搜索
PPT素材下载：分布式能源设计过程应考虑的因素1分布式能源概述2项目总体方案设计4结论3联合循环机组运行流程和投资效益分析目录1分布式能源概述1.1分布式发电技术1.1.1分布式发电技术简介分布式发电技术（DistributedGenerationTechonology，简称DGT）以其发电方式灵活，环保性好，可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源（包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源），并提高能源的利用效率而备受关注。随着智能电网理论的提出，分布式发电技术也越来越受到重视。分布式发电技术与高参数大机组发电技术是互相补充新能源利用方式。比较常用的分布式发电技术有：太阳能光伏电池发电技术，风力发电技术，微型燃气轮机发电技术，燃料电池发电技术，生物质能发电系统等1.1.2发展分布式发电的意义分布式发电技术现已经广泛应用于国内外众多领域，其主要作用和重要意义有以下几个方面：(1)提高供电可靠性——电网大面积停电时，可对重要客户提供电源；(2)能源选择的多样化——利用多种新能源和清洁能源，解决能源危机问题和环境保护问题；(3)突出的环保性——采用天然气作为燃料或以太阳能、风能为能源，大大减少了有害物质的排放；(4)发挥了电网和天然气网的双调峰作用——有效缓解电网和天然气网调峰压力；(5)解决偏远地区的供电问题——许多偏远地区及农村远离大电网，可选择分布式电源；(6)较高的经济效益——采用能源逐级利用，投资小，见效快，减少对常规电厂的投资；(7)可以作为电网黑启动电源——可给200MW以上机组提供启动电源，迅速恢复电网运行。1.1.3分布式发电并网带来的技术问题随着分布式发电技术的不断发展，相关的运行经验和数据指标显示，分布式发电对于并网带来的技术问题主要有以下几个方面：(1)并网方式在普通并网方式下，分布式发电机组可以向电网输送多余的功率，在并网不上网方式下，则严令禁止分布式发电机组的功率向外输送。(2)并网电压并网电压选择比较严格，一般的分布式发电机组都是在与35kV以下的配电系统进行并网，并且根据并网机组容量的不同，要选择不同的并网电压等级。(3)运行频率范围发电频率要和电网频率保持一致，电力系统频率的变换和波动，会对分布式发电机组造成影响。可以通过实时监测电网频率，使得分布式发电机控制系统跟踪调整发电机转速，以确保运行发电机组频率正常。(4)接入容量分布式发电机组并网后，会引起系统内的潮流比变化。为使潮流变化的幅度可控，就需要对分布式发电机组的容量进行控制。1.2冷热电三联供系统高效环保的分布式能源系统的发展是提高能源利用率、改善能源结构的优良途径，其中燃气轮机组冷热电三联供系统是目前最成熟的应用形式之一。冷热电联产即CCHP(CombinedCooling，HeatingandPower)，是分布式能源技术的一种主要形式。是一种建立在制冷技术和发电机技术基础之上的，以天然气为一次能源，产生符合规格的冷、热、电能源的联产联供系统。该系统的基本原理是温度对口、阶梯利用，是一种将制冷、制热（包括供暖和供热水）及发电过程一体化的总能系统。见图1-1所示。图1-1能源梯级利用示意图典型的燃气冷热电联产循环示意，见图1-2。系统一般包括动力系统、发电机、余热回收装置、制冷及供热系统等组成部分。主要用到的发电设备有小型燃气轮发电机组、蒸汽轮发电机组等；空调设备有余热锅炉、余热吸收式制冷机或者是蒸汽为动力的压缩式制冷机等。图1-2典型冷热电联产系统冷热电联产系统的主要能耗比例如图1-3所示。1.3冷热电分布式能源系统的国内外发展现状1.3.1国外冷热电联产技术发展现状（1）英国分布式能源站已达1000多个，节约能源20%以上，全国累计6.5亿英镑/年。CO2排放仅为普通电厂1/4，SO2可忽略不计。大功率UPS，政府、军事基地等带头采用CCHP能源站，例如：白厅CHP计划、唐宁街10号区域供热、白金汉宫分布式能源站以及部分军事基地分布式能源站计划。（2）美国经过40年的开发和建设，到目前为止已拥有分布式能源站6000多座（其中包括200多座大学校园），热电联产项目的装机容量也已达到发电总装机容量的7%左右。美国商用建筑采用CCHP后节能46%，现在所有建筑中已有8%采用CCHP系统。2010年，20%新建商用、写字楼类建筑物使用CCHP；5%现有商用、写字楼类建筑物使用CCHP；25%的美国能源部CHP项目用户使用CCHP。预计到2020年：50%新建商用、写字楼类建筑采用CCHP；15%现有商用、写字楼类建筑采用CCHP。（3）日本以热电联产为热源的区域供热（冷）系统是仅次于燃气、电力的第三大公益事业，到1996年共有132个区域性供热（冷）系统。燃气轮机热电（冷）联产、汽轮机驱动压缩式制冷设备是其热电（冷）联产的主要形式。（4）印度作为世界第二人口大国，充分认识到了发展分布式能源系统的重要性，基于微型燃气轮机、燃料电池、太阳能发电在印度仍处于早期商业运行阶段。这些技术最初研发是为了国防、航空及无污染交通工具的应用，如今稳定的电力市场为其提供了大量商机。印度新开发的分布式发电系统单位通常在5kW-20kW之间。1.3.2国内发展现状分布式能源在我国正在由理论探讨阶段过渡到工程开发阶段，上海、北京、广州等多个城市已经在积极规划、建设。我国目前正在开发的冷热电联供能源站有主要有如下几类：1）城区商业中心型分布式能源站。2）机关团体型分布式能源站。3）新开发小城镇和居民小区分布式能源站。4）离散型工业园区分布式能源站。5）过程工业园区型分布式能源站。6）凝汽式火电厂改造型分布式能源站。7）燃煤热电联产机组改造型分布式能源站。8）柴油机电站改造型分布式能源站。9）燃气轮机电站改造型热电冷三联产分布式能源站。10）采暖锅炉及工业锅炉改造型分布式能源站。广州大学城是我国目前已投入使用的规模最大的大学城。与传统火电厂、传统的单体建筑设置中央空调系统、锅炉供热系统相比，制冷总装机容量大约减少45%~55%，电力装机容量减少50MW，与设置分体空调相比可减少电力装机容量120MW。此外，项目减排CO224万吨/年、SO26000吨/年，NOX排放比燃煤电厂减少80%，并且极大地降低了噪声污染，达到了高效节能、优化能源结构、控制污染、改善环境的目标。上海浦东国际机场在制冷技术方面采用YK离心式制冷机组和使用蒸汽供冷的溴化锂吸收式制冷机组，在三联供技术上又是一次尝试和飞跃。自2002年7月~12月，6个月节资289.06万元。2项目方案设计2.1项目的厂址选择2.1.1影响厂址选择及布置的自然因素1)场地位置、地质构造、地形地貌、不良地理现象和地震基本烈度；2)地下水埋藏条件、侵蚀性和土层冻结深度；3)场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力和其他设计计算指标；4)场地稳定性和适宜性；5)常年和最大洪水水位，地面排水、积水和沼泽地情况，饮用水源情况；6)场地的合理建筑范围，合理的交通出入口；7)风速的大小、风向，空气污染度；8)区域内气候的场地微气候；9)与城镇的距离以及拆迁；10)景观和绿化植被，生态状态。2.1.2影响厂址选择和布置的社会经济因素（1）国家政策和法律的作用国家鼓励发展下列通用技术：推广热电联产，集中供热，提高热电机组的利用率，发展热电梯级利用技术，热、电、冷技术和热、电煤气三联供技术，提高热能综合利用率。（2）基础设施条件1）水资源和燃料动力2）人力资源3）交通运输4）排污物及废物处理2项目方案设计2.1.3确定主要判断因素的比重因子和评价值根据各个主要因素的重要程度，现确定其比重因子和评价值（满分100分）如表2-1所示。2项目方案设计2.2热力负荷预测和热力机组的选型2.2.1热负荷预测(1)供热现状及设计供热参数1)规划区范围（以一个园区为例）园区有保税物流区、大学、高端制造业聚集区、创业基地总部、居住区等总面积约28.88km2。2)规划区内供热现状规划区内现有燃煤锅炉房4座，安装燃煤锅炉16台，折合供热总供热能力231MW,其中绝大部分锅炉是14MW及以下的小锅炉，共有14台，折合总供热能力175MW，这些供热小锅炉由于其坐落位置较分散、供热规模较小、锅炉效率较低、脱硫、除尘设施相对不完善、造成环境污染较为严重，特别是采暖期的污染明显重于非采暖期，与生态城市建设要求不符。2项目方案设计3)设计热媒参数a)蒸汽系统：供汽入口参数建议如下：蒸汽压力1.3MPa表压，温度200℃（过热度6℃），最远端供气压力不小于0.8MPa表压。b)热水系统：一次网供水温度为130℃，回水温度为70℃。(2)规划热负荷预测1)计算面积依据a)考虑到工业区不采暖率为20%；仓储区不采暖率为40%，采暖供热指标选取建议如下：一类居住60w/m2；二类居住45w/m2；工业：56w/m2；公建：70w/m2；文化教育60w/m2；市政：70w/m2；仓储：30w/m2；混合用地：70w/m2。b)工业用汽：每10000m2工业建筑面积的工业用汽量为1t/h。c)工业园内不考虑生活热水系统的设置。冬季室外采暖计算温度为-9℃。2项目方案设计2)计算公式：a)采暖热负荷：（2-1）其中：q-采暖热指标w/m2。A-采暖建筑物的建筑面积m2。（2-2）（2-3）2项目方案设计3）总用热负荷列表如表2-2所示2项目方案设计4）生活热水负荷大学城可容纳在校生50000人，教职工及服务人员8000人。总计58000人。创业总部基地总建筑面积88万m2，入住人员10000人。生活热水服务人群为68000人，按每人每天使用40升60℃的生活水量供应。5）空调制冷负荷总供冷面积268万m2。6）供热区域的划分和热源点的设置对于规划热源的设置总原则如下：a)根据现状及规划热负荷确定热源厂的供热规模。b）热源建设应同步或稍超前于城市建设的热负荷发展需要。c）由于各规划热源供热范围较大，供热距离较长，采用高温水。2项目方案设计(3)供热参数及供热量根据供热量的计算，本工程新建2台PG9171E型燃气轮发电机组和两台余热锅炉、两台蒸汽轮发电机组。每台蒸汽轮机最大采暖抽汽155t/h,抽汽温度184℃，焓值2834kJ/kg，压力0.3MPa，热网疏水温度为133.5℃，焓值为562kJ/kg，每台机组对外可供最大热量为95MW。两台机组对外最大供热量为190MW。总供热面积约为385万m2。一次网供水温度为130℃，供水焓值547kJ/kg，回水温度为70℃，回水焓值为293kJ/kg，热网循环总水量约为3000t/h。2项目方案设计2.2.2燃料天然气品质分析及用气量(1)燃料天然气品质分析由天然气公司提供。(2)天然气耗量燃气轮机组天然气耗量如表2-3所示。表2-3燃气轮机组天然气耗量表2项目方案设计2.2.3热力机组选型(1)燃气轮发电机组选型在国内外市场中，能够制造燃气轮机的主要厂家有美国的GE公司、美国惠普公司、德国西门子公司、西屋公司、南京汽轮机有限公司等。2项目方案设计轻型燃气轮机重型燃气轮机优点：缺点：1、启动迅速；1、排气温度低；2、单循环效率高；2、配套锅炉产汽少；3、适合做调峰发电机组。3、供热能力低；4、维修两大；5、锄头与运行飞高。优点：缺点：1、排气温度高；1、笨重，安装难度大；2、燃料适应性强；2、设备占地面积大；3、配套锅炉产汽多；4、发电和供热能力大；5、除投资与维护运行费用低。本案选用南京汽轮电机（集团）有限责任公司引进的GE公司生产的PG9171E型燃气轮发电机组，并配置两台余热锅炉、两台蒸汽轮发电机组。燃气轮发电机组由一台燃气轮机、一台联轴节、一台发电机组成。燃机通过联轴节推动发电机产生50Hz、额定输出功率120MW。燃气轮机具有一台启动马达、一台轴流式压气机、一个由14个燃烧室组成的燃烧系统。空气进入压气机制得压缩空气后，进入燃烧室与来自喷嘴的燃料混合，两个火花塞实现点火。空气与燃料的混合物在燃机燃烧室内燃烧，产生的高温燃气进入燃烧室火焰筒末端相连接的过渡段，