天然氣分布式能源冷熱電三聯供技術及其應用分析

李建++岑美

摘 要：天然氣分布式能源冷熱電三聯供技術具有經濟效益好、安全性高、環保清潔、能效高等諸多優勢，但是由于行業標準和現行法律等方面的限制，其在實際應用中尚不能保障天然氣資源。這就需要以氣源有保障的國企為主，優先在經濟發達的區域來應用天然氣分布式能源冷熱電三供聯技術，從而減少環境的污染，促進一次能源利用率的提升，實現生態文明的建設與發展。

關鍵詞：天然氣；分布式能源；冷熱電三聯供技術；應用

中圖分類號：TM611 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0161-01

1 天然氣分布式能源系統概述

相對于傳統的集中供電方式，天然氣分布式能源系統主要是指在用戶附近布置模塊化、小規模、分散式、小容量的冷熱電系統，獨立輸出冷、熱、電能的系統。分布式能源技術可分為燃氣冷熱電三聯供、燃料電池、風能利用、太陽能利用等多種形式，其中燃氣冷熱電三聯供不需過多投資、建設相對簡單、技術成熟等，在國際上得到了廣泛的應用。天然氣分布式能源系統也稱之為燃氣冷熱電三聯供系統，是傳統熱電聯產的發展和創新，利用一次性的能源進行發電，通過發電余熱供熱或制冷，向用戶輸出電能熱。通常冷熱電三聯供系統的發展開始于上世紀70年代，在80年代后得到迅速增長。天然氣分布式能源系統可分為樓宇型和區域型兩種，其中前者是針對醫院、商廈、寫字樓等具有特點功能的建筑物，在建筑物內部布置機房，不需對外網建設進行考慮；后者則是針對相對較大的區域而構建的冷熱電能源供應中心，如大學城、科技園區、商業和工業等，多選用大容量的機組，需要對冷熱電供應的外網設備加以考慮。

2 天然氣分布式能源冷熱電三聯技術的應用

2.1 應用理念

天然氣分布式能源冷熱電三聯技術的應用效果直接取決于機組運行的特殊方式，在實際應用過程中應該用戶的內外部條件，設計集約可行、科學合理的方案，科學利用分布式能源的梯級綜合優勢，關注供熱和發電等能源需求，達到良好的應用效果。例如：酒店用戶的電負荷來源于電梯、制冷和照明等，而熱負荷來源于熱水、空調、采暖等，但是這些負荷需求量會隨冷熱水使用時段不同、季節變化、酒店入住率等的變化而發生變化[2]。這就需要詳細分析酒店的電負荷與熱負荷，對酒店全部能源負荷特點進行綜合，制定針對性強的解決方案，從而保證冷熱電共聯供系統的穩定運行。

2.2 運行方式

天然氣分布式能源冷熱電三聯供系統的運行方式可分為如下幾點：①供電。燃氣發電機組發電量不僅用于部分供能源站的自用，還用于滿足建筑物的基本用電需求，發電機在采暖季和制冷季每天至少運行十個小時，而夜間電價低谷時段停機，春秋過渡季的機組則可以實際需求為依據，停機保養與檢修，并由市電提供不足的電負荷。②供熱和制冷。采暖熱負荷是由燃氣鍋爐蒸汽進入汽水換熱器，然后蒸發出熱水供應；而制冷負荷是由燃氣爐所產生的蒸汽進入制冷機組，然后凝結出冷水供應。③供生活熱水。優先利用燃氣內燃發電機組的余熱，對生活熱水進行制取，并由燃氣鍋爐補充不足的部分。

2.3 應用優勢

天然氣分布式能源冷熱電三聯供技術具有如下優勢：①能源利用率高。集中供電方式的發電效率可達到40%～58%，但受終端用戶距離的影響，很難充分利用其余的42%～60%能量。而應用冷熱電三聯技術的應用，不僅可以獲得40%的發電效率，還能回收利用供熱與供冷，達到能源綜合梯級利用的能源，減少4%的線損。②經濟性能與與環保效益好。分布式能源冷熱電三聯供技術在不同建筑物中的應用，可以實現不同的經濟效益，如酒店類建筑物中的應用，可以減少23%的運營成本，而商場類建筑中的應用，能減少11%的運營成本。同時天然氣作為清潔的能源，燃氣發電機組多是采用先進的燃燒技術，其排放的SO2和NOX指標可達到環保標準，具有更好的經濟性[3]。③改善能源結構。我國北方許多地區的夏季需制冷、冬季需采暖，大量空調用電給電網造成了很大的壓力，導致大量發電設施閑置，降低了輸配設施和發電設備。而采用冷熱電三聯供技術，夏季通過天然氣的燃燒可以制冷，減少夏季空調的電負荷，增加燃氣使用量，降低電網供電壓力。④強化能源供應的安全性。冷熱電三聯供系統在運行和安裝等方面相對簡便，可以促進建筑物用電力供應安全性能的提升，特別是醫院和學校等區域，可選用三聯供的方式來兼做備用電源。

3 結語

在社會經濟發展和相關政策不斷完善的背景下，我國天然氣分布式能源冷熱電三聯供系統將會擁有更為廣闊的發展空間，逐漸成為國家新型能源的發展方向。總之，天然氣分布式能源冷熱電三聯供技術的發展，可以為人們提供清潔環保的能源以及可靠的能源供應方式，有效解決農村地區和城市的用電及供電問題，實現社會的良性發展。

參考文獻

[1]張勇，武清，王彬.天然氣分布式能源冷、熱、電三聯供方案分析——酒店天然氣分布式能源應用及建議[J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2014，03：209-212+224.

[2]朱建文，石琳，謝治國.天然氣分布式冷熱電三聯供發展對策研究[J].城市燃氣，2014，04：37-40.

[3]陳賢國.天然氣分布式能源（冷熱電三聯供）在國家會展中心的應用[J].上海電氣技術，2016，01：30-32.