燃气冷热电联供的节能效益（PPT104页)

燃气冷热电联供节能效益分析一、燃气冷热电联供形式二、CCHP节能效果分析三、CCHP系统的节能效益分析方法（建议）四、冷热电联供与直燃机的能量消耗比较一、燃气冷热电联供形式燃气冷热电联供（CombinedCoolingHeatingandPower），简称（CCHP）是一种新型的综合能源供应理念和形式，正在国际上受到越来越多的关注。CCHP系统一种节能效果显著、运行经济效益好、环境友好的能源供应系统，正在国内外的公共建筑、商用建筑、工业企业、学校或大中型建筑群以至各种类型的独立建筑广泛应用。Fig.1Fig.2Fig.3Fig.4Fig.5Fig.6Fig.7Fig.8Fig.9CCHP是合理利用天然气资源的优良方式，这种形式与目前北京市以宝贵的天然气资源用作燃气锅炉或直燃机的供冷、供热方式相比，既节约一次能源、又可达到经济运行，缓解电力供应紧张的状况，但是对于CCHP在北京或类似北京气象条件的地区的供暖期、供冷期是否都能达到节约一次能源的效果，说法不一。二、CCHP节能效果分析*中科院徐建中院士冷热电联供与分供的能耗分析CCHP燃机供电锅炉供热电制冷供冷供电能力(kw)8080供热量(kw)105105供冷量(kw)7070电力消耗(kw)28NG消耗(m3/h)31.831.812.0511.13联供比分供可减少约42%一次能源分供时则消耗天然气54.98m3/h*同济大学龙惟定教授《燃气空调技术及应用》一书中认为：在节能评价中用得较多的是相对评价，即以常规系统为基准，考察热电冷联产系统的节能效果，以A为常规系统的一次能源耗量、B为热电冷联产系统的一次能源耗量，节能率可按下式计算：节能率=ABABA1供热场所QeQA发电厂电力需求发电机燃料B锅炉热需求热回收燃料A常规系统能量需求热电联供ηwPeηeηQQηththeQB一次能量消耗：供冷场所1eQA常规系统能量需求热电联供发电厂电力需求发电机燃料B热泵机组冷热需求吸收式制冷燃料A热回收ηwPeηeη1Qη2ηthe2the2theePQQB或一次能量消耗：在该书按此计算式作出的相关图中，假定商用电力供电效率为0.351(已考虑电网输配效率)和锅炉热效率为0.85时；若热电联供的发电效率为30%、余热利用率为40%时，节能率为20%；若为冷电联供工况时，发电效率为30%、余热利用率为40%，节能率15%。thwQeQw1供热节能率2th1e11供冷节能率在《北京天然气热电联产激励政策研究》中对热电冷联供的节能效果的分析认为：对中小型天然气热电分产的节能效果比较明显，但在很多情况下，联供制冷工况相对于分产冷电是不节能的，得出此结论的对比基准，是采用天然气分产电力由燃气——蒸汽联合循环供电，发电效率为55%、电网输配效率90%，燃气锅炉热效率为90%；制冷系统的COP取值，电制冷为5、吸收式制冷为1.2。供热工况ηhηe参考电厂参考锅炉热电联供1.0ηe/ηge-ce×ηgridηeηh/ηbηhbhgridce-geebhgridcegee/)/(1.0-/)/(节能率供冷工况)/()/(1)/()/(gridlegehegridccgeheCOPeCOPaCOPeCOPax节能率参考电厂热电联供吸收式制冷ηh1.0ηe参考冷机ηe/(ηge-cc×ηgrid)ηn/·COPa/COPeηh•COPaηe三、CCHP系统的节能效益分析方法（建议）1、CCHP的节能率计算2、CCHP的一次能源利用（综合热效率）分产系统能量需求热电联供燃料A1发电厂电力用户燃气机燃料B1锅炉热用户热回收ηcePeηeηbQhηh燃料A11、CCHP的节能率计算）或ethhehheePeQP(QB1hbhceeQP1A热电状况能量消耗：冷电状况（1）分产时能量需求冷电系统ηh发电厂电力用户燃气机燃料B2电制冷冷用户LiBr制冷燃料A2热回收ηcePeηeCOPeQcCOPaehechceeCOPaPQCOPaQP或2BcecceeCOPeQP2A能量消耗：1、CCHP的节能率计算ηh发电厂电力用户燃气机燃料B3电制冷机冷用户LiBr制冷燃料A3热回收COPa电制冷COPe冷电状况（2）分产时能量需求冷电系统ηcePeηeCOPeQcCOPayCOPaxQPehcee3BcecceeCOPeQP3A能量消耗：1、CCHP的节能率计算cehebbcecehebABABA111111供热节能率hecececceeeeCOPaCOPeCOPaCOPeQPPAB1///11)1(22节能率供冷COPeyCOPaxCOPeCOPeABehece11233）节能率供冷（假设a）燃气轮机的发电效率ηe=0.28，余热效率ηh=0.5b）市电网以燃气蒸汽联合循环计ηce=0.55×0.9=0.495（其中发电效率为55%，电网输配效率为90%）c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5，燃气锅炉热效率ηb=0.9例1：计算实例1、CCHP的节能率计算计算CCHP的节能率：节能效率11%供热期节能效率11.05.05.028.09.09.0495.011cehebbce1、CCHP的节能率计算不节能，多耗能20%供冷期节能效率2.05.02.15.428.05.4495.011heceCOPaCOPeCOPeA、冷负荷全部由燃机余热吸收式制冷提供计算供冷期节能率1、CCHP的节能率计算不节能，多耗能12.9%129.05.428.02.02.15.08.05.428.05.4495.011COPeyCOPaxCOPeCOPeehece供冷期节能效率B、冷负荷由部份电制冷和部份余热吸收式制冷，设电制冷比例y=0.2，LiBr比例x=0.8计算供冷期节能率电制冷比例0.10.20.30.40.50.60.70.80.9节能率(%)-16.8-12.9-9.3-5.9-2.70.33691、CCHP的节能率计算假设a）设燃气轮机的发电效率ηe=0.28，余热利用效率ηh=50%b）市网电以目前煤电为主的各地区较高的发电效率40%，电网效率90%计算，ηce=0.4×0.9=0.36c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5燃气锅炉热效率ηb=0.9例2：1、CCHP的节能率计算计算CCHP的节能率：节能效率25%供热期节能效率25.05.02.15.428.05.436.011cehebbce1、CCHP的节能率计算供冷期节能效率129.05.02.15.428.05.436.011heceCOPaCOPeCOPeA、冷负荷全部由余热LiBr制冷供应时计算供冷期节能率节能效率12.9%1、CCHP的节能率计算节能效率18.7%187.05.428.02.02.15.08.05.428.05.436.011COPeyCOPaxCOPeCOPeehece供冷期节能效率B、冷负荷部份由电制冷(y)和部份余热LiBr制冷(x)供应时，计算供冷期节能率电制冷比例0.10.20.30.40.50.60.70.80.9节能率(%)15.918.721.323.72628.230.232.2341、CCHP的节能率计算假设a）燃气轮机的发电效率ηe=32%，余热利用效率ηh=46%b）市电网ηce=0.55×0.9=0.495或ηce=0.4×0.9=0.36c）LiBr吸收制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5燃气锅炉热效率ηb=0.9例3：1、CCHP的节能率计算计算CCHP的节能率：节能13.6%（ηce=0.495）或28.5%（ηce=0.36）供热期节能效率136.0495.046.032.09.09.0495.011、CCHP的节能率计算供冷期节能效率119.046.02.15.432.05.4495.01A、冷负荷全部由余热吸收式制冷机供冷计算供冷期节能率不节能多消耗12%（ηce=0.495）或节能18.6%（ηce=0.36）1、CCHP的节能率计算不节能多消耗7%（ηce=0.495）或节能22%（ηce=0.36）07.05.432.01.02.146.09.05.432.05.4495.01供冷期节能效率B、冷负荷由余热制冷和电制冷联合供冷计算供冷期节能率电制冷比例0.10.20.30.40.50.60.70.80.9节能率(%)*-7-31.358.511.714.717.525节能率(%)**2225.328.331.733.535.8384042*供电效率ηce=0.495时的节能率**供电效率ηce=0.36时的节能率1、CCHP的节能率计算假设a）假设内燃机的发电效率ηe=0.38，余热利用效率ηh=0.44b）市电网以燃气蒸汽联合循环计，ηce=0.55×0.9=0.495（其中发电效率为55%，电网输配效率为90%）c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5，燃气锅炉热效率ηb=0.9例4：1、CCHP的节能率计算计算CCHP的节能率：节能率21%供热期节能效率21.05.044.038.09.09.0495.011cehebbce1、CCHP的节能率计算供冷期节能效率004.044.02.15.438.05.4495.011heceCOPaCOPeCOPeA、冷负荷全部由余热制冷提供计算供冷期节能率(A)节能率0.4%1、CCHP的节能率计算节能率9.1%091.05.438.02.02.144.08.05.438.05.4495.01COPeyCOPaxCOPeCOPeehece供冷期节能效率B、冷负荷由部份电制冷（y）和部份余热制冷（x）提供,计算供冷期节能率(B)*表中数据为COPa=1.2时的节能率**表中数据为COPa=0.7时的节能率电制冷比例0.10.20.30.40.50.60.70.80.9节能率(%)*4.59.113.21720.523.726.629.332节能率(%)**-4.32.17.712.817.221.32528.331.81、CCHP的节能率计算假设a）设内燃机的发电效率ηe=0.38，余热利用效率ηh=0.44b）市电网ηce=0.4×0.9=0.36c）LiBr吸收制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5燃气锅炉热效率ηb=0.9例5：1、CCHP的节能率计算计算CCHP的节能率：节能率35.3%供热期节能效率353.036.044.038.09.09.036.011cehebbce1、CCHP的节能率计算供冷期节能效率276.02.144.05.438.05.436.011heceCOPaCOPeCOPeA、冷负荷全部由内燃机余热制冷供应节能率27.6%节能率(A)1、CCHP的节能率计算节能率34.5%345.05.438.02.02.144.08.05.438.05.436.011COPeyCOPaxCOPeCOPee