冷熱電聯供系統(tǒng)的設計和系統(tǒng)集成

1、冷熱電聯供系統(tǒng)的設計和系統(tǒng)集成      1、系統(tǒng)設計    對于冷熱電三聯供系統(tǒng)來說，熱量(冷量)的被利用程度決定了整個系統(tǒng)的經濟性。正確合理的設計原則是分布式能源設計成敗的關鍵。電和熱沒有匹配好，系統(tǒng)的節(jié)能效益便不能發(fā)揮。設計原則中爭論最多的是“以熱定電”還是“以電定熱”。冷熱電聯供系統(tǒng)的產熱和發(fā)電之間存在著平衡關系。取得的熱量多、得熱的品位(溫度)高，就勢必要降低發(fā)電效率；反之亦然。無論從熱力學第一定律還是從熱力學第二定律的觀點分析，熱電聯產系統(tǒng)都應該充分發(fā)揮發(fā)電效率和充分利用排熱，這樣系統(tǒng)的經濟性才能發(fā)揮得最好。理論

2、上講分布式能源的發(fā)電系統(tǒng)效率多在30%左右，也就是70%左右的能量以余熱的形式排出，所以如果用戶的熱電需求比在2：1左右可將系統(tǒng)的能源充分利用。但是并不是所有的項目都滿足此熱電比，其中一個滿足了，另一個不是多就是少。并且系統(tǒng)的供電和供熱(供冷)是動態(tài)變化的，用戶的用電用熱的峰谷難以同步，這就需要系統(tǒng)具有相對靈活的適應性。在系統(tǒng)設計中，若按照冷熱電負荷的峰值確定容量，勢必系統(tǒng)容量太大，全年低負荷運行，失去了冷熱電聯供的意義；若按照平均基本負荷設計容量，又必然會發(fā)生可能是高峰能力不足，低谷能力過剩。但如果能與電網積極配合, 電網可作為分布式能源的備用電源，可減少系統(tǒng)的備用容量，減少了分散能源的初投

3、資，一旦分散能源停機，電網可為用戶供電，避免了因為分散能源停機為用戶造成的損失；另外，與電網相連，在電網的峰荷階段，分散能源向電網輸送電能，牟取利益，改善分散能源的經濟性。其次是供電可靠性方面的利益，對用戶來說，電網供電與分散能源可互為備用電源，這樣可大大提高用戶供電的可靠性。若能與電網配合，“以熱定電”與“以電定熱”相比，無疑是占有絕對的優(yōu)勢，不但系統(tǒng)余熱可充分利用，對于用戶電的需求也有保障，有效避免了“以電定熱”多余熱量的浪費。綜上所述，分布式能源能否與電網相連接，直接影響系統(tǒng)的經濟性和供電的質量。    2、系統(tǒng)節(jié)能的條件   

4、 冷熱電三聯供系統(tǒng)的節(jié)能也是有條件的。我們從一次能源利用率PER (primary energy rate)來計算系統(tǒng)是否節(jié)能，其定義為獲得的能量與一次能源的需要量之比。冷熱電分產系統(tǒng)采用電制冷，聯供系統(tǒng)采用吸收式制冷，故可求得：冷熱電分產系統(tǒng)： 冷熱電分產系統(tǒng)一次能源消耗量： 冷熱電聯供系統(tǒng)： 將冷熱電聯產的一次能源消耗量與分產的一次能源消耗量相比較，得到一次能源節(jié)約率PES若PES0，表示吸收式制冷系統(tǒng)比壓縮式制冷系統(tǒng)節(jié)能；若PES0則表示吸收式制冷機組不節(jié)能，同時可以反應出節(jié)能度。    在節(jié)能的前提下，還要根據實際情況，綜合考慮地域的氣候，經濟狀況，對供冷

5、、供熱的需求以及天然氣、電的供應條件和價格，因地制宜，而不是生搬硬套。冷熱電聯供建設的前提是“冷、熱負荷”大小和特性。如果只有電的需求而沒有冷熱的需求，或是需求很小，就沒有必要建冷熱電聯供。當項目的冷熱需求不穩(wěn)定，波動性比較大，峰谷差懸殊，此時如果建設冷熱電聯供經濟效益不能保證。并且由于分布式能源的初投資大、技術含量相對較高，對維護人員的素質要求相應嚴格，所以適合在人才聚集經濟發(fā)達的地區(qū)開展，并不是所有的情況都適合發(fā)展冷熱電聯供。    3、系統(tǒng)集成    典型冷熱電三聯供系統(tǒng)一般包括：動力系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。天然氣冷熱電聯供系統(tǒng)的模式有許多種，這主要取決于能源需求結構。針對不同用戶需求，聯產系統(tǒng)方案可選擇范圍很大。本文介紹兩種以燃氣輪機為動力應用比較多的模式。    (1)蒸汽系統(tǒng)燃氣輪機的高溫排氣進入排煙鍋爐(余熱鍋爐)，產生蒸汽，通過蒸汽吸收式制冷機制冷或通過換熱器制成熱水供采暖及生活熱水，系統(tǒng)如圖1所示。 (2)排氣系統(tǒng)    這種系統(tǒng)近年來在國內應用較多。它充分利用了直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組的特點，將直燃機與燃氣輪機“無縫