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天然气分布式供能系统能源与环境的情形与对策1天然气高效利用与分布式能源技术2供能装备与选用3结语4能源利用率低下能源利用效率33.4%（世均43%,发达国52-55%）；能源消费占GDP的13.5%,而美国仅占7%；能源与环境的情形与对策能源环境问题突出单位：百万吨*百万吨CO2当量能源与环境的情形与对策能源结构2006年能源与环境的情形与对策战略对策对策优质清洁能源提高能效加速发展天然气分布式供能系统能源与环境的情形与对策丹麦1981年开始实施热电联产奖励政策；1000kW以上的锅炉必须改造成NG或垃圾热电厂，政府补贴30%的设备与工程费；2002年最高调整到60%；到2005年，热电联产装机容量在整个发电装机容量中占66%以上；并开发微型（户型）的热电联产。2006年欧洲能源进口总量增长了2.4%，但丹麦能源进口量同比下降了8%。美国能源部的现代化电网工程项目负责人StevePullins认为：“丹麦是美国应该效仿的楷模。”美国1987年的新能源法规定，电网必须接受热电厂的电；2010年实现CHP9200万kW的装机容量，各州提出优惠政策，如热电联产设备补帖平均1000美元/kW。能源与环境的情形与对策国外情况：日本制定“供热法”、“城市规划法”等法律，规定新建和改建30000m2以上的建筑物一定要采用CCHP系统。对业主进行减税和免税。法国对热电联产的投资15%的政策补贴。一些国际组织的参与于支持。国际分布式能源联盟（WADE）是一个非营利性的组织，旨在加快热电联产、分布式能源这种高能效系统的发展，以得到丰厚的经济和环境方面的收益。在1997年的联合国气候变化框架公约谈判中，为了提高热电联产作为减缓气候变化的策略性，国际热电联盟正式成立。2002年，该联盟更名为国际分布式能源联盟。能源与环境的情形与对策“能源法”39条对热电联产相关技术应用进行了规定；2000年五部委制定文件“关于发展热电联产的规定”；“十一五”十大重点节能工程的第二项就是热电联产工程；2007年国家发改委“关于印发天然气利用政策的通知”把分布式热电联产、热电冷联产列入优先类天然气利用项目；国家能源局计划在2012年前实施1000项分布式能源项目；中国城市燃气协会在2010年5月成立天然气分布式能源与节能减排专委会。2010年住建部发布分布式能源技术行业标准。国务院研究室会同能源局开展调研。能源与环境的情形与对策国内情况：“上海市能源白皮书”要求到2010年实现热电联产、分布式供能系统装机容量达到70～90万kW；2004年开始实行的鼓励办法是：天然气气价2.04元/标方（一般锅炉用气3.4~3.7元/标方），设备补助热电联产系统1000元/kW。2010年天然气调价后在此基础上增加0.39元/标方。2008年再次对上述优惠政策进行确认，并在2010年授权市节能协会对已有项目进行评估，讨论新的政策。市政府下设分布式能源与燃气空调推进办公室能源与环境的情形与对策上海情况：能源与环境的情形与对策天然气高效利用与分布式能源技术定义：以燃气及生物质能、太阳能、氢能、风力和其它可再生的清洁能源为一次能源，在用户现场或靠近用户现场的小型或微型独立输出电、热（冷）能的系统，即分布式能源系统。一次能源经过各种转换方式组合，最经济、最高效地直接向用户提供所需要的电力、空调冷水、采暖热水、生活热水、蒸汽等终端能源服务的系统。理论基础：能量的“温度对口，梯级利用”中科院院士、中国工程热物理学创始人、涡扇航空发动机发明人吴仲华先生在1980年中央书记处举办的科技讲座的报告《中国的能源问题及其依靠科学技术的解决途径》中提出了“温度对口、梯级利用”十六字。天然气高效利用与分布式能源技术意义节能：通过实行能源的梯级利用提高一次能源利用率，可达80％以上，同时减少输配电损失（6~7%）；环保：以天然气为燃料，与燃煤电厂相比，分布式能源系统的CO2排放减少30％以上，占地面积和耗水量减少60％以上，对环境的负面影响接近于零；削“峰”填“谷”：电气互补的技术优势可以部分的解决天然气和电力的调峰填谷难题；能源安全：实现能源的多样化，相对独立供能，减少对大电网的依赖性。天然气高效利用与分布式能源技术系统组成燃气发电机组余热利用装置或供冷供暖装置配电系统管理系统天然气高效利用与分布式能源技术天然气高效利用与分布式能源技术分布式能源系统典型结构相关要素实际用电、用热（用冷负荷）电价（峰平谷）及电力供应情况（并网条件、变压器）设备运行维护成本燃料成本及消耗量，燃料供应保障系统规划设置的占地面积、环境（振动噪声排放）发电效率及综合效率（一次能源利用率）发电机组容量、类型、数量、系统运行时间运行逻辑天然气高效利用与分布式能源技术天然气高效利用与分布式能源技术天然气高效利用与分布式能源技术一组数字（以微燃机为例）1000kW热电联产系统运行1年（8000hr）用气量270万m3；发电800万度；余热供应1.5万平米空调；CO2减排3000~4000吨。天然气高效利用与分布式能源技术适用场所有较大且稳定的热负荷超市、办公室、商业多功能建筑医院宾馆大学城工业园区及开发区天然气分输站及门站建筑物使用燃气锅炉生产热水或蒸汽建筑物使用燃气空调天然气高效利用与分布式能源技术社会经济效益调峰效用（气、电）环境效益（SO2、NOx排放）安全用电效益据硅谷地区LarryOwens电力公司估计，一次停电事故将使SunMicrosystems公司每分钟损失100万美元。据惠普公司估计，一次20分钟的停电事故将导致一家电路制造工厂损失3000万美元。经济效益分布式能源技术发展意义和问题经济的直供范围：电：10kV,1—2公里空调冷水：1—1.6公里1MPa蒸汽：12公里采暖和生活热水：4—5公里(60℃左右)建设分布式功能系统会增加投资吗？节省了锅炉投资节省了电力增容的固定投资（节省了占地面积、可不增加机房）节省了运行人员和维护费用（节省了备用发电机）分布式能源技术发展意义和问题系统参与者政府相关部门燃气公司电力公司系统集成公司设备制造商分布式能源技术发展意义和问题政策支持政策引导和补贴关税减免相关法规、规范电力并网分布式能源技术发展意义和问题分布式供能技术推广的启示CHP/CCHP的发展源自于节能、环保、能源安全；充足的天然气资源是发展的重要条件；政府支持是关键；在热力规划中需保留热电联产的供热区域，避免不必要的浪费；建立合理的热电联产，规划电力定价及燃料定价，确保积极性优势；注重对环境的贡献，补贴经营者等（如减排补贴）。分布式能源技术发展意义和问题燃气发动机单机功率3～22000kW发电效率30～46.8％氮氧化物排放小于100ppm热电比较小重、体积大噪声大，通常大于100dB余热回收复杂系统外围设备多、基础投资大，一般需要独立的厂房维护周期短、费用较高供能装备及其选用供能装备及其选用小型燃气轮机单机功率500～20000kW发电效率24～38％氮氧化物排放小于25ppm热电比大余热品质佳，500度烟气一般使用寿命30年天然气进气压力一般不小于1.6MPa需要增压设备比较适用工业、大型公用建筑等需要独立的厂房供能装备及其选用外燃机（特种发动机之一）单机功率20～55kW发电效率29％热电效率75％余热品质较低，仅有冷却水可利用余热锅炉溴化锂吸收式空调吸附式空调供能装备及其选用微型燃气轮机单机功率30～300kW发电效率24~33％热电比大氮氧化物排放小于9ppm余热佳，烟气300度体积小、重量轻无外围系统、无需专用厂房可多台组合，灵活可靠噪声小于75dB（1m）可直接接溴化锂直燃空调数字化控制，可远程管理供能装备及其选用安装在医院楼顶的CHP系统航空发动机技术30kW、65kW和200kW(08年)ICHP适用多种燃料超低排放量(9ppmNOx)室内、室外或楼顶均可简易安装维护管理简单、便捷可并网或孤网运行可靠性高Capstone微型燃气轮机供能装备及其选用33Capstone燃气轮机往复式内燃机压缩机叶轮永磁铁透平叶轮成百上千个运动部件涡轮机仅此一个运动部件供能装备及其选用34无油系统NoneOil/LubricatingSystemCapstone燃气轮机往复式内燃机及其它燃气轮机•无油系统•无润滑剂/润滑系统•无过滤器•无分离器•无泵•无风扇•无储油罐•无散热器以下情况内燃机可能会出现拉缸机油温度过高，润滑油黏度降低；润滑油位过低；润滑油脏或主油道有异物润滑油中进水；润滑油泵故障；有润滑系统的燃气轮机燃机注意：润滑油有毒且易烫伤人供能装备及其选用35基本免维护FreeMaintenanceCapstone燃气轮机往复式内燃机保养周期表（以Caterpillar为例）没有按此所述进行正确的保养将会导致发动机性能下降和/或加速发动机部件的磨损。•40,000小时大修，无小修，无需保养•20年设计寿命•平均每年计划维护时间不超过4小时，大修计算在内•大部分部件可以在运行中更换8000小时更换燃料过滤器更换空气过滤器更换点火器20,000小时更换喷嘴更换热电偶更换电池板40,000小时发动机维修需要时保养轴承（滚珠轴承）–润滑冷却系统冷却液液样（2级）–取样发动机空气滤清器滤芯–更换燃料计量阀–检查发电机–干燥处理发电机组–测试绝缘材料–测试大修考虑事项旋转整流器–测试空间加热器–检查节气控制阀（油门）–检查气门杆凸出量–测量/记录变阻器–测试绕组–测试每日保养空气启动马达润滑器油位–检查空气罐中的水气和沉积物–排放轴承温度–测量/记录冷却系统冷却液液位–检查发动机空气滤清器保养指示器–检查发动机机油油位–检查燃料系统燃料滤清器压差–检查除烟滤清器压差–检查发电机–检测发电机负载–检查功率因数–检查定子绕组温度–测量/记录电压和频率–检查围绕发动机检查每周备用发电机组保养建议最初的250个工作小时曲轴箱窜气–测量/记录气缸压力–测量/记录气门杆凸出量–测量/记录每250个工作小时蓄电池电解液液位–检查发动机机油油样–取样除烟滤清器–排放最初的1000个工作小时冷却系统冷却液液样（1级）–取样冷却系统补充用冷却液添加剂（SCA）–测试/添加发动机转速/正时传感器–清洁/检验每1000个工作小时后冷器冷凝器–排空交流发电机–检查皮带–检查/调整/更换曲轴箱压力–测量曲轴减振器–检查发动机曲轴箱呼吸器–清洗发动机机油–更换发动机机油滤清器–更换发动机气门间隙和桥臂–调整燃气压力调节器冷凝水–排放软管和卡箍–检查/更换点火系统正时–检查/调整空气进气系统–检验水箱–清洁水泵–检查每2000个工作小时冷却系统冷却液液样（1级）–取样冷却系统补充用冷却液添加剂（SCA）–测试/添加发动机转速/正时传感器–清洁/检验发电机组振动–检验定子引线–检查每3000个工作小时点火系统火花塞–更换每4000个工作小时空气启动马达润滑器油杯–清洗压缩机旁路–检查曲轴箱窜气–测量/记录气缸压力–测量/记录发动机的固定–检查发动机保护装置–检查启动马达–检查每8000个工作小时冷却系统冷却液液样（2级）–取样除烟滤清器滤芯–更换旋转整流器–检查涡轮增压器–检查水温调节器–更换在10000至20000个工作小时之间大修（发动机上部）每24000个工作小时或每3年冷却系统冷却液（DEAC）–更换在30000至60000个工作小时之间大修（在机架上）在50000至100000个工作小时之间轴承检查。大修（主要件）供能装备及其选用36基本零排放，烟气无烟CapstoneNearZeroEmissionCARB2007认证NOx氮氧化物排放≤5ppm标准机型NOx氮氧化物排放≤9ppm燃油机型NOx氮氧化物排放≤35ppm未加催化剂比太阳能光伏发电环保安装1台C65所获得CO2减排量相当于种植285亩森林020406080NOx(lbm/MWh)VHP-GSIVHP-GL(D)QSK