XX浦东国际机场能源中心冷_热_电三联供系统
燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统
燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统摘要:随着我国工业化和城市化进程的加快，资源和环境问题日趋严重。
同时，还有能源的匮乏、环境的日益恶化已成为当今世界各国共同面对的问题。
利用燃气替代煤作为燃料，既能提高能源利用率，又能保护环境。
但其不足之处在于，燃气价格较高，燃气资源匮乏。
因此，推广燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统技术，对我国特别是城市的环境与能源利用具有重要意义。
关键词:内燃机;吸附制冷机;冷热电三联供系统引言:燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统是一种既能利用自然气又能利用电能，又能回收废热的高效节能制冷技术，三联供可为建筑供热、供冷、供电，具有显著的节能降耗、降低二氧化碳排放等优点，已成为国内外研究热点。
一、技术原理燃气冷热电三联供系统是指将燃气燃料同时转换成三种产品：电力、热或蒸汽以及冷水，并将其一体化的多联产供能系统，是分布式能源的表现形式之一。
冷热电三联供供能模式与传统分散供能方式相比，该系统的能量综合利用率超过80%。
燃气燃烧产生的高品位能源将被用于三联供发电，其排出的热能等级较低，可被用来供给冷热电等中、低品位能源，从而形成冷热电三种能源的协同供给。
二、冷热电三联供系统的积极作用（一）、提高电力供应可靠性国家的飞速发展致使用电的依赖性也在不断增加，但是，2003年美国、加拿大的大面积停电以及2008年我国南方的冰雹灾害表明，在目前的大电网体系框架下，不管我们如何投入大量的技术和财力，都无法彻底杜绝此类停电事件的发生。
为了进一步提升电网的供电可靠性，需要对电网进行修复，因此，基于低碳思想，开发基于燃气的冷热电三联供系统，可以说是解决电网结构问题的一剂良药。
由于三联供距离客户较近，冷、热、电三联供可降低线路损耗6%-7%，解决了远距离传输、多层变配电设施建设难题，缓解了通道负荷；同时，在智能电网中，该系统不仅可用于正常供电，还可用于紧急情况下的应急备用，对某些关键客户的用电安全提供了可靠的保障。
冷热电三联供综合阐述
一、冷热电三联供概念：冷热电联产是指使用一种燃料，在发电的同时将产生的余热回收利用,做到能源阶梯级利用；冷热电联供系统一般由动力系统、燃气供应系统、供配电系统、余热利用系统、监控系统等组成。
按燃气原动机的类型不同，分为燃气轮机联供系统和内燃机联供系统。
与传统的击中式供电相比，这种小型化、分布式的供能方式。
可以使能源的综台使用率提高到85％以上。
一般情况可以节约能源成本的30—50％以上；由于使用天然气等清洁能源，降低了二氧化硫、氨氧化物和二氧化碳等温室气体的排放量，从而实现了能源的高效利用与环保的统一，减低了碳排放。
二、冷热电三联供技术优点1、系统整体能源利用效率非常高；2、自行笈电，提高了用电的可靠性；3、减少了电同的投资；4、降低了输配电网的输配电负荷；5、减少了长途输电的输电损失；6、节能环保、经济高效、安全可靠。
三、冷热电联供系统与传统制冷技术的对比优势（1）、使用热力运行，利用了低价的”多余能源”；（2）、吸收式冷水机组内没有移动件，节省了维修成本；（3）、冰水机组运行无噪音；（4）、运行和使用周期成本低；（5）、采用水为冷却介质，没有使用对大气层有害的物质。
四、采用冷热电联供的意义1. 实现能量综合梯级利用，提高能源利用效率具有发电、供热、制冷、能量梯级利用等优势，年平均能量的综合利用率高达80～90％图4.6-2 燃气热能的梯级综合利用流程关系示意图2.集成供能技术，系统运行灵活可靠三联供系统是供冷、供热、供电的技术集成，设备优化配置，集成优化运行，实现既按需供应，又可靠运行。
3.用电用气峰谷负荷互补，利于电网、气网移峰填谷对于电网、气网，负荷峰谷差越小，越有利于系统稳定、安全、节能运行。
五、冷热电联供的使用条件天然气近似为一种清洁能源，燃气冷热电三联供系统为主要的应用形式。
1.应具备的能源供应条件（1）保证天然气供应量，并且供气参数比较稳定；（2）燃气发出的电量，既可自发自用，亦可并入市电网运行，燃气发电停止运行时又可实现市电网供电；（3）市电网供电施行峰谷分时电价；（4）电网供电难以实施时，用户供电、供冷、供热负荷使用规律相似，用电负荷较稳定，发电机可采用孤网运行方式。
浦东国际机场能源中心资料精
浦东国际机场能源中心
项目业主：上海市浦东机场股份有限公司
安装地点：上海市浦东国际机场一期能源中心
安装时间：1999年
浦东机场一期冷热源采用“大集中、小分散”的能源供给方式，在机场的动力设施区建设了一座集中供冷供热主站—能源中心，主要负责向航站楼、综合办公区、航空食品配餐区、货运区、飞行保障区和商务设施区供冷供热，其中航空公司基地区和机务维修区等则采用单体独立的制冷制热的方案。
能源中心采用半人马-50，双燃料（天然气/柴油）燃机发电机组，能提供10.5kv，4000kw电力；9barg, 11t/hr蒸汽。
本工程项目于1999年完成交钥匙工程，2000年正式投入使用。
2004年底，考虑到天然气供气压力的下调，增设天然气增压站（上海力顺燃机科技有限公司），2005年1月至今运行良好。
据统计，本套三联供热电联产设备的投入使用每年为机场节约能源费用￥700万。
国内外分布式能源案例
国内外分布式能源案例北京燃气集团大楼分布式能源此外北京还有太阳宫燃气热电有限公司等，该公司是国内第一家采用9F级燃气热电冷联供机组的大型热电厂，该机组是世界上供热量最大的单套燃气——蒸汽联合循环机组。
上海地区分布式能源1、浦东机场分布式能源系统上海浦东国际机场一期工程总体规划占地12km2，南北约长8km，东西平均约4km，整个地形属狭长型。
需要供冷供热用户遍布整个机场。
机场的供冷供热采取了吠集中、小分散”方案。
冷、热源由机场区域性能源中心集中供应，对象包括候机楼、综合办公楼、配餐中心、商务设施区等主要建筑物，总面积达60万m2，以及后建的磁悬浮车站。
上海浦东国际机场能源中心是地上独立建筑物，面积己考虑远期需求。
能源中心总供热量为121t/h，总供冷量为85800kW （24400冷吨），采用了冷、热、电三联供技术。
配置一套发电功率为4000kW、电压为10.5kV的油、气两用燃气轮机发电机组，一台11 t/h产生0.9MPa蒸汽余热锅炉，外配总量为110t/h油、气两辅助蒸汽锅炉、总量为64700kW （18400Rt)的电制冷设备、总量为21100kW（6000Rt)的双效蒸汽溴化锂制冷设备。
上海另外还有上海黄埔区中心医院等多个项目。
日本新宿区域分布式能源系统日本新宿区域供热供冷中心于20世纪90年代初建成投产，其热电冷联产是一个大规模系统的典型实例。
该系统通过管道向楼宇、商业设施、公寓等一定区域内的多个建筑群、客户端供应冷、热水，蒸汽等能源。
这样的集中供能系统在欧美以及日本都已被广泛普及。
把传统的办公室或楼宇单独供能（冷暖气，热水等）方式整合为一个区域集中供应的系统，可以提高能源供应的稳定性，经济性，同时在节能环保方面也有很多优势体现。
该系统由燃气--蒸汽联合循环热电联产装置、汽轮机拖动的离心式冷冻机、背压汽轮机排队汽余热驱动的吸收式冷冻机等组成。
采用离心式以及蒸汽吸收式冷水机组，实现了世界最大规模冷冻容量（59,000RT）的供给。
冷热电三联供的原理及应用
冷热电三联供的原理及应用1. 冷热电三联供的定义冷热电三联供是指在一个系统中同时供给制冷、供热和电力的技术和系统。
通过整合制冷、供热和发电的设备，实现了能源的综合利用和能源效率的最大化。
2. 冷热电三联供的原理2.1 热电联供原理热电联供是指利用燃气或其他燃料驱动热机发电，同时利用废热产生热水或蒸汽供暖。
热机通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动涡轮发电机发电，同时废热经过回收利用供热。
2.2 制冷供热联供原理制冷供热联供是指利用制冷机组在制冷过程中产生的废热，通过回收利用转化为热能供暖。
制冷机组吸收外界热量并排出冷空气，同时产生废热。
这部分废热通过回收和转化，供给供热系统使用，实现了制冷和供热的综合利用。
2.3 热电制冷供热联供原理热电制冷供热联供是指利用热电联供和制冷供热联供的原理，实现了冷热电三联供。
热电机组通过燃烧燃料发电，同时产生废热供热；制冷机组通过制冷过程产生废热供热。
这种方式不仅能够提供制冷和供热，还可以同时发电，将能源综合利用的效率达到最大化。
3. 冷热电三联供的应用3.1 城市建筑冷热电三联供技术在城市建筑中有广泛的应用。
通过在建筑中安装热电联供或制冷供热联供系统，能够满足建筑的制冷、供热和电力需求。
这种方式不仅节约能源消耗，还降低了建筑的能源成本和碳排放。
3.2 工业园区工业园区中通常存在大量的能源浪费和废热排放。
冷热电三联供技术可以通过回收和利用废热，将其转化为热能供暖，实现能源的综合利用。
这种技术的应用可以为工业园区提供可靠的制冷、供热和电力，同时减少了能源消耗和环境污染。
3.3 高校和医院在高校和医院中，冷热电三联供技术可以满足建筑内的制冷、供热和电力需求。
这种技术的应用不仅能够提高能源利用效率，还可以降低建筑的能源成本。
对于高校和医院这种大规模的场所，能源的综合利用对于节约能源和保护环境非常重要。
3.4 居民社区冷热电三联供技术在居民社区中的应用可以满足居民的制冷、供热和电力需求。
浦东国际机场能源中心燃气分布式供能系统运行情况与技术经济分析
２ 运行 情 况
现场设备 限制 ， 在三个 开关 ， 能合两个 开关。 由 存 只 此造成 当外线故障 、 ｝ 变跳 闸时存在燃机 并网 ， １｝ 主 而 不会在２５ 自切 。可能要 等燃机 先解列 ， ．秒 然后运 行
２ １安 装及 调试 ． 燃 气 轮 机 系 统 于 １ ９ 年４ 开 始 安 装 ， Ｆ 安 ９９ 月 ７Ｊ
２０ ｋ ０ ０ Ｗ左右 ，月 发 电量只在 ５ ～３ 万 ｋ 之 间 。 万 Ｏ Ｗｈ 燃机 运行经济 性仍较差 ， 很难投 入商业运行 。
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燃 气 分 布 式 供 能 项 目扶 持 政 策 研 究
燃 气 分 布 式 供 能 项 目扶 持 政 策 研 究
浦东 国际机场 能源 中心
燃气分布式供 能系统运行情况 与技 术经 济分析
林 在 豪
１ 概 述
由于受 当 时政 策限 制 ， 气 轮机 发 电不能 并 网 燃 运行 。发 出 电力只 能在 能源 中心 内部 消耗 、 网运 孤 行。 原办 公楼 由 电动热 泵采暖 ， 改为蒸 汽热 源。 后 由
中心 。 置一 台４ ０ ｋ 设 ０ ０ Ｗ燃气 （ ） ｉ，．ｔ 余 热 油 轮机 ￣９７／ ２ ｈ 蒸 汽锅 炉 。 配 总量 为 １ ｔ 辅助 燃气 （ ） 锅 外 ／ １ ｈ ０ 油 蒸汽 炉 和 ４ 双 效 蒸 汽 溴 化 锂机 组 ， 台 电 动 离心 制 冷 台 ６ 机 组 ， 制 冷 量 为８ ７ ６ Ｗ。其 中燃 气 轮机 ， 热 总 ５９ ｋ 余 锅 炉 设备 费 ２ ２ 万 元 ， 括 土建 ， 装 等合 计 总 投 ８５ 包 安
冷热电三联供系统原理
冷热电三联供系统原理
冷热电三联供系统是一种集冷、热、电三种能源利用于一体的系统。
它的原理基于以下几个方面：
1. 冷源利用：系统通过吸收制冷机或者吸收式热泵的工作原理，将低温热源（如地热、江水等）的热能转化为制冷能力，用于提供制冷需求。
这种方式可以将低温热能利用到最大程度，提高能源利用效率。
2. 热源利用：系统通过余热回收、热泵等方式，将工业过程、发电等产生的废热转化为可用的高温热能，用于供热。
这种方式可以有效利用废热资源，提高能源利用效率。
3. 电力利用：系统通过发电机将热能转化为电能，供给室内外的电力需求。
这种方式不仅可以提供室内外的电力需求，还可以将部分产生的电能返还给电网，实现电网与用户之间的互动和能源共享。
通过将冷、热、电三种能源集成利用，冷热电三联供系统可以提高能源利用效率，减少能源浪费，并且具有环保、经济、可持续发展等优势。
它可以广泛应用于居住区、商业区、工业区等不同场所，为建筑和社区提供多种能源形式的供给。
天然气冷、热、电三联供系统简介
天然气冷、热、电三联供系统简介1、背景天然气是洁净能源，在其完全燃烧后及采取一定的治理措施，烟气中NOx等有害成分远低于相关指标要求，具有良好的环保性能。
美国有关专家预测如果将现有建筑实施冷、热、电三联供(Combined cooling heating and power，简称CCHP)的比例从4%提高到8%，到2020年CO2的排放量将减少30%。
2、概念与优势燃气冷、热、电三联供简单地说即为：天然气发电、余热供热、余热制冷。
相比于常规供能燃煤发电、燃气供热、电制冷，具有能源梯级利用，综合能源利用率高；清洁环保，减少排放CO2，SO2；与大型电网互相支撑，供能安全性高的优势及对燃气和电力有双重削峰填谷作用。
以天然气为燃料的动力装置，例如燃气轮机、燃气内燃机、斯特林发动机、燃料电池等，在发电的同时，其排放的余热被回收，用于供热或驱动空调制冷装置，如吸收式制冷机或除湿装置等，这种以天然气为燃料，同时具备发电、供热和供冷功能的能源转换和供应系统，就是天然气冷、热、电联供系统。
相比传统的集中式供能，天然气冷、热、电三联供系统是建立在用户侧的小型的、模块化的能源供给系统，避免了长距离能源输送的损失，为能源供应增加了安全性、可靠性和灵活性。
3、天然气冷、热、电三联供分类天然气冷、热、电三联供系统应用于商业、工业等各个领域，一般分为楼宇型和区域型两种。
楼宇型冷、热、电三联供系统，规模较小，主要用于满足单独建筑物的能量需求(如医院、学校、宾馆、大型商场等公共设施)。
单独建筑物一天内的负荷变化较大，会出现高峰或低谷的情况，而系统的运行需要不断进行调整，与负荷需求相匹配。
因此，楼宇型冷、热、电三联供系统对设备的启停机及变工况运行性能有较高的要求，同时在系统集成方面，发电设备、热源设备、蓄能设备之间的优化设计以及与电网配合的优化运行模式也十分必要。
区域型分布式冷、热、电三联供系统主要应用于一定区域内的由多栋建筑物组成的建筑群。
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上海浦东国际机场能源中心是地上独立建筑 物， 面积已考虑二期增加设备的需要。能源中心总 总供冷量为 %,%((#- （ 供热量为 !"!) * +， "&&((.)） / 采用了冷、 热、 电三联供技术。 配置了一套发电功率 为 &(((#-、 电压为 !(0,#1 的油、 气两用燃气轮机 发电机组，配一台 !!) * + 产生 (02345 蒸汽余热锅 炉； 外 配 总 量 为 !!() * + 油 、 气两辅助蒸汽锅炉、 总 量为 ’&6((#- （ !%&((.)）的电制冷设备、总量为 的双效蒸汽溴化锂制冷设备。能 "!!((#-（ ’(((.)） 源中心主要设备一览表见表 !。 机场能源中心自 !226 年初开始进行设 计 ， 由 于受当时政策层面上限制， 燃气轮机发电机组发出 电力不能与公用电网并网。 夏季仅能用于能源中心 内高压电制冷机组、 部份冷冻水泵、 冷却水泵和经 变压器向 7%(1 用户供电，蒸汽用于溴化锂制冷。 冬季电负荷因设计方案改变不确定性太大等多种 原因， 最终决定预留外送电缆路由， 待时机成熟后 送往 7,#1 航飞站。 燃 能源中心于 !222 年 !( 月建成并投入运行， 气轮机发电机组于 !222 年底完成安装， "((( 年通 过最终验收并投入试运行， "((! 年 7 月 市 经 委 正 式批准并网。由于航飞站并网点开始电负荷较低 ， 机组运行的经济性较差。经 "((" （ "(((#- 左右）
附图 ! 区域供冷供热供电流程图
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附图 ! 供冷供热主站总平面图
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《 第五届国际热电联产分布式能源联盟年会》
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上海浦东国际机场能源中心冷、 热、 电三联供系统
林在豪
上海浦东国际机场一期工程总体规划占地 南 北 约 长 %#$， 东 西 平 均 约 &#$， 整个地形 !"#$"， 属狭长型。需要供冷供热用户遍布整个机场。机场 的供冷供热采取了“ 大集中、 小分散” 方案。 冷、 热源 由机场区域性能源中心集中供应，对象包括候机 楼、 综合办公楼、 配餐中心、 商务设施区等主要建筑 以及后建的磁悬浮车站。 物， 总面积达 ’( 万 $ ，
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足燃气轮机正常工作压力要求。 机组虽然具有当燃 气压力不能满足要求时， 能自动切换成轻油系统继 续工作， 但轻油价格高， 严重影响燃气轮机冷、 热、 电三联供的经济性。在 "((& 年底在次高压管道上 设置了一套天然气增压机， 保证了正常供气压力需 要。 经过并网改造和燃气增压机配置完成， 冷、 热、 电三联供系统正在高效运转， 创造良好经济效益和 社会效益， 为天然气能源综合利用提供一个好的实 例， 并为新建同类分布式供能系统提供有益借鉴。 区域供冷供热流程图、供冷供热站总平面图、 供冷供热主站立面图、 &(((#- 燃气轮机发电机组 与 !!) * + 余热锅炉等见图 !8& 。
上海节能
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图 !"!& 以 $%%$ 年 &"!$ 月为例， 燃气轮机热电联供系统未投入运行时的供应情况
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上海节能
护停机起不到应急作用。 而增设柴油发电机带动燃 机辅机的电负荷， 并增加两套并网装置就可解决该 问题。 正常运行时， 如需进入应急状态则启动柴油发 电机， 在 &%%’ 母线上并网带动燃机辅机的电负荷 后该母线脱离市网， 靠柴油发电机维持燃机辅机的 运行， 从而确保燃机的运行； 在“ 黑启动” 时， 先启动 柴油发电机带动燃机辅机， 然后启动燃机投入运行 的， 待市电恢复景再并网还原， 这样可以确保机场 的用电。
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年 ’ 月底并网点负荷再次调整改造。自 6 月起， 燃 气轮机能以 6(8%(9 的额定功率运行，实行并网送 电与能源中心用电抵扣。经济性大大提高， 图!为
"((" 年 68!" 月 燃 气 轮 机 热 电 联 供 系 统 投 入 运 行
时支付天然气价 &,706’ 万元， 实际产出情况如图 " 为获得同样多的电、汽能源时所付总支出则为 两者差额为 "%2 万元。 6&"0%" 万元， 燃气轮机天然气供应系统，根据供气协议， 由 进机场 "0,345 高压天然管道供应，经专用调压站 至 燃 气 轮 正 常 工 作 压 力 !0,8"0(345 范 围 直 接 供 应。天然气进户处设自动紧急切断阀， 与机房燃气 泄漏报警器连锁。 机房采用自然通风与机械排风相 结合通风系统。燃气轮机燃烧空气进风、 发电机冷 却风吸口及机罩壳排风均经风道接至屋顶， 空气过 滤装置安装在屋顶上， 不与室内空间发生关系。
附图 !
供冷供热主站立面图
上4;#$ 燃气轮机发电机组与 %%& ’ ( 余热锅炉
（ 上接第 !"# 页） 系统增设配套天然气增压装置是 完全可行的， 它将使得燃机系统更好、 更稳定地运 行， 起到延长燃机使用寿命、 减少能源支出的作用， 创造更大的经济效益。 黑启动” !"# 增设柴油发电机实现“ 在 $%%# 年北美和欧洲地区先后发生大面积停 电事件，这对保障机场供电提出了更高的要求， 而 浦东国际机场在二期扩建中又提出建设 ! 类运行 机场目的， 这就需要能源中心的燃气轮机热电联供 系统能够实现“ 黑启动” 。 目前燃气轮机热电联供系统的辅机用电均来 自市电， 一旦市电发生问题燃机不能启动或自动保
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上海节能
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供冷供热主站主要设备一览表
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