1.8 冷热电联供系统
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1.8 冷热电联供系统

1.8.1 概述
    1 定义
    冷热电联供系统是布置在用户附近,以燃气为一次能源用于发电,并利用发电余热制冷、供热,同时向用户输出电能、热(冷)的能源供应系统。它首先利用燃料燃烧产生的高温烟气在原动机中作功,将一部分热能转变为高品位的电能,再利用发电后的余热供热和制冷,以实现能源的高效梯级利用,降低供热和制冷成本。该系统可用于一栋或多栋建筑的冷、热、电能源供应,系统发电供用户自用,同时供应冷、热负荷。
    2 适用领域
        1)全年有冷热负荷需求的用户,系统年运行时间宜≥4000h。
        2)电力负荷与冷、热负荷使用规律相似的用户。
        3)燃气供应充足、稳定的地区。
        4)经过方案优化设计和经济分析,确定经济可行的项目。
        5)一般条件下,医院、宾馆、商场、休闲场所、写字楼、大学、车站、机场、工业企业、农业园区等用户适用性较好。
    3 余热形式、特点(表1.8.1-1)

    4 余热利用设备型式、特点、使用范围(表1.8.1-2、表1.8.1-3)

1.8.2 主要技术性能要求
    1 余热利用设备与原动机宜采用一一对应的配置方式,在原动机排烟及冷却水系统上应设自动调节阀,保证发电设备正常运行。
    2 余热锅炉及余热吸收式冷(温)水机可仅利用余热或加装补燃装置。
    3 应优先利用发电余热制冷、供热,当发电余热不能满足设计冷、热负荷时补燃。
    4 燃气轮机宜采用烟道补燃方式,其它机组可设置燃烧器补燃。

1.8.3 选用要点
    系统的组成形式、设备容量、工艺流程及运行方式,应经技术经济比较确定。系统的年平均能源综合利用率应大于70%,余热利用率应大于60%。
    1 负荷预测
        1)对既有建筑,应调查实际冷、热、电负荷数据,根据实测运行数据绘制不同季节典型日逐时负荷曲线和年负荷曲线。
        2)对新建建筑或不能获得实测运行数据的既有建筑,应根据相似建筑实测负荷数据,参考本建筑设计负荷资料进行估算,并绘制不同季节典型日逐时负荷曲线和年负荷曲线。
    2 余热利用设备选择
        1)当热负荷主要为空调制冷、供热负荷时,余热利用设备宜采用吸收式冷(温)水机组,直接利用烟气和高温水热量。
        2)当热负荷主要为蒸汽或热水负荷时,余热利用设备宜采用余热锅炉,将发电余热转化为蒸汽或热水再利用。
        3)应按发电机组满负荷运行时产生的余热量,确定余热利用设备容量。
        4)应按发电机组的运行规律,逐时核算的余热量,余热不足部分可由补充冷热能供应设备补充。
    3 辅助设备选择
        1)补充冷热能供应设备可采用吸收式冷(温)水机组、压缩式冷水机组、热泵、锅炉等。
        2)根据负荷变化规律和设备容量,可设置蓄热、蓄冷装置,在冷热负荷低谷时段充分利用发电余热。
        3)冷却水排热装置可采用冷却塔或风冷散热器,将未完全利用的冷却水热量排至室外。寒冷地区冷却水系统应采取防冻措施。
        4)烟气排热装置可采用烟气三通调节阀和直排烟道,将未完全利用的烟气排空。
    4 能源综合利用率计算
        1)系统年平均能源综合利用率应按下式计算:

1.8.4 典型系统
    1 燃气轮机+蒸汽吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-1)
    2 燃气轮机+烟气吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-2)
    3 内燃机+热水吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-3)
    4 内燃机+烟气吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-4)
    5 内燃机+烟气热水吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-5)





1.8.5 技术经济分析
    冷热电联供系统的技术经济分析可以采用增量分析方法,与常规供能系统进行比较。作为比较对象的常规供能系统,可以选定为电力由市电供应;供热采用燃气锅炉或燃气直燃机;供冷采用电制冷机、吸收式制冷机或燃气直燃机。
    1 环境效益
    冷热电联供系统替代燃煤火力发电厂、燃煤锅炉房及电制冷机供应冷、热、电负荷,可减少烟尘、SO2、NOX等污染物的排放量。
    2 节能效果
    冷热电联供系统相对于常规系统,可减少一次能源消耗量。
    3 经济性评价
    冷热电联供系统的经济性评价应与常规供能系统比较,在供应同样的冷、热、电负荷条件下,计算增量投资回收期;或者以同样的冷、热、电销售价格,分别计算投资回收期和内部收益率。
    运行成本包括:外购电费、燃气费、水费、人工工资、维修费、管理费、折旧费、占用电力设备补偿费等。

1.8.6 相关标准
    《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组》GB/T 18431-2001。
    《直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组》GB/T 18362-2001。
    《烟道式余热锅炉 通用技术条件》JB/T 6503-1992。
    《燃气-蒸汽联合循环设备采购 余热锅炉》JB/T 8953.3-1999。
    《蒸汽锅炉安全技术监察规程》。
    《热水锅炉安全技术监察规程》。
    《压力容器安全技术监察规程》。