天然气发电机组热电联产
燃气能源分布式冷热电联产技术
燃气能源分布式冷热电联产技术摘要：随着我国能源结构的调整，出现了越来越多的能源利用技术，为我国能源利用的优化提供了重要的动力。
特别是分布式冷热电联产能源的应用，文章分析了电力天然气冷热热电联产的发展，总结了分布式冷热电联产能源的优势、问题以及前景。
提高天然气资源的水平，加快实施国家能源战略目标。
关键词：燃气能源分布；冷热电联产技术；发展应用前言分散型能源主要是发电设施、双伏电源发电系统或系统输出功率、邻近用户的位置和生产冷暖气、热量和力的使用，以及用户使用或附近使用后剩下的电力与当地分销网络一起传送。
与传统的发电系统相比，分布式能源系统具有减少投资、减少消耗、提高系统可信度、减少能源种类多样化、减少污染等优点。
分布式能源是传统电力系统不可缺少的补充，为改善我国能源结构，降低煤炭和化石能源在能源结构中的比重，提供了新的有效途径。
由于国内外技术成熟，从分布能源的发展趋势和比例看，空气冷却、供热、电力分布效率高，节能效果显著。
分布式能源系统在分布型能源系统中占主导地位，也是研究和推广的重点。
一、热电冷联产发展及其原理1.发展趋势热电联产的概念最早出现在19世纪70年代的欧洲。
第一种形式的电力是简单地通过交流蒸汽机产生的，在20世纪早期，它使用蒸汽的余热。
由于种种原因，协同生产并没有得到广泛的重视，直到20世纪70年代的两次石油危机后，人们才意识到节约能源的重要性，并开始研究各种新技术来有效利用能源。
热电联产（CCHP）是一种能产生电和热的热电联产方法。
它正在逐步取代传统的纯电力生产方式，并在各国迅速发展。
在美国，热电联产从1980年的12000兆瓦增加到1995年的45000兆瓦。
2000年热电联产占总装机容量的7%，欧共体热电联产占9%。
据统计，1992年热电联产装机容量占总装机容量的56%。
日本是一个能源匮乏的国家，其对热电联产是利用非常不错的。
在能源供应方面，以热电联产为热源的区域供热系统被认为是第三大公益产品。
热电联产机组工作原理
热电联产机组工作原理热电联产是一种高效利用能源的技术，通过同时利用燃料燃烧产生的热能和机械能，实现热电能的联合生产。
热电联产机组是实现这一技术的关键设备之一。
本文将从热电联产机组的工作原理进行详细解析，旨在帮助人们更好地理解热电联产技术的原理及其在能源利用中的重要性。
一、热电联产机组的基本概念热电联产机组是一种能够同时产生电能和热能的设备，其利用机械能和热能的联合作用，将天然气、煤气、生物质等燃料转化为热能和电能。
其工作原理主要依靠燃烧燃料产生高温高压的蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮发电机产生电能，同时利用蒸汽余热进行热能的生产。
二、热电联产机组的工作原理1. 燃烧系统热电联产机组的工作原理首先需要通过燃烧系统将燃料燃烧产生高温高压的蒸汽。
通常情况下，燃料在锅炉中进行燃烧，燃烧产生的高温烟气通过锅炉内的换热面加热水，使水转化为蒸汽。
蒸汽的压力和温度取决于燃烧系统的设计和运行参数。
2. 蒸汽发电系统经过锅炉产生的高温高压蒸汽驱动着涡轮发电机进行发电。
涡轮发电机通过蒸汽的作用使得转子运转，从而产生电能。
蒸汽能够有效地转化为电能的过程，经历着热能转换为机械能，再转换为电能的过程。
3. 余热回收系统在蒸汽发电的过程中，大量高温高压蒸汽在产生电能后成为低温低压的凝结水被排放。
而这部分低温低压的凝结水仍存有大量热能。
热电联产机组的工作原理中，余热回收系统就是用来利用这部分热能的。
通过余热回收系统，可以将蒸汽的余热用于供暖、工业生产等领域，从而实现热能的利用。
三、热电联产机组的优势热电联产机组的工作原理决定了它拥有多方面的优势。
1. 高效节能：热电联产机组能够将燃料的能量充分利用，不仅产生电能，还能利用余热进行热能生产，大大提高了能源的利用效率。
2. 环保节能：与传统的分开发电和供热方式相比，热电联产机组在发电和供热过程中能够更有效地减少二氧化碳等有害气体的排放，降低了环境污染，符合绿色环保理念。
3. 提高能源供应的稳定性：热电联产机组能够将电能和热能同时供给用户，提高了能源供应的稳定性和可靠性。
6F天然气发电机组供热经济分析研究
6F天然气发电机组供热经济分析研究摘要：随着国家环保和大气污染防治力度的不断加大，各地方政府纷纷出台了关于关停淘汰燃煤小锅炉实施计划，地方政府发展集中工业供热迫在眉睫。
本文通过对6F天然气发电机组主机与燃气炉供热经济性分析研究，明确当前市场实现供热效益最大化应对措施。
关键词：6F；天然气发电；供热；经济性；研究一、基本情况供热企业为天然气发电企业，配有两套6F燃气-蒸汽联合循环机组及一台燃气锅炉作为供热设备，主机额定供热能力90吨/小时，燃气锅炉供热能力35吨/小时。
目前上网电价执行两部制电价，年均利用小时约为1000小时，调峰时为昼起夜停运行模式，年供热小时约为8160小时。
综合主机运行方式，供热运行方式只能采用燃气炉供热为主，主机与燃气炉联合供热方式。
该天然气发电企业目前拟供热区域为距离企业15公里范围的工业园区，用热企业大多数为化纤、纸业、袜业、木业等，供热价承受能力均相对较低，热负荷不稳定，日负荷波动较大，最低负荷为10吨/小时，最高负荷为65吨/小时，平均负荷为30吨/小时。
为了更好地做好地方环保及招商引资工作，地方政府拟关停淘汰工业园区10吨/小时以下燃煤锅炉，以及对供热初期供热拖底，以保证供热初期热用户的培育。
二、天然气供热优劣势分析1、热效率高。
目前最先进燃机热效率为43%左右，燃机热效率在60%左右，燃机热效率比最先进燃煤机组整整高了15%以上，节能效果显著。
通过燃机联合循环热电联产，燃机总热效率更可以提高到70%以上。
2、对环境的污染极小。
首先，天然气燃料本身的主要成份是甲烷，粉尘和二氧化硫两项污染物排放为零。
其二是燃机的燃烧设备采用了DLN（干式低氮燃烧）技术，NOX排放可以控制在25PPM以下，常规燃煤机组采用了最新脱硝技术后排放量也接近100PPM，而燃机的二氧化碳单位发电量的排放量也比常规燃煤机组低50%。
3、天然气供热成本高。
按照2.31元/标方的天然气价，以及33.75兆焦/标方的天然气热值，按照热值换算1标方天然气对应的含税标煤单价为2000元/吨，接近当前环渤海标煤单价的3倍。
燃气轮机热电联产工作原理
燃气轮机热电联产工作原理
燃气轮机热电联产是一种高效利用能源的方法，通过将燃气轮机与
发电机和热回收装置相结合，实现同时产生电力和热能的目的。
燃气
轮机热电联产系统利用了燃气轮机产生的废热，通过热回收装置将废
热转化为热能，从而提高能源利用效率。
燃气轮机是一种利用燃气（如天然气、液化气等）燃烧产生的高温
高压气体驱动涡轮旋转，再由涡轮带动发电机产生电能的装置。
燃气
轮机热电联产系统中的燃气轮机通常包括压气机、燃烧室、涡轮和发
电机等主要部件。
燃气轮机可以根据需要选择不同的燃气燃料，具有
快速启动、运行可靠、排放低等优点。
燃气轮机热电联产系统通过将燃气从燃气轮机排出后通过燃气余热
锅炉加热水蒸汽，产生高温高压蒸汽，再通过蒸汽涡轮发电机产生电能。
同时，从余热锅炉中得到的低温热水可以用于供暖、热水等需求，实现了能量的多级利用，提高了能源利用效率。
燃气轮机热电联产系统具有很高的能源利用效率，通常能够达到60%以上，较传统的热电分开生产的方式节能效果明显。
此外，燃气轮机
热电联产系统还具有运行灵活、占地面积小、排放污染物少等优点，
是一种非常理想的能源利用方式。
总的来说，燃气轮机热电联产系统通过将燃气轮机发电和热能回收
相结合，实现了对能源的高效利用，具有较高的能源利用效率和环保性，是一种未来能源利用的趋势。
中海油珠海天然气发电有限公司热电联产项目安全监理总结
中海油珠海天然气发电有限公司热电联产项目2×390MW（F级）燃机蒸汽联合循环机组安全监理工作总结一、工程概况1.1 工程规模中海油珠海天然气发电有限公司热电联产项目为新建电厂，最终规模为12台390MW（F级）燃气蒸汽联合循环热电联产机组，本期工程建设2台390MW （F级）燃气蒸汽联合循环机组，远期规划4台390MW（F级）燃气蒸汽联合循环机组。
首台机组已于2014年月投产；第二台机组也于2014年月投产。
1.2 工程组织系统工程建设单位：中海油珠海天然气发电有限公司工程设计单位：广东省电力设计研究院工程监理单位：广东天安工程监理有限公司土建主体工程施工单位：江西省水电工程局安装工程施工单位：广东火电工程总公司前期土建工程施工单位：广东省基础工程公司（地基处理）、广东省地质工程公司（桩基）、江西省水电工程局（桩基）全厂消防工程施工单位：广东百安机电消防安装工程有限公司全厂绿化工程施工单位：广东中南园林工程有限公司生产办公楼装修施工单位：广州市第三装修有限公司全厂设备、系统调试单位：广东粤能电力科技开发有限公司1.3 主要工程概况建筑工程：主厂房、余热锅炉、启动锅炉、调压站、主变、220KV升压站、集控楼、循环水泵房、工业生活消防泵房、废水处理站、化水车间、制氢站、柴油机房、综合材料库、检修车间及其它辅属建筑物。
安装工程：上述建筑物区域设备及其它附属机械和辅助设备安装、调试。
1.4 工程建筑特点1.4.1 本工程位于珠海市高栏港经济区装备制造区，场地地形平缓，厂区采用平坡式布置，固定端朝东南，往西北扩建，往东北出线。
本期厂区呈三列式布置，从东北往西南依次为配电装置区，主厂房区、冷却塔区、辅助生产区。
天然气调压站与末站设在主厂房区东南侧，厂前办公区布置在固定端。
二、安全监理工作内容和履行情况2.1 安全监理对本期工程建设施工全过程中的人、机、环境实行安全监控管理，制止建设行为中的冒险性、盲目性和随意性，有利于“安全第一、预防为主”方针的落实，对项目法人落实安全管理职责起到辅佐、协助作用，对施工单位则形成有效的外部监督制约作用。
浙能常山天然气热电联产工程
浙能常山天然气热电联产工程环境影响报告书（简本）浙江环科环境咨询有限公司Zhejiang Huanke Environment Consultancy Co., Ltd国环评证：甲字第2003号二○一二年八月1.环境质量现状结论⑴环境空气质量现状根据环评期间环境空气质量现状监测结果可知，各测点SO2、NO2小时、日均浓度、TSP和PM10日均浓度占标率相对较低，均能满足《环境空气质量标准》(GB3096-1996)中的二级标准。
⑵地表水环境质量项目纳污水体常山港及厂址附近山塘地表水执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类标准，根据常山港水质现状监测结果，常山港水质监测指标PH、DO、COD cr、BOD5、氨氮、总磷可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准，可以满足Ⅲ类功能区要求；根据项目厂址附近山塘水质现状监测结果，项目附近山塘水质监测指标除COD Mn、BOD5、总磷超标外，其余监测指标PH、DO、氨氮可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准，COD Mn、BOD5为Ⅳ类水质，总磷为劣Ⅴ类水质，受农业面源的影响，山塘现状水质不能满足Ⅲ类功能区要求。
⑶地下水环境质量现状对照《地下水质量标准》（GB/T14848-93）的Ⅲ类标准，除朱家坞地下水水质PH监测指标超标外，其余水质指标均可以达到Ⅲ类标准要求。
分析原因，酸性土造成的。
⑷声环境质量现状根据现场踏勘，项目拟建地无民居，离最近村庄鲁里村敏感点约397m。
根据声环境现状监测结果，拟建项目厂址及附近的2个村庄敏感点目前昼、夜间噪声值均较低，厂址可以满足《声环境质量标准》（GB3096-2008）中的3类和4a类标准，村庄敏感点满足2类标准。
2.工程分析结论2.1工程规模根据《常山县集中供热规划（2010~2025年）》，浙江省能源集团有限公司拟投资建设浙能常山天然气热电联产工程（以下简称“本工程”）。
燃气热电联产发展的优势和主要影响因素
燃气热电联产发展的优势和主要影响因素天津市正式被列入国家低碳城市试点，急需将节能减排的工作纳入天津市“十二五”规划，为加快推进低碳经济发展和低碳城市建设，天津市正在加大产业结构的调整和节能降耗减排力度，将加强高污染燃料禁燃区和无燃煤区划定工作，严格控制新增燃煤总量和新建燃煤锅炉供热设施。
天津市的能源结构正在向有利于环保和高效的趋势发展，建设清洁、高效、低污染、低排放的分布式天然气能源站，地热和地源热泵供能系统符合低碳经济的要求，对天津市的能源结构调整和经济可持续发展必将起到重要的示范作用。
1、燃气热电联产的优势1.1 热电联产与热电分产相比较热电联产与热电分产相比较，最大的优点是提高了能源利用率。
我国的电力工业一直发展大机组、大电厂、和大电网。
因为发电机组容量越大，发电效率越高，单位千瓦的投资越低。
由于长期以来电力工业的主体是以燃煤作为燃料的火力发电，正是因为这样的大集中模式是发电过程中排出的热量无法得到充分利用，被白白排放到大气中；在加上输电过程中的线路损失，就使得终端使用电力的一次能源效率很低。
对于凝汽式火力发电厂，能量总损失约为60-70％（包括锅炉效率、汽轮机内效率、汽机和发电机损失、冷却水热损失等），发电效率只有30-40％，其中能量损失最多的是凝汽冷却水源，一般是通过冷却塔将能量发散至大气中，这部分能量品位低数量大，约占燃料总能量的45-55％。
在传统发电厂基础上发展起来的热电联产，即把电厂排热的一部分回收，并通过热力网输送给用户哦，从而大大提高了一次能源效率。
热电联产的基本目的，是将在汽轮机内膨胀做功后的蒸汽或适当提高汽轮机尾部蒸汽压力，满足对外供热的需求。
通过这种废热利用，热电厂的总能量利用率可提高70-85％。
若从热电分产考虑，供热热源的能量利用率主要取决于锅炉热效率，若考虑锅炉热效率在60-80％之间变动，则热电分产的综合能量利用率约为45-60％，则热电联产比热电分产能量利用率可提高25％左右。
天然气发动机热电联供装置
维普资讯
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合理 用能技术与产 品
表 １ Ｊｎａｈｒ Ｍ ｅ ｂ ｃ ｅ Ｊ Ｓ型燃气 发电机组性能
型
号
２Ｏ８ ２１２ ３１２ ３１ ６ ３２Ｏ ６１２ ６１６ ６２Ｏ
输 入 功 率 折 算 天然 气 用 量 输 出 电功 率 输 出热 功 率
总 效 率
８２ ． ４ ８６ ． ２ ８７ ． ３ ８７ ． ４ ８７． ６ ８５． Ｏ ８５． Ｏ ８４ ． ６
ｍ ／ ３ｈ
９４ １４５ １７Ｏ ２２７ ２８３ ３７２ ４９５ ６８２
Ｋ Ｗ
３３Ｏ ５２６ ６２５ ８３６ １０４８ １４６４ １９５２ ２７１７
目前 Ｇ ｓ ｏ ｏ ａ Ｍ ｔ ｒ的主要产 品国外有 奥地利颜 巴
随 着东海 天然 气的开 发和 西气 东输项 目的进展 ，
热 电联 供 已 列入 上海 市 “ 十五 ”能源 发展 重 点 专项
规划 。
Ｇｓ ｏｏ ａ Ｍ ｔ ｒ和 Ｇ ｓ ｕ ｂ ｎ （ ａ Ｔ ｒ ｉ ｅ 燃气透 平 ）技 术 均 较 为 成 熟 ， 如 上 海 闵 行 区 中 心 医 院 采 用 一 台 ４ ０ Ｗ ａ Ｍ ｔ ｒ ０ Ｋ Ｇ ｓ ｏ ｏ ，上 海浦东 国际机场 采用 电功 率 为 ４ ０ Ｋ Ｓ ｌ ｒ燃气透平 配余热锅炉 ，上海黄 浦区 ００Ｗ ｏａ 中心 医院选 用 ｓ １ ｒ的 １ ０ Ｋ ｏａ ０ Ｏ Ｗ机组 实现热 电联供 ，
国金达克 （ ｅ ｔ ｃ Ｇ ｎ ｅ ）公 司采用帕金斯 （ ｅ ｋ ｎ ） Ｐ ｒ ｉ ｓ 的天
然 气发动机 组 １ ０ ｗ １ ４ Ｋ Ｋ ～ ２ Ｗ。国 内有胜 利石油 管 ２ ０
Ｓ ａ ｇ Ｍ Ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｒ ａ ｉ ｎ ２ ０ ．ｏ ５ 上海节能 ◆ ２ ｈｎｈ ｎ ｒ ｙ Ｃ ｎｅ ｖ ｔ ｏ ０ ２ Ｈ ． ９
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天然气发电机组热电联产
1 引言
众所周知，天然气是一种优质清洁的一次性能源，被世界各国广为使用。
有资料显示，目前世界范围内天然气的消耗量已占到总能耗的20％以上。
作为能源，天然气的利用方式目前主要有两种形式——供热或发电。
然而，从能源利用的角度讲，天然气无论是单纯用于供热还是发电均不能发挥其最大效益。
——从供热角度讲，通过燃烧天然气加热媒质（水）来供热，能量的利用率太低。
这是因为，天然气燃烧的最高温度可达2000℃以上，而通常制热所需的温度仅在200℃～300℃，甚至50～70℃，悬殊的温差，带来极大的能量损失；
——如利用天然气发电，则有成本高的问题，我国天然气的价格比较昂贵，按同比热值计算，天然气的价格是煤炭价格的4倍以上，专门建造天然气电站用于发电，目前尚不能为一般用户所接受。
这样，就提出了本文所要涉及的问题：能不能利用天然气这种能源，既供热，又发电，实现热电联产呢？实践表明，利用天然气实现热电联产不仅在理论和技术上完全可行，而且大大提高了天然气的利用效率与效益，是合理使用天然气的极佳方式。
2 天然气热电联产的基本原理
目前世界上最流行的天然气热电联产技术方式是对天然气发电机组进行余热利用，其基本原理如图1所示。
发电机排烟管排出的废气温度高达560℃，通过热复用装置（废气锅炉）吸收废气的热能，同时把发电机排烟温度控制在100℃～130℃左右，在生产热能的同时，也使发动机更有效，更经济地运行。
图1 天然气发电机组热电联产原理示意图
一般火力发电机组所产生的电能只占其消耗燃料总能量的1/3左右，其余约2/3的能量被转化为热能，而且往往是在没有被利用的情况下排放掉。
热电联产则使火力发电机组同时生产电和热两种产品，这样便可以将能源的利用率大致提高到80％左右。
图2为天然气发电机组热电联产能量转换示意图。
图2 天然气发电机组热电联产能量转换示意图
无疑，在各种火力发电设备中天然气发电机组最适宜被用来进行热电联产，其理由如下：
1）天然气热值较高，热利用潜力大；
2）天然气发电机组使用寿命长，维修成本低，排放物少，清洁环保；
3）天然气发电机组一次性投资成本相对较低；
4）随着西气东输工程的实施，城市天然气管网系统逐步配套成型，天然气成为城市小型自备电站的首选能源，可开发前景看好；
5）目前中、小功率(2MW以下)天然气发电机组已有比较成熟的技术，为在一个小系统内实现热电联产提供了技术保障，使用户对热电联产可以进行形式多样的自主选择；
6）产业政策及环保节能发展的导向，为天然气热电联产技术的应用创造了良好的社会氛围。
3 热电联产应用实例
上海闵行区中心医院（以下简称医院）地处区政府所在地莘庄镇，是近几年上海新兴发展地区之一。
扩建后的医院总建筑面积为4667m2，设有26个科室，600张病床，在2002年底投入使用，是当地标志性建筑。
医院在用电负荷方面，照明占23％，电梯占6％，制冷设备占31.3％，后勤设备占10.5％，医疗设备占17％，开水炉和其他占12％多一些。
按春秋二季的低负荷计算，上午的用电负荷约为1200kW，下午约为800kW，晚上约为200kW。
进行热电联产工程设计的核心是确定合理的“热电比”，以热定电，并顾及年开机率。
系统的合理配置不仅决定了设备使用的可靠性，而且涉及到投资回收期和长期运行费用等综合效益问题。
为此，发电机组热电联产的施工方威尔信公司（以下简称施工方）依据医院的实际情况进行工程设计。
施工方案分析：春、秋两季是医院用热的低峰期，夏季是用电高峰期，冬季是用热高峰期，就每天情况来说，上午是医院就诊和治疗高峰期，也是用电高峰期，但不是用热高峰期；下午就诊和治疗率约为上午的50％～60％，用电量下降，但生活用水量上升；晚上仅设急诊，但病房照明和生活用水使对电、热的需求都达到高峰。
由于医院已设有2路10kV市电进线及4t，2t锅炉等常规电、
热设施，天然气发电机组热电联产设备应主要承担调峰功能。
最后施工方选择2套威尔信G500型（2×400kW）天然气发电机组互为备用，在达到满载发电（即发电400kW）的条件下，单套机组每小时产生5t70℃热水及300kg蒸气，可有效调节夏、冬季及晚间医院用电、热高峰期对设备的需求，而且取得较好的经济效果。
上海地区天然气热值每立方米8400kcal/m3计算，威尔信G500型天然气发电机组在满载发电时，总耗气量为125.8m3/h，其中发电量（400kW）热效率达35％，生产生活用水5t（从12℃加热到70℃）热效率为27％，蒸汽300kg（从12℃加热到100℃以上）热效率为16％，三项合计总热效率达到76％，大大节约了能源及相当可观的资金，更重要的是通过发电机组的热复用装置，将排放废气污染降至最低点。
在不计算投资折旧的前提下，医院热电联产项目经济效益分析如表1及表2所示。
4 结语
天然气发电机组热电联产的实施，打破了传统的管理方式，将发电，采暖，热水供应，制冷及环境污染治理等多项工作统筹考虑，以最小的资金，资源和环境代价，换取最高的投资效益，能源转换效率和能源设施效能，可谓是一石数鸟。