冷热电三联供 分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望

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1、冷热电三联供分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望12冷热电三联供分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望12冷热电三联供分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望12冷热电三联供分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望12冷热电三联供分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望12冷热电三联供分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望12分布式能源热电冷三联供系统发展现状与展望胜动集团于海滨2013年3月一、三联供发展背景在传统的供电、供冷和供热等能源利用方式大规模的发展过程中，大电网供电及传统冷热供应手段逐渐暴露一些问题，如一次能源利用率低、能源利用结构不合理、热力系统长距离输

2、送损耗过大等，现有电网结构的安全性、经济性等均不足以应付突发事件。因此以分布式能源为核心的第二代能源供应系统越来越受到重视。以德国等为主的西方发达国家，分布式能源供应系统已经成为重要的能源供应系统之一，部分欧洲国家分布式能源供应量达到了国内用能总量的10%以上。在国内，分布式能源从2001年开始起步发展，目前在北京、上海和广州等地已经建成了多个示范项目，但前一阶段国内分布式能源产业发展比较缓慢，影响其发展的主要有：1、前些年天然气供应量不充足。2、发电并网问题没有得到较好的解决。3、相对煤电为主的能源供应模式，天然气作为能源主体缺乏效益。4、设计理念偏差，三种能量方式匹配不合

3、理。5、国产发电机组技术不够成熟，进口设备投资大，回收期长。随着天然气能源供应充足，国家电网公司分布式能源并网标准的发布，国产设备技术提升，示范项目的运行，匹配设计逐步完善，部分区域的相应补贴政策实施，分布式能源系统的经济效益越来越明显，规模化发展的基础条件逐步成熟。二、系统流程1、系统主体设备。三联供系统（CCHP）是分布式能源利用的先进技术之一，系统主要由燃料供应单元、燃气发动机、发电机、溴化锂直燃机、热泵系统（可选）、电力分配单元、终端和中控系统组成。燃气发动机是三联供系统的核心，在电力负荷200—5000kW功率段，燃气内燃机是最优的动力源，其具有功率范围合适，发电效

4、率高，启动时间短，造价相对较低等优势。电力的应用包括独立负荷、挂网运行和网上售电三种模式。电力负荷在5000kW以上的区域型（DCHP）三联供系统，燃气轮机更适宜作为原动机，在电力负荷300kW以下时，可以选取微燃机作为动力源，本文重点讨论楼宇型三联供，以燃气内燃机为核心的系统。燃气发电的余热利用溴化锂冷暖直燃机，进行制冷和换热，直燃机设计包括三个独立的发生器，低温发生器的温度在85度，充分利用燃气内燃机的缸套高温冷却水，烟气发生器直接利用内燃机排出的530度的烟气，另外可根据需要设置一个天然气补燃器，用于平衡系统冷热负荷。内燃机的45度左右的低温水用于热水的供应。中控系统动

5、态的分析系统电力、冷能、热能以及各种能源的峰谷价格等因素，实时的调整系统的运行模式，保证系统可靠运行的基础上实现合理的能源匹配和最高的经济收益。CCHP系统流程示意图2、能量分布。系统以一次能源天然气作为基础能源，通过燃气内燃机将燃料能量的40%左右转化为高品质的电能，剩余60%左右的能源，利用直燃机和板式换热器转化为冷能和热能，通过合理的配置燃气内燃机的多梯级余热和溴化锂直燃机的发生系统，最高可以利用达45-50%左右，剩余不可利用的一次能源仅占10-15%左右，一次能源利用率（COP）最高可达85-90%。CCHP系统能量分布图3、商务办公楼电、冷负荷工况和运行模式图。模

6、拟一个商务办公楼的实际负荷条件，依照夏季时电力和制冷同时供应，系统电力部分采用挂网运行的模式，根据不同时段各类能源价格的不同，按照经济效益最大化原则，负荷工况和运行策略模式为：在电价最低的谷段，发电机组全部停止运行，系统通过补燃保证少量冷负荷的需求，电价为平段时，发电和余热利用基本持平，多余部分的冷负荷依靠补燃，电力为峰段时，机组满负荷输出电力，少部分无法利用的余热采取蓄冰或排放处理。经济效益最大化运行模式图三、实例分析1、北京燃气集团三联供项目实例。北京燃气集团生产调度指挥中心大楼共12层，建筑面积32800万平方米。大楼电力平均负荷白天为600kW、冷热负荷为200万kc

7、al，晚上电力负荷为300kW、冷热负荷为100万kcal。项目采用燃气内燃机发电机组，配置直燃空调的联供系统，其中发电容量480kW（G3508）和725kW（G3512）的天然气发电机组各一台，分别配置100万kcal（BZHR100）和200万kcal（BZHR200Ⅷ）的余热型带补燃的直燃空调机。其中发出电力独立供应1—9楼的电负荷，冷暖供应全办公楼，制冷季和采暖季三联供系统运行，冬夏过渡季检修维护，检修期间电力使用网电。该项目于2004年8月调试成功，目前已稳定运行6年。项目投资、产出情况与常