分布式燃气冷热电三联产的设计.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT - 4 - 分布式燃气冷热电三联产的设计 班级：电气13-4班 学 姓名：仓传林 简介 分布式燃气冷热电三联产系统（DES/CCHP系统）是一种建立在能量梯级利用概念基础上，以天然气为一次能源，同时产生电能和可用热（冷）能的分布式供能系统。 作为能源集成系统，冷热电联产系统按照功能可分成三个子系统：动力系统（发电）、供热系统（供暖、热水、通风等）和制冷系统（制冷、除湿等）。目前多采用燃气轮机或燃气内燃机作为原动机，利用高品位的热能发电，低品位的热能供热和制冷，从而大幅度提高系统的总能效率，降低了燃气供应冷热电的成本。联产技术的具体应用取决于许多因素，包括：电负荷大小，负荷的变化情况、空间的要求、冷热需求的种类及数量、对排放的要求、采用的燃料、经济性和并网情况等。 发展条件 供能系统分布化趋向； 天然气使用推广； 电力和天然气的季节性峰谷差； 能源利用效率的要求。 设计方法 （一）设计的原则与要求 DES/CCHP系统在系统设置、负荷匹配合理的情况下，冷热电联产系统的优越性才能真正体现出来。根据国内外分布式冷热电联产系统应用的经验，设计时必须注意的问题为： 严格按设计流程先进行方案设计； 准确预测冷热电负荷及负荷变化规律； 根据负荷规律合理确定运行方式； 合理选择发电机组类型和容量； 最终优化设计冷热电系统。 DES/CCHP系统设计通常依据下述原则：一种是以电定冷（热） ，即根据建筑配电负荷来确定发电机功率，根据发电机尾气余热来配套制冷和制热设备，这种方式注重了余热回收效率，再考虑楼宇冷热负荷要求；另一种方式是以热（冷）定电，即根据建筑的冷热负荷确定发电机功率。由于项目对能源的需求主要是电力、采暖、制冷和生活热水，其中热力和制冷一般是无法得到外部支持的，而电力可以依靠电网补充，所以在燃气发电装置的选择上，主要依照“以热（冷） 定电”的原则，这样可以兼顾余热利用效率和楼宇能源负荷，综合性能好。 （二）主要设计流程 1．根据建筑种类和建筑规模确定冷、热、电的需求量及日、月负荷规律。 2．确定三联产系统冷热点供应量，提供选型依据。 3．确定动力系统发电机种类、发电容量、发电效率。 4．确定系统余热利用量及方式。 5．设定余热系统运行参数。 6．设定冷热电联产系统运行参数。 7．确定系统运行方式。 8．确定技术及经济指标。包括年发电量、年余热量、年燃料消耗量、余热利用量、余热利用率、系统总效率等。 9．与其他供能方式的技术经济指标进行比较，看是否满足要求。 10．若满足要求，则最终确定系统方案，准备进入施工阶段。若不满足要求，则重新进行机组的选型，调整技术经济指标，直至满足要求为止。 （三）对环境影响最小 冷热电联产是环保型能源供应系统，天然气燃烧设备的排放指标本来就很小，再加上一些低氮处理技术，可使氮氧化物的排放值降得很低。但发电机噪声和振动的危害应在系统设计时合理解决。 （四）发电机组优化配置宁小勿大 当建筑物的冷热电负荷预测有难度时，应本着宁小勿大的原则确定发电机发电能力和余热利用能力，电力不足部分由市电补充，热、冷不足部分由直燃机或锅炉+ 吸收式制冷机补充，以保证三联产系统的经济性。以避免出现由于设备选择过大、系统长期低效运行的不利情况。 （五）发电系统稳定供电与市电并网 冷热电联产系统的稳定经济运行取决于发电机与市电的并网运行，对于 100 kW的发电机应争取与市电并网，以提高供电的稳定性、连续性和系统运行的经济性。从发电机设备看，发电机的控制系统能够保证发电电压、频率与并联在一起的市电侧完全相同，且不对市电构成危害，市电侧及发电机侧均可采取措施保证相互的安全。 （六）冷热电负荷的准确预测 冷热电负荷的目标是：根据建筑类型、使用规律、建筑围护结构、窗墙比、当地气象条件等预测冬季热负荷和夏季冷负荷月日规律及其峰谷值；分析建筑物各种用电负荷的特点，分别预测电负荷在冬季、夏季和过渡季的月日规律以及峰谷值；详细分析冷热电负荷在一年四季的匹配规律，以便确定合理的发电机容量及系统的运行方式。 冷热电负荷的预测有三种基本的方法，在实际计算时可根据具体条件选择使用： 第一种方法是根据现有的建筑规范和建筑物特征，通过对建筑的各组成元素如建筑围护结构（墙体、屋面、门窗）的传热系数、体形系数、窗墙比、遮阳，以及采暖、空调、照明设备最小能效指标等规定计算出一个限值。 第二种方法是在现有建筑的改造项目中，可根据历史记录的负荷数据??进行进一步的数据分析与计算，采用一定的计算模型对当前建筑负荷的需求量进行估计和预测。以上两种方法计算方法明确，客观，能够比较广泛地从各个侧面反映了建筑的综合能耗性能，而且可以方便的