5~2.5.第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月與簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)-煙氣吸收式分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相比，系統(tǒng)增加一套空氣預(yù)熱器，利用排氣給空氣預(yù)熱。發(fā)電效率相對(duì)于簡(jiǎn)單循環(huán)燃機(jī)要高，有高達(dá)38%，冷電比（熱電比）多為1.0~1.5第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2）內(nèi)燃機(jī)-余熱吸收型分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)排氣溫度350~450℃，缸套水溫度大于90℃，其余熱量占輸入燃料能量的30~40%，可直接用供熱，另外可考慮在煙氣型機(jī)組尾部增加一級(jí)換熱器，回收170℃以下的余熱用于生產(chǎn)熱水。冷電比（熱電比）通常為1.0~1.5。第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月3)汽輪機(jī)-余熱吸收型分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)系統(tǒng)性能與機(jī)組容量關(guān)系很大，容量較小的機(jī)組性能比較差，而大型機(jī)組生產(chǎn)冷量對(duì)外傳輸半徑?。挥谜羝椭劣脩舳巳缓笞鑫帐街评?，管道造價(jià)高；蒸汽系統(tǒng)以水為循環(huán)工質(zhì)，系統(tǒng)復(fù)雜，不適合中小型用戶。第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月4）斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)-余熱吸收性分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)該系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相似，斯特林機(jī)是一種外部加熱的閉式循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，與內(nèi)燃機(jī)相比，斯特林機(jī)的排氣溫度更高，回收利用是更便利；但冷卻水溫相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的缸套水低，同時(shí)冷卻水帶走的熱量在全部輸入能量中所占的份額較大。第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月5）燃料電池-燃?xì)廨啓C(jī)-余熱吸收型分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)SOFC固體氧化物燃料電池，單獨(dú)發(fā)電效率為50~60%，與燃?xì)廨啓C(jī)組合成混合動(dòng)力系統(tǒng)，其發(fā)電效率可達(dá)到70%，NOx的排放量低于1ppm,是目前最潔凈的能源系統(tǒng)之一。電輸出占很大比重，冷電比（熱電比）僅為0.2~0.5。此系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展還不成熟，尚處實(shí)驗(yàn)階段。第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路分布式能源系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是直接面向用戶、按用戶需求提供各種形式能量的中小型多功能能量轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)，所以在進(jìn)行分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)須考慮以下幾點(diǎn)：1）明確用戶真正的冷電比（熱電比）即真實(shí)的冷熱電負(fù)荷。2）對(duì)發(fā)電機(jī)組獨(dú)立供電運(yùn)行模式，在機(jī)組選型配備時(shí)，可以考慮利用電制冷方式，將一部分冷負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電負(fù)荷，從而滿足真正的冷電比。3）若在冷負(fù)荷峰值時(shí)冷電比過大，可考慮冰水蓄冷進(jìn)一步改善冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性。（對(duì)于酒店通常晚上耗電量相對(duì)較大，而耗冷相對(duì)較少，可以考慮晚上冰水蓄冷）4）對(duì)發(fā)電機(jī)組與市電并網(wǎng)運(yùn)行模式，可按考慮同時(shí)使用系數(shù)之后冷負(fù)荷做設(shè)備選型。第16頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月案例：北京煤氣集團(tuán)總部辦公樓項(xiàng)目建筑總面積為32800㎡，冷負(fù)荷為7150kw，電負(fù)荷