热电冷联产

热电冷联产技术•热动091•2009031199郑禄•2009031200谷永祥热电冷联产热电冷三联产指：锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，生产6～8℃冷水用于空调或工艺冷却。优点：（1）蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要，可提高能源利用率；（2）增大背压机负荷率，增加机组发电，减少冷凝损失，降低煤耗；（3）保证生产工艺，改善生活质量，减少从业人员，提高劳动生产率；代替数量大、型式多的分散空调，改善环境景观，避免“热岛”现象热电冷联产工作原理•系统主要分布在用户附近以天然气•为主要燃料带动燃气发电机组运行产生的电力•满足用户的电负荷系统排出的废热作为余热利•用设备向用户供热、供冷的动力。其基本原理是•温度对口、阶梯利用如图所示对能源的梯级•利用使得三联供系统具有较高的综合能源利用率。•热电冷三联产是在热电联产基础上发展起来的,它使锅炉产生的蒸汽先通过背压式汽轮机发电作功,排气除满足各种热负荷外,还用作吸收式制冷机的热源,使整个系统的热负荷平衡,并以高效运行。该系统的特点是:•(1)实现能量分级利用、提高一次能源利用率,达到能源综合利用的目的。•(2)在夏季空调用电高峰季节,缓解电网用电压力。•(3)用吸收式制冷机组代替氟里昂压缩式制冷机组,符合环保要求。•(4)空调末端采用风机盘管,各空调房间互相独立,便于灵活控制和调节,有利于节能•典型CCHP系统一般包括动力系统和发电机、余热回收装置、制冷或供热系统等组成部分
•主要用到的发电设备有小型和微型燃气轮机燃•气内燃机等空调设备有余热锅炉、余热吸收式制•冷机以及蒸汽为动力的压缩式制冷机等。针对不•同的用户需求
冷热电联产系统可以有多种多样•的组织方式
方案的可选择范围很大。针对单个建筑提供能源的较小型系统系统一般采用2台（725kw.480kw）燃气内燃发电机组分别与2台(200万.100万大卡）余热型双效溴化锂直燃机对接。在天然气做功发电的同时产生余热。其中烟气（约460度）通过三通阀调节型进入余热直燃机的高温发生器作为余热直燃机的高温热源缸套水在夏季进入余热直燃机的低温发生器在冬季进入板式换热器与供热回水换热。通过余热直燃机在夏季产生7到12度的冷水在冬季产生50到60度的温水。系统运行时优先利用烟气和缸套水中的热量满足大楼冷、热负荷的需求如果余热量不够将采用天然气直燃的方式补充。•系统采用了发电机配套尾气缸套水型冷温水•机模式内燃发电机使用天然气提供电力。余热•直燃机利用内燃机的468度尾气和98度的缸套水•及天然气三种能源进行制冷和制热。•系统运行调节灵活发电机单独运行时电动•烟气阀自动处于关闭状态发电机尾气不进入余•热直燃机由自开式风门排空发电机缸套水不进•入余热直燃机由电动三通阀将缸套水切换至散•热水箱散热当发电机不运行余热直燃机单独运•行时余热直燃机与直燃机相同利用天然气一种•能源进行制冷和制热。发电机和余热直燃机两者•同时运行时电动烟气阀和电动三通阀将自动打•开余热直燃机同时利用发电机尾气、缸套水余热•和天然气三种能源并根据空调负荷大小优先利•用发电机余热如果尾气和缸套水热量不足时燃•烧机自动启动利用天然气燃烧来补充热量当余•热量能满足空调符合需求时燃气机自动停止并•自动调节尾气量和缸套水量
多余尾气通过自开式风门排出缸套水旁通至散热水箱散热。•较高的用户摆脱了电网拉闸限电、崩溃和意外灾•害如地震、风雪、人为破坏、战争等等突发性事•故带来供电危机避免了因停电造成的经济损失。•系统一般采取并网方式设计大电网与三联•供发电机组互为备用因此相当于用户增加了一•路常用供电系统提高了用户供电的可靠性用户•常规冷热的空调系统一般由电空调和锅炉组成采用三联供系统后可以使用发电机的余热供冷或•供热
对用户来说相当于在常规调峰设备以外增•加了一套空调冷热源系统对于使用电空调的用•户更是将供冷动力由原来的单一用电变为可以同•时用电和燃气因此提高了用户的冷热供应可•靠性。能源梯级利用示意图溴化锂制冷原理•在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在吸收器内已被冷却，温度较低，为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率，在系统中增加了一个换热器，让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热交换，提高稀溶液进入发生器的温度。•1技术方案•在本方案中,热电冷三联产系统主要分为三部•分:发电机组、空调机组和生活热水。发电机组由锅•炉和汽轮机组成,锅炉中产生蒸汽先进背压式汽轮•机1带动发电机3发电。汽轮机1的乏气进入换热•器4,生产的热水供给各住宅楼,乏气凝结成的热水•再送回锅炉供循环使用,见图1。夏天,从换热器4•中出来的130℃的热水进入热水型溴化锂机组7制•取7℃的冷水供给风机盘管5用于制取冷风;从风•机盘管5出来的冷水温度是12℃,这部分冷水再流•回制冷机组7循环使用;130℃的热水从制冷机组出•来后的温度是80℃,流量正好与每栋住宅楼的热水•消耗量相当,直接送入各用户供生产使用;制冷机组•7消耗大量的冷却水,由于城市供水比较紧张,这部•分水需要经过冷却塔降温后循环使用。•冬天,110℃的热水送入换热器制取60℃的温水供风机•盘管5产生热空气;60℃的温水经过风机盘管后降至55℃,送回换热器循环使用;110℃的热水从换热•器中出来降温至80℃,和夏天一样,这部分热水也•正好供居民生活使用。在这个方案中,背压式汽轮机•进出口的蒸汽参数对整个系统的总热效率有决定性•影响,经过各种参数的比较,最终决定选用进口参数•为3.43MPa、435℃,出口参数为0.981MPa、180℃。4.8投资回报年限n•投资回报年限为系统初建或改造所耗投资与经•济效益的比值。这个比值较小,说明偿还投资的时间•越短。•分布式能源系统有多种形式，区域性或建筑群或独立的大中型建筑的冷热电三联供（ＣｏｍｂｉｎｅｄＣｏｏｌｉｎｇｈｅａｔｉｎｇａｎｄｐｏｗeｒ，简称ＣＣＨＰ）是其中一种十分重要的方式。在我国目前或今后相当一段时期，燃气冷热电三联供都是分布能源系统的主要形式，应该得到广泛地积极推广应用。•安全•电制冷的大量增加使电网电力负荷快速膨•胀直接威胁供电安全性和稳定性。随着分布式•发电技术的不断发展系统提供了可靠的供•电安全和品质保证尤其是对供电安全和稳定性结语•目前我国政府将天然气的开发和利用作为•改善能源结构提高环境质量的重要措施。西气•东输、广东进口液化天然气等大型项目的全面实•施推动了全国天然气的建设。北京、上海等城市•已经采取一些优惠政策鼓励冷热电三联供项目的•发展。到目前为止已建成上海浦东国际机场、北•京燃气大楼等项目都取得了较好的效果。•谢谢观看！