天然氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)

1、百度文庫天然氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)1引言眾所周知，天然氣是一種優(yōu)質(zhì)清潔的一次性能源， 被世界各國廣為使用。有資料顯示，目前世界范圍內(nèi)天然氣的消耗量已占到總能耗的20%以上。作為能源，天然氣的利用方式目前主要有兩種形式一一供熱或發(fā)電。然而，從能源利用的角度講，天然氣無論是單純用于供熱還是發(fā)電均不能發(fā)揮其最大效益。一一從供熱角度講，通過燃燒天然氣加熱媒質(zhì)（水）來供熱，能量的利 用率太低。這是因為，天然氣燃燒的最高溫度可達2000C以上，而通常制熱所需的溫度僅在200C300C，甚至5070C,懸殊的溫差，帶來極大的能量損 失;如利用天然氣發(fā)電，貝U有成本高的問題，我國天然氣的價格比較昂貴，按同比熱值計

2、算，天然氣的價格是煤炭價格的4倍以上，專門建造天然氣電 站用于發(fā)電，目前尚不能為一般用戶所接受。這樣，就提出了本文所要涉及的問題：能不能利用天然氣這種能源，既供熱，又發(fā)電，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)呢？實踐表明，利用天然氣實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)不僅在理 論和技術上完全可行，而且大大提高了天然氣的利用效率與效益， 是合理使用天 然氣的極佳方式。2天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的基本原理目前世界上最流行的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術方式是對天然氣發(fā)電機組進行余熱利用，其基本原理如圖1所示。發(fā)電機排煙管排出的廢氣溫度高達 560°C，通過熱復用裝置（廢氣鍋爐）吸收廢氣的熱能，同時把發(fā)電機排煙溫度控制在100C130C左右，在生產(chǎn)熱能的同時

3、，也使發(fā)動機更有效，更經(jīng)濟地運行。5天然氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)原理示意圖圖1一般火力發(fā)電機組所產(chǎn)生的電能只占其消耗燃料總能量的1/3左右，其余約2/3的能量被轉(zhuǎn)化為熱能，而且往往是在沒有被利用的情況下排放掉。熱電聯(lián)產(chǎn)則使火力發(fā)電機組同時生產(chǎn)電和熱兩種產(chǎn)品，這樣便可以將能源的利用率大致提高到80%左右。圖2為天然氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)能量轉(zhuǎn)換示意圖。8天然氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)能量轉(zhuǎn)換示意圖無疑，在各種火力發(fā)電設備中天然氣發(fā)電機組最適宜被用來進行熱電聯(lián)產(chǎn)，其理由如下:1）天然氣熱值較高，熱利用潛力大;2 ）天然氣發(fā)電機組使用壽命長，維修成本低，排放物少，清潔環(huán)保;3 ）天然氣發(fā)電機組一次性投資成本相對較低;

4、4）隨著西氣東輸工程的實施，城市天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)逐步配套成型， 天然 氣成為城市小型自備電站的首選能源，可開發(fā)前景看好；5 ）目前中、小功率（2MW以下）天然氣發(fā)電機組已有比較成熟的技術，為在一個小系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)提供了技術保障,使用戶對熱電聯(lián)產(chǎn)可以進行形式多樣的自主選擇;6）產(chǎn)業(yè)政策及環(huán)保節(jié)能發(fā)展的導向,為天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術的應用創(chuàng)造了良好的社會氛圍。3熱電聯(lián)產(chǎn)應用實例上海閔行區(qū)中心醫(yī)院（以下簡稱醫(yī)院）地處區(qū)政府所在地莘莊鎮(zhèn)，是近 幾年上海新興發(fā)展地區(qū)之一。擴建后的醫(yī)院總建筑面積為4667m，設有26個科室，600張病床，在2002年底投入使用，是當?shù)貥酥拘越ㄖ?。醫(yī)院在用電負荷方面，照明占2

5、3%，電梯占6%,制冷設備占31.3 %,后勤設備占10.5 %，醫(yī)療設備占17%，開水爐和其他占12%多一些。按春秋二 季的低負荷計算，上午的用電負荷約為1200kW下午約為800kW晚上約為200kW進行熱電聯(lián)產(chǎn)工程設計的核心是確定合理的“熱電比”，以熱定電，并顧及年開機率。系統(tǒng)的合理配置不僅決定了設備使用的可靠性， 而且涉及到投資 回收期和長期運行費用等綜合效益問題。為此，發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)的施工方威爾 信公司（以下簡稱施工方）依據(jù)醫(yī)院的實際情況進行工程設計。施工方案分析：春、秋兩季是醫(yī)院用熱的低峰期，夏季是用電高峰期,冬季是用熱高峰期，就每天情況來說，上午是醫(yī)院就診和治療高峰期，也是用電

6、高峰期，但不是用熱高峰期；下午就診和治療率約為上午的50%60%,用電量下降，但生活用水量上升；晚上僅設急診，但病房照明和生活用水使對電、熱 的需求都達到高峰。由于醫(yī)院已設有2路10kV市電進線及4t ,2t鍋爐等常規(guī)電、 熱設施，天然氣發(fā)電機組熱電聯(lián)產(chǎn)設備應主要承擔調(diào)峰功能。最后施工方選擇2套威爾信G500型（2X400kW）天然氣發(fā)電機組互為備用，在達到滿載發(fā)電（即 發(fā)電400kW的條件下，單套機組每小時產(chǎn)生5t70 C熱水及300kg蒸氣，可有效 調(diào)節(jié)夏、冬季及晚間醫(yī)院用電、熱高峰期對設備的需求，而且取得較好的經(jīng)濟效 果。上海地區(qū)天然氣熱值每立方米 8400kcal/m3計算，威爾信G5

7、00型天然氣發(fā) 電機組在滿載發(fā)電時，總耗氣量為 125.8m3/h，其中發(fā)電量（400kW）熱效率達 35%,生產(chǎn)生活用水5t （從12C加熱到70C）熱效率為27%,蒸汽300kg （從12C加熱到100C以上）熱效率為16%，三項合計總熱效率達到76%，大大節(jié)約了能源及相當可觀的資金，更重要的是通過發(fā)電機組的熱復用裝置， 將排放廢 氣污染降至最低點。在不計算投資折舊的前提下，醫(yī)院熱電聯(lián)產(chǎn)項目經(jīng)濟效益分析如表1及表2所示。表I熱電險產(chǎn)頂目的投入消“時i第單Mr噸ei £$脇 4()( hl 11. M熱電聯(lián)產(chǎn)項目的產(chǎn)岀卅：at'r IL<ril> 兒以水231 L 吩1 k1購1* h74(5 kft hI 19 3 <11)(1BN1 XQ? WM