天然氣冷熱電三聯(lián)供的應(yīng)用探討

李興瑞　呂品

摘 要：天然氣冷熱電三聯(lián)供是指天然氣通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用高溫?zé)煔庵评洌儆脫Q熱器中多余的煙氣加熱生活用水。這套裝置在很大程度上提高了能源的利用效率，實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。主要闡述了天然氣冷熱電三聯(lián)供的應(yīng)用，以期能為相關(guān)工作提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：天然氣；冷熱電三聯(lián)供；評(píng)價(jià)指標(biāo)；供能形式

中圖分類號(hào)：TM611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.080

隨著自然環(huán)境被逐漸破壞，能源形勢(shì)也發(fā)生了很大的變化。國(guó)家提倡建設(shè)環(huán)保城市，將能源系統(tǒng)技術(shù)作為核心，而天然氣冷熱電三聯(lián)供就是在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上加大了供給比例。這種裝置有很好的節(jié)能效果，并且有高效的能源循環(huán)系統(tǒng)，以天然氣作為燃料，將其轉(zhuǎn)化為高效熱能，而低品位熱能主要用于供熱或供冷，實(shí)現(xiàn)了能源的多次利用和階梯式供應(yīng)。與傳統(tǒng)集的中式供能技術(shù)相比，天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)有很大的優(yōu)勢(shì)，它主要是為小型用戶供給能源，其形式安全、可靠。

1 天然氣冷熱電三聯(lián)供分類

天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)適用于多個(gè)領(lǐng)域，比如工業(yè)、家庭和商業(yè)等，一般情況下，可將其分為區(qū)域型和樓宇型2種。樓宇型系統(tǒng)的規(guī)模相對(duì)比較小，它最大的功能就是能夠滿足和供應(yīng)單獨(dú)建筑的能量需求，比如，學(xué)校、醫(yī)院和商場(chǎng)中的一些設(shè)施等。單獨(dú)建筑物中的能量供應(yīng)有較大的變化，它分為低潮和高潮，而系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際情況不斷地調(diào)整，使其與具體的環(huán)境相適應(yīng)。因此，樓宇型冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)對(duì)設(shè)備有很高的要求，特別是其開(kāi)機(jī)和停機(jī)的變化較大。另外，系統(tǒng)中的熱源設(shè)備、發(fā)電設(shè)備和蓄能設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化在系統(tǒng)中占有非常重要的位置。

區(qū)域型分布式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)與樓宇型最大的不同在于，它主要應(yīng)用于規(guī)定區(qū)域內(nèi)的建筑群中。區(qū)域型分布系統(tǒng)的實(shí)施具有多樣性，區(qū)域中不同的建筑物對(duì)能源的需求時(shí)間也有不同。由于建筑物的用途不同，并且負(fù)荷之間相互耦合，所以，在很大程度上增大了區(qū)域內(nèi)的能源需求量。與此同時(shí)，能源供應(yīng)區(qū)域平穩(wěn)，設(shè)備運(yùn)行效率不是很高。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 節(jié)能性

在天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)中，突出其節(jié)能性的一個(gè)重要指標(biāo)就是節(jié)能率，它從天然氣梯級(jí)利用的高效，到用戶端的供電效率，都占有較大的優(yōu)勢(shì)。節(jié)能性主要是指在滿足具體環(huán)境能源量的基礎(chǔ)上，將天然氣冷熱電三聯(lián)供與傳統(tǒng)供能系統(tǒng)相比，觀察它們?cè)谝欢〞r(shí)間內(nèi)一次能源消耗量的節(jié)約率。

2.1.2 負(fù)荷率

負(fù)荷率主要是指系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)電量與額定發(fā)電量之間的比值，如果系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)荷比較低，那么，也會(huì)相應(yīng)降低發(fā)電效率，因此，系統(tǒng)不能長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷狀態(tài)。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

該裝置有較高的節(jié)能效果，其使用的燃料具有很高的經(jīng)濟(jì)性，所以，要實(shí)現(xiàn)高經(jīng)濟(jì)性，前期投入是比較大的。因此，在設(shè)計(jì)這種功能系統(tǒng)時(shí)，在預(yù)期的節(jié)能基礎(chǔ)上，要合理選擇節(jié)能系統(tǒng)，這是非常重要的。

3 供能形式

應(yīng)用最廣泛的常規(guī)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)如圖1所示。這種系統(tǒng)的設(shè)備組成主要包括原動(dòng)機(jī)發(fā)電設(shè)備和余熱回收設(shè)備，它們與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。建筑物內(nèi)的負(fù)荷在很大程度上是由制冷負(fù)荷、熱水負(fù)荷和采暖負(fù)荷等組成的。其中，有一個(gè)電力負(fù)荷的運(yùn)行是由原動(dòng)機(jī)優(yōu)先發(fā)電的，如果發(fā)電量不能滿足實(shí)際需求，就要利用電網(wǎng)補(bǔ)充電能，在這個(gè)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量被熱水型吸收式溴化鋰制冷機(jī)吸收，用以制熱和制冷。

冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)主要包括內(nèi)燃機(jī)和燃料電池等。一般情況下，內(nèi)燃機(jī)在100 kW～5 MW，其發(fā)電效率與電網(wǎng)效率非常接近，但是，煙氣溫度和換熱效率不是很高。在小于1 MW的三聯(lián)供系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)占主導(dǎo)位置，這主要是因?yàn)樵谝欢臻g內(nèi)，燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率較低，經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效率不是很高。燃料電池在國(guó)外的應(yīng)用比較廣泛，它與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比，具有很高的發(fā)電效率，對(duì)環(huán)境的污染小，這是占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的。如果熱電負(fù)荷與冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)電荷接近，就能夠增加能源的利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

天然氣分布式冷熱電三聯(lián)供是一種高能環(huán)保系統(tǒng)，它主要有樓宇型和區(qū)域型2種，類型不同對(duì)設(shè)備的要求也不同。鑒于此，應(yīng)合理評(píng)價(jià)節(jié)能性指標(biāo)，主要包括符合率、綜合效率和節(jié)能率等。冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的核心分布是原動(dòng)機(jī)發(fā)電設(shè)備和余熱回收設(shè)備，在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇設(shè)備的類型，從而提高天然氣冷熱電三聯(lián)供的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]別祥，韓光澤.天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)熱力學(xué)分析[J].化學(xué)工程，2010（01）：57-62.

[2]郭小琴，蔣松林，寧賀彪.天然氣冷熱電三聯(lián)供技術(shù)及其應(yīng)用情況[J].機(jī)電信息，2012（25）：66-69.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The natural gas CCHP refers to natural gas by generator， refrigeration using high-temperature flue gas， and then changes the flue gas heating living water excess heat exchanger. This set of equipment to improve the efficiency of energy use to a large extent， realize energy recycling. Mainly expounds the application of natural gas CCHP， in order to provide references to related work.

Key words： natural gas； CCHP； evaluation index； energy supply form