简析热电冷热电三联供系统运用及进展网

论文导读：www.7ctime.com量的空调用电使得夏季电负荷远远超过冬季，一方面给电网带来巨大的压力，另一方面造成冬季发电设施大量闲置，发电设备和输配设施利用率降低。采用燃气三联供系统，夏季燃烧天然气制冷，增加夏季的燃气使用量，减少夏季电空调的电负荷，同时系统的自发电也可以降低大电网的供电压力具有良好的经济性根据
摘要：能源是经济、社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础。能源紧缺、环境恶化是日趋严重的全球性问题。改变能源结构，提高能源利用效率和发展清洁能源是各个国家能源发展战略的主要目标。自从上世纪90年代以来，我国能源供应和需求之间的矛盾不断加大，能源短缺的问题随之产生。目前，为了适应我国能源建设和可持续发展目标的需要，大力建设和实施天然气冷热电三联供已成为发展趋势之一。冷热电三联供具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供应可靠性和经济效益好的特点，是洁净高效最具经济性的供能方式，符合国家可持续发展战略。
关键词：天然气；冷热电三联供；应用前景
1 前言
进入21 世纪以来，伴随着经济发展、科技进步而来的是持续的能源紧缺、自然灾害和气候变暖等现象，这就迫使人们寻找更加合理利用能源的方式，最大程度的发挥能源的利用率，既减少能源浪费又保护环境。目前城市的用能情况为：电力供应的峰谷矛盾严重，特别是在夏季更为突出，就造成了用电高峰时供电困难、低谷时电力浪费的局面；天然气的供应较以前有很大改观，但冬夏季负荷存在较大的峰谷差，夏季天然气的使用一直处于低负荷状态。
鉴于目前能源利用的现状，各大中城市能源结构正在发生调整。而宝贵的天然气资源在城市中的利用更多的是直接被烧掉，如何才能更为合理地在城市中应用天然气？冷热电三联供系统就是应运而生的一个有效的解决途径，它以天然气为一次能源，利用小型燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等设备将天然气燃烧，首先驱动发电机组发电，其余热被回收用于供热或驱动吸收式制冷机组制冷。这样实现了能源的梯级利用，从而为高效利用天然气创造了条件

2.工作原理

冷热电三联供是一种建立在能量梯级利用概念基础上，将制冷、制热及发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供热或是制冷。典型的冷热电三联供系统通常由发电设备、制冷系统和供热系统三部分组成。以天然气为一次能源的内燃机为例，说明冷热电三联供的工作原理，原理如图

2.1所示。

天然气冷热电三联供技术是一项先进的供能技术，它首先利用天然气燃烧做功产生高品位电能，再将发电设备排放的低品位热能充分用于供热和制冷，实现了能量梯级利用，因而是一种高效的城市能源利用系统，是城市中公共建筑冷热电供应的一种新途径。

3. 冷热电三联供系统的分类

按照供应范围三联供可以分为区域型（DCHP）和楼宇型（BCHP）两种

3.1 区域型系统

主要是针对各种工业、商业或科技园区等较大的区域，设备一般采用容量较大的机组，还要考虑冷热电供应的外网设备，往往是需要建设独立的能源供应中心。

3.2 楼宇型系统

是针对具有特定功能的建筑物，如写字楼、商厦、医院及某些综合性建筑所建设的冷热电供应系统，一般仅需容量较小的机组，机房往往布置在建筑物内部，不需考虑外网建设。

4. 冷热电三联供系统特点

能源综合利用率较高
由于冷能、热能随传输距离的增大，损耗加大；在目前技术水平下集中供电方式发电效率虽然最高可以达到40%-50%，但是由于距离终端用户过远，其余50％－60%的能量很难充分利用；
而冷热电三联供由于建设在用户附近，不但可以获得40%左右的发电效率，还能将中温废热回收利用供冷、供热，其综合能源利用率可达80%以上。另外，与传统长距离输电相比，它还能减少6-7%的线损；
从能量品质的角度看，燃气锅炉的最终产出能量形式为低品位的热能，而三联供系统中将有35％左右的高品位电能产出。电能的作功能力是相同数量热能的2倍以上，所以三联供系统的综合能源利用效率比燃气锅炉直接燃烧天然气供热高得多；
对燃气和电力有双重削峰填谷作用
我国大部分地区冬季需要采暖，夏季需要制冷。大源于：论文www.7ctime.com
量的空调用电使得夏季电负荷远远超过冬季，一方面给电网带来巨大的压力，另一方面造成冬季发电设施大量闲置，发电设备和输配设施利用率降低。
采用燃气三联供系统，夏季燃烧天然气制冷，增加夏季的燃气使用量，减少夏季电空调的电负荷，同时系统的自发电也可以降低大电网的供电压力
具有良好的经济性
根据相关的调查论文导读：供在中国具有广阔市场前景燃气、电网、城建公司和政府联手开创新机制，在我国能源形势日益紧张的条件下，分布式冷热电三联供系统作为一种最高效率的能源利用技术，在我国得到了越来越多的重视。政府、用户、投资商呼声都很高。根据国家发展改革委员会编制的《2010年热电联产发展规划及2020年远景目标》:把（冷）热电联产
数据，采用冷热电三联供系统分布式能源，写字楼类建筑可减少运营成本12%，商场类建筑可减少运营成本11%，医院类建筑可减少运营成本21%，体育场馆类建筑可减少运营成本32%，酒店类建筑可减少运营成本23%。
具有良好的环保效益
天然气是清洁能源，燃气发电机均采用先进的燃烧技术，燃气三联供系统的排放指标均能达到相关的环保标准。
根据美国的调查数据，采用冷热电三联供系统分布式能源，写字楼类建筑可减少温室气体排放22.7%，商场类建筑可减少温室气体排放34.4%，医院类建筑可减少温室气体排放6

1.4%，酒店类建筑可减少温室气体排放34.3%。

增强建筑物能源供应的安全性
随着我国能源形势日益严峻，电力供应的安全性已经凸现，美国、日本、英国等国相继出现的“大面积停电”造成的严重负面影响已经给我们敲响了警钟。
冷热电三联供系统安装、运行相对比较简单、便捷，可以大幅度提高建筑物用能的电力供应安全性。尤其对于学校、医院等本来就需要备用电源，采用三联供可以兼做备用电源。

5. 冷热电三联供系统的应用及发展前景

5.1 冷热电三联供系统在国内外的应用

由于天然气分布式能源可以达到很高的能量利用效率，所以在国外发展非常迅速。世界上很多国家都非常重视冷热电三联供的发展，制定了一系列相关的鼓励政策，日本规定三联供项目的上网电价高于火力发电；法国对于三联供项目投资给予一定的政策补贴；美国能源部规划到2020年60%新建商用、写字楼类建筑采用小型冷热电三联供。
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、东海天然气开发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、北京燃气集团次渠门站大楼等多个三联供项目，其中影响较大的有北京燃气集团指挥调度中心，浦东国际机场等三联供系统。

5.2 三联供在中国具有广阔市场前景

燃气、电网、城建公司和政府联手开创新机制，在我国能源形势日益紧张的条件下，分布式冷热电三联供系统作为一种最高效率的能源利用技术，在我国得到了越来越多的重视。政府、用户、投资商呼声都很高。根据国家发展改革委员会编制的《2010年热电联产发展规划及2020年远景目标》:
把（冷）热电联产作为采暖地区大气环境治理的重要手段；
把（冷）热电联产作为提高发电效率的重要措施；
把（冷）热电联产作为降低供热煤耗，提高供热效益的重要措施；
在具备条件的地区积极发展各种小型天然气冷热电三联产等独立供能系统；
但是目前仍受到一些机制的约束，使得我国DES/CCHP发展较为缓慢。因此，在现阶段，需要燃气公司、电网、政府和城建公司共同努力，联手促进分布式能源事业在我国的发展。
参考文献：
薛梅,董华,天然气热冷电联供系统的效益分析[J],煤气与热力,2003,[5],309-311
华贲，天然气冷热电联供能源系统
[3]周一芳，周邦宁 ，以天然气为一次能源的冷热电联产方式及其能源利用[J] ，制冷与空调，2008（8），9–16 。