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)技術有關的選擇有蒸汽輪機驅動的外燃燒式和燃氣輪機驅動的內燃燒式方案；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，所以換熱器的設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，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)電設備主要選擇燃氣輪機或者內燃機，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燃機是主要的幾類熱電轉換裝置。隨著微型燃機技術的不斷完善，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。與制冷方式有關的選擇有壓縮式、吸收式或其它熱驅動的制冷方式。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軸傳遞給壓縮機進行制冷的，通過機械能的分配，可以調節(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動吸收式制冷系統(tǒng)，根據(jù)對熱量和冷量的需求進行調節(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)技術在我國的推廣和應用

西氣東輸工程和國內很多大型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、醫(yī)院等有穩(wěn)定的冷、熱、電負荷需求、對動力設備的環(huán)境特性要求較高、對電力品質及安全系數(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。