玉柴500千瓦天然氣發(fā)電機系統(tǒng)特點

隨著當今社會的不斷發(fā)展，能源的發(fā)展也日趨多元化，其中分布式能源的發(fā)展特別引人注目。本文論述了分布式能源系統(tǒng)中熱電冷聯(lián)產(chǎn)的意義和應用，智能全自動燃氣發(fā)電機冷熱電聯(lián)產(chǎn)中的熱和冷是如何聯(lián)產(chǎn)的，其產(chǎn)出的熱和冷在暖通空調(diào)系統(tǒng)中是如何應用及其系統(tǒng)的組成。還談了冷熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟性，及在我國推廣的必要性。

一、冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的組成形式、選擇與分配原則

針對不同的用戶需求，冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)方案可選擇的范圍很大，與熱、電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)有關(guān)的選擇有蒸汽輪機驅(qū)動的外燃燒式和燃氣輪機驅(qū)動的內(nèi)燃燒式方案；現(xiàn)在示范和推廣的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)形式主要有下列幾種：

1、燃氣輪機 余熱鍋爐 蒸汽型吸收式冷水機組的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

2、煙氣余熱利用 補燃型直燃機的燃氣輪機冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

3、燃氣輪機 燃氣型直燃機 電動壓縮機式熱泵 余（廢）熱鍋爐的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

4、燃氣輪機 電動離心式冷水機 余（廢）熱鍋爐 蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱水機組的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

5、內(nèi)燃機發(fā)電 余（廢）熱鍋爐 背壓式蒸汽輪機 壓縮式制冷機 溴化鋰吸收式冷水機組的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

6、燃氣-蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán) 蒸汽型吸收式冷水機組 燃氣輪機 離心式冷水機組的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

7、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán) 吸收式冷水機組的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，

8、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán) 汽輪機直接驅(qū)動離心式冷水機組 蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

直接熱源制冷（燃氣輪機排煙作為制冷熱源）和間接熱源制冷（由余熱鍋爐回收燃氣輪機排氣余熱產(chǎn)生蒸汽，再利用蒸汽作為制冷熱源）的選擇和分配原則：主要考慮過程效率、換熱器的經(jīng)濟性、及冷熱電負荷分配的靈活性等方面考慮。直接熱源制冷無需經(jīng)過余熱鍋爐轉(zhuǎn)換為蒸汽，能源的品位損失小、能量利用率高，但由于煙氣為加熱工質(zhì)，所以換熱器的設(shè)計需要考慮高溫腐蝕問題；間接熱源制冷由于采用兩次換熱，能量利用率低，過程能的品位損失大，但由于是蒸汽為加熱工質(zhì)，對換熱器的材料要求較低。另外，直接熱源制冷的負荷分配靈活性差。

二、分布式能源系統(tǒng)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展應用的簡介

能源產(chǎn)業(yè)和電力工業(yè)發(fā)展方向是“大機組、大電廠和大電網(wǎng)”。但是， 在許多特殊情況下，分布式供電是集中供電*的重要補充。如：滿足特殊場合的需求；彌補大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性方面的不足；為可再生能源的利用開辟了新的方向等。分布式發(fā)電方式多種多樣，根據(jù)用戶需求不同，有電力單供方式與熱電聯(lián)產(chǎn)方式（CHP），或冷熱電三聯(lián)產(chǎn)方式（CCHP）。其中冷熱電三聯(lián)產(chǎn)方式（CCHP）是目前分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，其經(jīng)濟性，效益性，能源利用性。冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP）是一種建立在能源的梯級利用概念基礎(chǔ)上，將制冷、供熱（采暖和供熱水）及發(fā)電過程一體化的多聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)，目的在于提高能源利用效率，減少碳化物及有害氣體的排放。

典型的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括動力與發(fā)電系統(tǒng)和余熱回收供冷/熱系統(tǒng)，發(fā)電設(shè)備主要選擇燃氣輪機或者內(nèi)燃機，冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是能源實現(xiàn)梯級利用的有效方式，使能源的利用率提高20~30%。冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)也是目前世界上興起的分布式供電的主要方式之一，它可降低因使用能源引起的環(huán)境污染，提高能源供應系統(tǒng)的可靠性。

三、冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)各部分機組

冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，微型燃氣輪機、燃氣熱氣機和燃氣內(nèi)燃機是主要的幾類熱電轉(zhuǎn)換裝置。隨著微型燃機技術(shù)的不斷完善，微型燃機發(fā)電機組已成為小型冷熱電聯(lián)產(chǎn)的主力。典型的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)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。與制冷方式有關(guān)的選擇有壓縮式、吸收式或其它熱驅(qū)動的制冷方式。另外，供熱、供冷熱源還有直接和間接方式之分。

壓縮式制冷是消耗外功并通過旋轉(zhuǎn)軸傳遞給壓縮機進行制冷的，通過機械能的分配，可以調(diào)節(jié)電量和冷量的比例；而吸收式制冷是耗費低溫位熱能來達到制冷的目的的，通過把來自熱電聯(lián)產(chǎn)的一部分或全部熱能用于驅(qū)動吸收式制冷系統(tǒng)，根據(jù)對熱量和冷量的需求進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化。溴化鋰吸收式制冷機優(yōu)點：以熱能為動力，勿需耗用大量電能，而且對熱能的要求不高。能利用各種低勢熱能和廢氣、廢熱，熱水以及地熱、等，有利于熱源的綜合利用，因此運轉(zhuǎn)費用低。若利用各種廢氣、廢熱來制冷，則幾乎不需要花費運轉(zhuǎn)費用，便能獲得大量的冷源，具有很好的節(jié)電、節(jié)能效果，經(jīng)濟性高。

四、冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟性

冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中制冷機組部分逐漸使用環(huán)保型溴化鋰機組或者使用環(huán)保制冷劑的電動制冷機組代替分產(chǎn)系統(tǒng)中電動CFC 制冷機組，降低了空調(diào)引起的溫室效應和臭氧層的破壞。在合理的能源價格下，冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟性。當電價為0.93 元/kWh時，如果天然氣*1.8 元/Nm3，冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備投資增加的費用回收年限小于5 年。在一定的天然氣價格下，聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟性優(yōu)勢明顯。

五、分布式能源的冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在我國的推廣和應用

西氣東輸工程和國內(nèi)很多大型LPG工程的實施使得我國很多城市，特別是長江三角洲區(qū)域、珠江三角洲區(qū)域及經(jīng)濟發(fā)達的一些省市有了較充足的天然氣供應。社會多元化的發(fā)展帶動的分布式電力供應的發(fā)展使得更多的“余熱”可以利用而聯(lián)產(chǎn)出社會需要的“冷”和“熱”。那些賓館、飯店、高檔寫字樓、高級公寓、大型商場、學校、機關(guān)、醫(yī)院等有穩(wěn)定的冷、熱、電負荷需求、對動力設(shè)備的環(huán)境特性要求較高、對電力品質(zhì)及安全系數(shù)要求較高同時電力供應不足的單位或地區(qū)有非常好的適用性，能帶來很好的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益。聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟性隨著電價的升高加速增加。在合理的天然氣和電價比下，冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在我國將得到推廣和應用。

隨著天然氣的廣泛應用、電力壟斷的逐步解體、環(huán)境保護要求的提高，不僅我國很多區(qū)域和邊遠地區(qū)的分布式供電將得到*的發(fā)展，而且發(fā)展小型化的分布式供電（特別是具有能源-資源利用合理、環(huán)保性能優(yōu)良、冷熱電負荷分配靈活等優(yōu)勢的冷熱電聯(lián)產(chǎn)）將成為中國城市現(xiàn)代化的重要動力。