淺談燃氣分布式能源站冷熱電聯(lián)產(chǎn)應用與發(fā)展

何榮俊

【摘 要】分布式能源系統(tǒng)的建立受到了各國政府以及能源科技部門人員的關(guān)注。分布式能源系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點，其實現(xiàn)了對能源的梯級利用，提高了能源供應的穩(wěn)定性，使能源的一次性利用效率也得到了相應的提高且對于環(huán)保也大為有利。一般來說，分布式能源供應系統(tǒng)具有多種形式，如燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)，燃氣冷熱電聯(lián)供等。其中燃氣冷熱電聯(lián)供方式是工業(yè)企業(yè)中所應用的一種節(jié)能效果比較明顯的，經(jīng)濟效益合理的方式。同時，分布式能源供應系統(tǒng)是目前能源供應比較穩(wěn)定的一種形式，燃氣冷熱電聯(lián)供方式是分布式能源系統(tǒng)中比較重要的一種方式。但是我國分布式能源供應系統(tǒng)的發(fā)展目前僅僅處于初步階段，因此我國的能源研究人員必須對分布式能源的供應以及各類分布式能源供應系統(tǒng)的經(jīng)濟性做出進一步的研究探討。

【關(guān)鍵詞】分布式能源；冷熱電聯(lián)供：節(jié)能

一、燃氣冷熱電聯(lián)供方式的節(jié)能性

（一）冷熱電聯(lián)供的基本方式

首先，我們研究一下燃氣冷熱電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)，其一般分為燃機、余熱利用裝置等，預熱裝置主要分為余熱鍋爐、電制冷裝置、換熱裝置等，其運行流程為發(fā)電機通過天然氣燃燒發(fā)電以后，所產(chǎn)生的高溫煙氣會進入余熱吸收裝置，在夏季，將吸收的裝置吸收的煙氣用做制冷機的燃料，以提高能源的利用率，在冬季，則運用高溫煙氣為供熱裝置提供能源，因此可根據(jù)冷熱負荷的變化來調(diào)整高溫煙氣的余熱利用，達到燃氣補燃以增加夏天的供冷量和冬天的供熱量。以上所說的僅僅是燃氣余熱利用流程的一種方式。

對于余熱利用的第二種方式為燃氣在發(fā)電機中發(fā)電以后所產(chǎn)生的高溫煙氣運用于余熱鍋爐或者余熱直燃機中，高溫煙氣為余熱鍋爐所提供的能源，余熱鍋爐進而會使吸收式制冷機直接供熱或者制冷，特特別對于炎熱的夏季，吸收式制冷機可以提高供冷量，不僅提高了燃氣的利用率，同時節(jié)約了制冷機所利用的電能，在冬季也可以利用燃氣鍋爐為補充更多的熱量也滿足供熱峰值期間的需求。冷熱電聯(lián)供方式可以根據(jù)項目的條件不同提供更具節(jié)能的方式，因此其聯(lián)供系統(tǒng)及設備的配置也是可以變化的。

（二）冷熱電聯(lián)供方式在夏季供熱期節(jié)能的方式

目前，我國主要供電的方式為燃煤供電，但是由于電煤供應以及放電廠的規(guī)模不同，以及所利用發(fā)電機組也有一些差別，因此決定著其發(fā)電效率也有很大的不同，一部分城市的燃氣-蒸汽聯(lián)合發(fā)電機組在投入使用以后，所取得的效果并不是十分的明顯，因為以燃煤作為能源發(fā)電的基本形勢不會被改變，以上海市作為實例來說明，即使在城市的進一步發(fā)展以及建設中，對于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)使用的發(fā)電設備已經(jīng)做出了規(guī)劃運行使用的方案，但是市內(nèi)大部分所應用的電能還需要一些煤電供應。通過對供熱、供冷兩個時期的節(jié)能效率運算可知，使用燃煤發(fā)電的最好的發(fā)電效率是百分之四十，而運用燃氣-蒸汽聯(lián)合發(fā)電則有很大的不同，運用聯(lián)合發(fā)電的模式則能將發(fā)電效率提高到55%。

（三）探究冷熱電聯(lián)供的總熱效率

根據(jù)國家相關(guān)冷熱電聯(lián)供的方式文件可知，判斷冷熱電聯(lián)供項目是否合格需要通過總熱效率的界定。總熱效率的實質(zhì)就是能源利用狀況以及能源利用率的一個表象。在進行熱總效率計算時要考慮到燃機余熱制冷的運用。

二、我國推行的分布式能源供應系統(tǒng)的新形勢

目前燃氣冷熱電聯(lián)供方式作為能源供應系統(tǒng)的重要的形式，其具有分布式能源供應系統(tǒng)諸多優(yōu)良的特性，它主要建立在用能建筑的附近的位置上，可以給一些耗能的建筑群提供近距離供電，供冷，供熱，減少了傳統(tǒng)方式在冷、熱、電以管線運輸過程中所損耗的能量以及一些經(jīng)濟的投入。并且燃氣冷熱電聯(lián)供方式可以根據(jù)建筑的類別不同對能源輸送量進行相應的調(diào)整，實現(xiàn)了對能源的梯級利用，且按需分配的模式，提高了能源的利用效率。最近幾年，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，，很多大中城市建立了很多公共建筑，大型商用寫字樓以及一些高級的商住公寓等建筑中大多配置了集中空調(diào)或者分體空調(diào)來調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)的溫度，這些耗電設備的使用造成很多大中城市在夏季供電過程中出現(xiàn)了“用電荒”的現(xiàn)象，且夏季的用電量明顯的超過冬季。通過我國“西氣東輸”等一些對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的工程的落實，筆者認為，在未來的一個時期內(nèi)，燃氣冷熱電聯(lián)供的綜合能源供應系統(tǒng)將會成為對分布式能源供應系統(tǒng)的推廣的主要手段。同時是減少在能源分配方面經(jīng)濟投入的優(yōu)良方式。

（一）目前，無論是我國的南部還是北部城市的空調(diào)利用率在逐年的攀升，致使各個城市每年的用電量也在節(jié)節(jié)上升，在空調(diào)使用頻繁的夏季更是出現(xiàn)了供電緊張的情況，因此各個城市的供電問題早已成為政府急需解決的問題。因此，燃氣冷熱電聯(lián)供方式具有廣闊的應用空間，如上文所述，燃氣冷熱電聯(lián)供方式的運用在供冷期以及供熱期均有很好的節(jié)能的效果，特別針對于夏季的制冷設備配置合理時供冷期的節(jié)能效益更為顯著。所以在規(guī)劃落實大型的燃氣發(fā)電裝置時，應采取集中大型燃氣發(fā)電廠的建立以及分散在各類建筑或建筑群的燃氣冷熱電三者聯(lián)供的分布式能源供應系統(tǒng)并舉的政策以減少在供電、供水以及環(huán)保等方面的資金的投入。同時，燃氣冷熱電聯(lián)供的分布式能源供應系統(tǒng)可以增強能源供應的穩(wěn)定性，特別是可以保證電力的充足供應防止“用電枯竭”的現(xiàn)象發(fā)生。

（二）針對于某一城市的一次能源供應的狀況，落實燃氣冷熱電聯(lián)供方式的規(guī)劃，并且在實施過程中對“聯(lián)供”的設計方案進行優(yōu)化以及合理安排“聯(lián)供”方案的運行，是均衡電力供需以及均衡城市燃氣供需的基礎。

（三）對于如何確定燃氣發(fā)電設備供電能力以及供熱、供冷設備能力匹配的問題，應該根據(jù)各類建筑，、建筑群在規(guī)劃設計時對冷、熱、電負荷以及其變化形式的計算的結(jié)果，一般來說，通過冷熱電三者聯(lián)供的方式可以保證處于夏季供冷期的電力的需求，同時也可以保處于冬季供熱期的熱能的供應。

（四）燃氣冷熱電聯(lián)供方式的應用符合我國現(xiàn)有的環(huán)保標準，且在對環(huán)境無污染的情況下，可以為一些耗能建筑提供比較充足的電能、熱能。同時燃氣冷熱電聯(lián)供的方式與其他種類能源供應的方式相比，在對大氣環(huán)境影響的一些有毒有害氣體的排放量具有不同程度的下降。

三、結(jié)論

通過上文對燃氣冷熱電聯(lián)供方式的簡述，我們可知燃氣冷熱電聯(lián)供是對燃氣發(fā)電、供冷、供熱的三者結(jié)合，是分布式能源供應系統(tǒng)的主要推廣形式。冷熱電聯(lián)供方式中的能源利用率比任何熱電聯(lián)產(chǎn)的方式要高。

通過對燃氣熱電聯(lián)供的節(jié)能效率以及總熱效率的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計以及運算可知，采用燃氣熱電聯(lián)供方式在冬季供熱期和夏季供冷期的節(jié)能效果都比較明顯。根據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)分布的實際情況，筆者確定燃氣冷熱電聯(lián)供的綜合式利用能源的的方式的發(fā)展前景將會更加的廣闊，并且將會成為提高能源利用率、獲得良好的經(jīng)濟效益的最佳的方式。

為了科學的制定燃氣冷熱電方式的應用原則，確保“聯(lián)供”工作的順利開展，對于具有天然氣供應的區(qū)域、政府應組織專業(yè)技術(shù)人員認真的實事求是的結(jié)合本地實際情況對于分布式能源供應系統(tǒng)的能量消耗進一步的分析研究。以實現(xiàn)天然氣資源的合理利用，減少對資源的浪費。

【參考文獻】

[1] 陳霖新. 燃氣冷熱電三聯(lián)供的能量消耗分析研究[J ] . 節(jié)能與環(huán)保，2015 ， （6） .