BCHP冷熱電聯(lián)產(chǎn)研究綜述

BCHF冷熱電聯(lián)產(chǎn)研究綜述班級：建環(huán)本1013姓名：樊印國學號：1042101302BCHP婁宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)一、 BCHP勺基本概念BCHP是英文BUILDINGCOOLINGHEATING&POWER的簡稱，我們稱之為婁宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)或現(xiàn)場冷熱電聯(lián)產(chǎn)，是由一套系統(tǒng)解決建筑物電、冷、熱等全部需要勺建筑能源系統(tǒng)。BCHP可以是為單個建筑提供能源的較小型系統(tǒng)，也可以是為區(qū)域內(nèi)多個建筑提供能源勺分布式能源系統(tǒng)。作為空調能源應用形式之一，BCHP系統(tǒng)能削減夏季電力峰值，填補夏季燃氣低谷，提高電力和燃氣的負荷率，減少公用事業(yè)投資，屬合理用能系統(tǒng)，被能源專家大力提倡；其系統(tǒng)設計簡便、施工周期短、自動化運行管理等優(yōu)點也為廣大工程技術人員所接受，因此，BCHP系統(tǒng)已成為目前世界各國大力提倡的新技術。在我國，隨著清潔能源——天然氣的普及使用，BCHP系統(tǒng)迎來了廣闊的發(fā)展前景。二、 BCHP的組成BCHP由發(fā)電設備和吸收式冷溫水機兩部分構成。例如：由中國遠大集團開發(fā)的6種余熱利用型機組有單效蒸汽機、單效熱水機、排氣再燃機、排氣再燃熱交換并聯(lián)機、雙效排氣直熱機、單效排氣直熱機。用于BCHP系統(tǒng)的發(fā)電設備有：常規(guī)渦輪發(fā)電機組、微型渦輪發(fā)電機組、柴油發(fā)電機組、燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組、燃料電池和外燃發(fā)電機組。三、 BCHP特點以燃氣發(fā)電機組為能源中心的冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)是城市科學用能的有效途徑之一。它集中體現(xiàn)了能源供應系統(tǒng)的技術先進性、能源利用的合理性和高效性以及由于常規(guī)方式的經(jīng)濟性。冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在不同應用場所的配置模式有很大不同，它主要取決于當?shù)氐哪茉葱枨蠼Y構。婁宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，是由發(fā)電機組燃燒天然氣首先產(chǎn)生電能，排除的廢熱通過余熱型吸收式冷溫水機組回收直接進行制熱和制冷。由國內(nèi)某公司獨立開發(fā)研制的余熱型吸收式冷溫水機組使得冷熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)大大簡化，該公司與美國能源部、橡樹嶺國家實驗室、馬里蘭大學等合作開發(fā)的“婁宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)圖”將吸收式冷溫水機組與歐美生產(chǎn)的燃氣發(fā)電機組進行“無接縫”組合，大幅度提高了能源利用率。目前，已有多套系統(tǒng)在世界各地運行，專家認為這是未來能源應用的方向。其顯著特點如下：1、 BCHP是發(fā)電機與吸收式冷溫水機組的技術整合，吸收式冷溫水機組直接回收發(fā)電機煙氣和缸套冷卻水熱量，而不是經(jīng)過中間二次換熱，系統(tǒng)能源效率比傳統(tǒng)熱電聯(lián)供提高20%以上。目前，我國大約1/4以上的能源消耗在建筑物上，以提供照明、制冷、采暖、衛(wèi)生、熱水、通風等。過去人們研究節(jié)能的努力都主要著眼于設備本身，而 BCHP則將發(fā)電和空調系統(tǒng)作為一個整體來考慮，在供熱和制冷時充分利用了發(fā)電設備排放的低品位熱量，實現(xiàn)終端能源的梯級利用和高效轉換，以避免遠距離輸電和分配損失，使得能源利用總銷量由發(fā)電30%~35%，提高到70%~90%，大幅度降低了建筑能耗，提高了供能系統(tǒng)的經(jīng)濟性。2、 BCHP可多種能源并用，控制上采用“余熱利用優(yōu)先”的原則，余熱不足或發(fā)電機不運行時，采用燃燒機補燃方法，為用戶提供了多樣化的能源選擇，確保了系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性。3、 BCHP系統(tǒng)可利用婁宇閑置的備用發(fā)電機組，安裝在用戶附近，它不僅提供了低成本的電力，克服了集中式供電輸送距離遠、能源形勢單一、大量熱能無法利用、能源浪費嚴重的弊端，而且滿足了冷、熱負荷的需求，它為分布式能源的廣泛應用建立起了模型， 并將大大緩解集中電網(wǎng)建設的投資壓力。4、 BCHP是能源得到高效利用，大幅度減少了溫室氣體及污染物的排放，使治理污染投資降低。有效促進了環(huán)境改善，具有極大的社會環(huán)境效益。5、 BCHP徹底改變了電空調與電網(wǎng)爭電的局面，有效改善了電網(wǎng)負荷的不均衡性，提高了發(fā)電廠設備的負荷率；BCHP利用燃氣或發(fā)電余熱制冷和制熱，填補了夏季燃氣用量的嚴重不足，改善了電力和燃氣不合理的能源結構狀況。6、電制冷的大量增加，使電網(wǎng)電力負荷急劇膨脹，直接威脅供電的穩(wěn)定性和安全性。BCHP提供了可靠的電力品質和供電安全，尤其是對供電安全和穩(wěn)定性較高的用戶，可使電網(wǎng)及其脆弱的供電方式不再威脅用戶，擺脫了電網(wǎng)拉閘限電、電網(wǎng)崩潰和意外災害（如地震，風雪、人為破壞、戰(zhàn)爭等）等突發(fā)性事故帶來的供電危機，避免了因停電造成的巨大經(jīng)濟損失。7、 BCHP有多種系統(tǒng)配套模式，電力、制冷、制熱負荷容量搭配靈活，不受冷、熱、電負荷的相互制約，BCHP機組可與不同種類、規(guī)格、打消的發(fā)電機組匹配，可滿足各種樓宇冷、熱、電負荷要求。8、 BCHP的大型化和集中管理，促進了區(qū)域空調的迅速發(fā)展，可大幅度降低機組裝機總容量，減少設備總投資，提高制冷制熱設備系統(tǒng)效率，同時確保了對燃料的集中管理，獲得廉價的燃料、最少的人員配置等，有效降低了系統(tǒng)運營成本。9、 BCHP系統(tǒng)回收余熱取消了余熱鍋爐（壓力容器）及復雜的水系統(tǒng)，既簡化了機房系統(tǒng)管理，減少了城市安全隱患，又減少了機房面積，節(jié)約了系統(tǒng)設備投資。10、BCHP系統(tǒng)運行壽命長，國內(nèi)余熱直燃機使用壽命為 20年以上，發(fā)電機使用壽命同樣可達25年以上，大修周期大都在30000~60000小時之間。11、BCHP系統(tǒng)設計極為簡單，具備暖通和供電設計經(jīng)驗的工程師即可著手BCHP系統(tǒng)設計。12、BCHP系統(tǒng)安裝簡單，維護便捷，系統(tǒng)集成化程度高，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控和無人化值守。四、 BCHP的應用模式模式1：蒸汽輪機+溴冷機工作原理：鍋爐燃燒產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機推動渦輪旋轉，帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電后的乏汽或從蒸汽輪機中的抽汽進入蒸汽制冷機制冷同時一部分進入熱交換器采暖或提供衛(wèi)生熱水。根據(jù)實際蒸汽品質（壓力等），可以選擇雙效或單效蒸汽機應用特點：1、根據(jù)對熱電廠"以熱定電"的要求，采用BCHP可以大大提高熱電廠的用熱量，提高熱電廠的負荷率，提高經(jīng)濟效益。2、如果汽輪機抽汽或乏汽不被用掉，則其發(fā)電量和發(fā)電效率都將下降，因此夏季使用蒸汽溴冷機可以顯著提高綜合效率；3、該模式適合于各個規(guī)模的火電廠或熱電廠。模式2：燃氣輪機+排氣回收型冷溫水機工作原理：燃氣輪機中高溫高壓氣體帶動發(fā)電機發(fā)電后排出，這時還保持著相當?shù)臏囟龋ㄒ话阍?00C以上），并具有較高的含氧量。溴化鋰制冷機可以直接回收排氣余熱進行制冷，也可以將排氣作為助燃空氣進行第二次燃燒，二次燃燒回收熱效率更高，達 95％以上。應用特點：1、尾氣余熱直接由溴化鋰冷溫水機回收進行制冷、采暖并提供衛(wèi)生熱水，無須另加然交換器，系統(tǒng)流程簡單，造價低。2、熱效率高，COP通常在1..27以上；3、制冷負荷調節(jié)范圍廣，最小制冷量可達 6萬大卡/時，可滿足各類建筑物的冷、熱、電的要求。4、適用該模式的溴化鋰空調有：排氣直熱單效冷溫水機、排氣直熱雙效冷溫水機、排氣再燃冷溫水機或排氣再燃熱交換冷溫水機等4中機型。5、使用建筑物：燃氣輪機電廠或燃氣輪機自備電站的改造，特別適合于簡單循環(huán)的燃氣輪機電廠（站），其經(jīng)濟性特別顯著。6、系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量可用于建筑物的空調或燃氣輪機本身的進氣冷卻或其他工藝冷卻。模式3：遠大公司一體化BCHP系統(tǒng)采用微型渦輪發(fā)電機+余熱利用型冷溫水機，共有3種型式：型式一：微型渦輪發(fā)電機+排氣直熱單效冷溫水機工作原理：Parallon75kW燃氣渦輪發(fā)電機的排氣送入單效冷溫水機，余熱用于制冷或采暖。應用特點：排氣余熱全部進入冷溫水機加以利用，熱損失??；受排氣量限制，制冷或供熱量較小，制冷量為 6萬大卡/時；適用于小型建筑場合使用。型式二：微型渦輪發(fā)電機+排氣再燃型冷溫水機工作原理：Parallon75kW燃氣渦輪發(fā)電機高溫富氧排氣（溫度 250C，含氧量18%）進入冷溫水機直接進行燃燒利用，提供制冷、采暖和衛(wèi)生熱水。應用特點：利用了排氣中的余熱和氧氣充分燃燒，余熱利用率達 95％以上，冷溫水機能耗大幅度降低；電力、空調、采暖和衛(wèi)生熱水幾種負荷容量搭配靈活，可以滿足不同場合的需要，缺點是排氣在部分負荷時不能全部利用，須排空；特別適合于已使用遠大直燃機的用戶，改造非常簡單，只需將燃燒機換成高溫燃燒機；型式三：微型渦輪發(fā)電機+排氣再燃/熱交換并聯(lián)型冷溫水機工作原理：Parallon75kW燃氣渦輪發(fā)電機排氣余熱一部分被溴冷機的稀溶液回收，另一部分參與二次燃燒，對外提供制冷、采暖和衛(wèi)生熱水。應用特點：發(fā)電后的排氣余熱得到充分利用，冷溫水機能耗最大限度降低，避免了模式二的缺點；電力、空調、采暖和衛(wèi)生熱水幾種負荷容量搭配靈活，可以滿足不同場合的需要；特別適合于已使用遠大直燃機的用戶，只需在直燃機基礎上更換燃燒機并增加第3熱交換器即可。模式4：燃氣輪機前置循環(huán)+溴冷機工作原理：燃氣輪機發(fā)電后排出的高溫煙氣通過余熱鍋爐回收，產(chǎn)生的蒸汽供蒸汽吸收式制冷機制冷，其余通過熱交換器提供采暖 /衛(wèi)生熱水或供工業(yè)用戶使用。應用特點：夏季采暖/熱水負荷最小的時候，蒸汽溴冷機可以充分利用燃氣輪機余熱制冷，保證較高的系統(tǒng)綜合能源利用效率。適合于燃氣輪機電廠或燃氣輪機熱電廠。模式5：燃氣－蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)+蒸汽制冷機工作原理：燃氣輪機排出的尾氣通過余熱鍋爐回收轉換為蒸汽，注入蒸汽輪機發(fā)電，發(fā)電后的乏汽或抽汽供蒸汽制冷機制冷，其余部分可用于提供采暖或衛(wèi)生熱水。當然燃氣輪機或余熱鍋爐的排氣同樣可以驅動排氣直熱型和排氣再燃型制冷機。應用特點：比簡單循環(huán)和前置循環(huán)發(fā)電具有更高的發(fā)電效率；與汽輪機發(fā)電中的應用類似，溴冷機可以有效提高夏季發(fā)電量和發(fā)電效率，并且減小用電峰谷差；適用于聯(lián)合循環(huán)電廠（站）。模式6：內(nèi)燃發(fā)電機+余熱利用型直燃機工作原理：內(nèi)燃機基于柴油發(fā)電機技術，燃料和空氣進入氣缸混合壓縮燃燒并做功，推動活塞運動，通過聯(lián)桿機構，驅動發(fā)電機發(fā)電。排氣、缸套冷卻水的余熱由余熱利用型冷溫水機產(chǎn)生制冷/采暖/衛(wèi)生熱水。應用特點：余熱中高溫排氣量較小且含氧量低，不能再燃利用；制冷/采暖/衛(wèi)生熱水、電力幾種形式的負荷容量搭配比較靈活；系統(tǒng)組合簡便，適合于現(xiàn)有內(nèi)燃機電站或現(xiàn)有直燃機的基礎上進行改造?？梢杂糜谠撓到y(tǒng)的制冷機有：熱水機、排氣制熱單效 /雙效制冷機。模式7：燃料電池+余熱利用型直燃機工作原理：燃料電池利用燃料和空氣的電化學反應供應電力，同時產(chǎn)生出蒸汽、廢水、排氣等。通過溴化鋰制冷機回收這部分廢熱，提供制冷 /采暖/衛(wèi)生熱水。應用特點：1.發(fā)電效率和能源綜合利用率都較高；2.發(fā)電不是利用燃料燃燒，污染排放小，環(huán)保效益顯著；制冷/采暖/熱水和電力能量負荷容量配置靈活，可以用于各種場合；由于材料價格的關系，燃料電池目前還未達到商業(yè)化生產(chǎn)?？梢杂糜谠撓到y(tǒng)的制冷機有：蒸汽機、熱水機、排氣制熱單效 /雙效制冷機。五、 BCHP的應用實例北京有一個房地產(chǎn)公司最近要開發(fā)建設一座高層公寓大樓。因為有電梯，勞動部門要求至少兩路供電，