冷热电联产技术介绍
冷热电联产
在技术开发与研究方面，欧盟国家在
1991年就开始实施旨在提高能源效率的 SAVE计划，许多热电联产与区域供热的
研发示范项目得到了该计划的资助。
二．热电（冷）联产的主要形式 2.1热电联产系统
锅炉加供热汽轮机 由于煤燃烧形成
的高温烟气不能直接做功，需要经锅炉 将热量传给蒸汽，由高温高压蒸汽带动 汽轮发电机组发电，做功后的低品位的 汽轮机抽汽或背压排汽用于供热。锅炉 加供热机热电联产系统适应于以煤为燃 料。
为了促进热电联产事业的发展，欧洲
委员会在财政、税收、科研、政策等方 面作出了大量工作。
1977年，成立了专门的咨询机构，对 如何提高供热效率、加快热电联产的发 展进行探讨。
1988年出台了有关条文协调热电联产 业主与电力部门之间的关系，要求电力 部门必须以合理的价格购买热电联产厂 多余的电，减少热电联产厂家的后顾之 忧。
但是，由于内燃机的润滑油和气缸冷
却放出的热量温度较低（一般不超过 90℃），而且该热量份额很大，几乎与 烟气回收的热量相当，因而这种采暖形 式在供热温度要求高的情况下受到了限 制。
内燃机的生产厂家有总部这在瑞士 的WARTSILA NSD公司、德国的
MANB&W公司以及美国的 CATERPILLAR公司等。
可向外供电。燃料电池种类不少， 根据使用的电解质不同，
主要有磷酸燃料电池（PAFC）、 熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、 固体氧气物燃料电池（SOFC）和质 子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
燃料电池具有无污染、高效率、 适用广、无噪声和能连续运转等优 点。它的发电效率可达40％以上， 热电联产的效率也达到80％以上。
燃料电池 它是把氢和氧反应生
成水放出的化学能转换成电能的装 置。
热电冷多联产方案(三)
热电冷多联产方案热电冷多联产方案是一种通过综合利用能源资源，实现热、电、冷多能联产的技术方案。
本文将从产业结构改革的角度，对热电冷多联产方案进行详细的总结。
一、实施背景随着经济的快速发展和能源需求的不断增长，传统的能源供应模式已经难以满足社会的需求。
同时，环境污染和能源浪费问题也日益严重，迫切需要转变能源生产和利用方式。
热电冷多联产方案作为一种高效、清洁的能源利用方式，成为了产业结构改革的重要方向。
二、工作原理热电冷多联产方案主要通过热电联产技术和吸收式制冷技术相结合，实现能源的高效利用。
具体工作原理如下：1. 热电联产技术：利用燃气或生物质等能源，通过燃烧产生热能，同时驱动发电机发电。
通过热电联产技术，可以将燃料的能量利用率提高到70%以上。
2. 吸收式制冷技术：利用废热或低温热能，通过吸收剂对制冷剂进行吸收和脱附，实现制冷效果。
吸收式制冷技术具有高效节能、环保无污染等优点。
三、实施计划步骤1. 剖析能源需求：对目标区域的能源需求进行详细分析，包括热能、电能和制冷能的需求量、负荷特点等。
2. 能源资源整合：结合目标区域的能源资源特点，确定适合的能源资源整合方式，包括燃气、生物质等能源的利用。
3. 设计系统架构：根据能源需求和能源资源整合方式，设计热电冷多联产系统的整体架构，包括热电联产装置和吸收式制冷装置的布局和参数设计。
4. 实施建设：按照设计方案，进行热电冷多联产系统的建设和设备安装。
5. 运营管理：建成后，进行运营管理，包括设备运行监测、能源消耗管理等。
四、适用范围热电冷多联产方案适用于各类能源需求较大的区域，如工业园区、商业综合体、大型建筑等。
在这些区域中，能源需求集中且多样化，通过热电冷多联产方案可以实现能源的高效利用。
五、创新要点热电冷多联产方案的创新要点主要包括以下几个方面：1. 能源资源整合：通过整合不同的能源资源，实现能源的互补利用，提高能源利用效率。
2. 系统优化设计：通过优化热电冷多联产系统的结构和参数，提高系统的整体效率。
冷热电联产介绍
冷热电联产介绍1冷热电联产系统概述及其特点传统动力系统的技术开发以及商业化的努力主要着眼于单独的设备，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备。
这些设备的共同问题在于单一目标下的能耗高，在忽视环境影响和不合理的能源价格情况下，具有-定的经济效益。
但是，从科技技术角度出发，这些设备都尚未达到有限能源资源的高效和综合利用。
冷热电联产(CCHP)是-种建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程-体化的多联产总能系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。
与集中式发电-远程送电比较，CCHP可以大大提高能源利用效率：大型发电厂的发电效率-般为35%-55％，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30-47%。
而CCHP的能源利用率可达到90%，没有输电损耗；另外，CCHP在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力：据有关专家估算，如果从2000年起每年有4%的现有建筑的供电、供暖和供冷采用CCHP，从2005年起25％的新建建筑及从2010年起50％的新建建筑均采用CCHP的话，到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。
如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。
2冷热电联产系统方案选择典型冷热电三联产系统一般包括：动力系统和发电机(供电)、余热回收装置(供热)、制冷系统(供冷)等。
针对不同的用户需求，冷热电联产系统方案的可选择范围很大：与热、电联产技术有关的选择有蒸汽轮机驱动的外燃烧式和燃气轮机驱动的内燃烧式方案；与制冷方式有关的选择有压缩式、吸收式或其它热驱动的制冷方式。
另外，供热、供冷热源还有直接和间接方式之分。
在外燃烧式的热电联产应用中，由于背压汽轮机常常受到区域供热负荷的限制不能按经济规模设置，多数是相当小的和低效率的；而对于内燃烧式方案，由于技术的不断进步，已经生产出了尺寸小、重量轻、污染排放低、燃料适应性广、具有机械效率和高排气温度的燃气轮机，同时燃气轮机的容量范围很宽：从几十到数百KW的微型燃气轮机到300MW以上的大型燃气轮机，它们用于热电联产时既发电又产汽，兼有高发电效率（30%-40%）和高的热效率（70%-80%）。
冷热电三联产方案
冷热电联产（CCHP）技术方案1.概述项目所在地无法提供外部电源供电系统，因此业主决定采用燃气发电机组孤岛运行，作为全厂电力供应。
本项目考虑配套余热锅炉，以回收燃气发电机组高温烟气余热，副产低压蒸汽作为工艺装置热源（脱酸单元再沸器、脱水再生气蒸汽加热器）；同时配套溴冷机组回收燃气发电机组缸套水热量，并为工艺装置提供冷源（原料气预冷、冷剂压缩机段间冷却）的冷热电联产（CCHP）方案。
根据工艺装置所需的冷、热、电消耗，优选与之相配套的燃气发电机组、余热锅炉和溴冷机组，以达到最大程度的回收利用发电机组烟气余热，优化主体工艺装置设备选型以及降低运行能耗的目的。
2.设计范围该方案为燃气机组冷热电联产系统，即利用管输天然气及工艺装置所产BOG，通过燃气机组（燃气内燃机或燃气轮机）发电，机组高温尾气配套余热锅炉副产低压饱和蒸汽供工艺装置使用，机组冷却循环生成热水配套溴化锂机组副产7℃空调水供工艺装置制冷。
电、蒸汽、空调水全部自用，实现冷热电联产，提高能源利用率，获得最高的系统效率，减少大气污染。
3.设计基础甲方供气≤50×104Nm3/d，经20km长输管线进入厂区附近，降压至0.8MPaG，分为三部分：一部分（15×104Nm3/d）进入公司原有天然气液化工厂作原料气；一部分（30×104Nm3/d）加压后进入本次新建天然气液化工厂作原料气，剩余部分（3.6×104Nm3/d，折~1500Nm3/h）与BOG之间的关系进入燃气机组发电，配套余热锅炉副产低压蒸汽，同时配套热水溴化锂机组副产空调水，均供工艺装置使用。
1）电规格：10kV（±7%），50Hz（±1%），三相三线。
30×104Nm3/d天然气液化工厂全厂有功负荷~5.4MW（已考虑照明、空调、锅炉系统、发电机组自用电以及溴化锂机组用电，~0.6MW）。
2）低压蒸汽规格：0.6MPaG饱和蒸汽（~165℃）液化工厂脱酸单元共需蒸汽~1.6t/h。
冷热电三联供
冷热电三联供
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；
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。
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。
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。
冷热电联产分布式能源系统介绍及在四川地区使用经济性分析
冷热电联产分布式能源系统介绍及在四川地区使用经济性分析一、冷热电原理天然气冷热电三联产系统是一种对天然气进行梯级利用的系统, 可以有效地提高一次能源利用率。
为了有效利用天然气,不仅要提高耗能设备效率,而且要使天然气产生的能量由高温到低温实行多阶段多次利用,也就是按能量品位的高低,安排好功、热和物料热力学能的各种能量之间的合理配合,实现不同形式、不同品位能量的梯级利用,以获得整个系统能量综合利用的最佳效果。
天然气能量梯级利用途径见表1 所示。
天然气冷热电联产分布式能源系统是由一种一次能源连续产生两种以上二次能源的系统,天然气燃烧把化学能转化为热能,高品位的热能用来发电(燃料电池冷热电三联产系统直接把天然气的化学能转化为电能) ,低品位的热能用于供热或者为吸收式、吸附式制冷系统提供驱动热源,从而实现对天然气化学能的多级多次利用。
天然气冷热电三联产系统具有很高的一次能源利用率。
对于普通的火力发电系统,一次能源利用率约为40 % ,而采用天然气冷热电联产分布式能源系统,一次能源利用率通常可达70 %以上。
由于能源利用率很高,故天然气冷热电联产系统具有很好的经济效益。
天然气冷热电联产分布式能源系统具有良好的环保性能,可以有效地减少废气排放。
天然气冷热电联产分布式能源系统的二氧化碳排放量仅为传统能源系统的30 %～50 %。
典型的冷热电联产分布式能源系统如上图示。
冷热电联产原理图二、全球冷热电发展现状1、国外冷热电发展状况美国：1999年美国能源与环保署（EPA）出版了《建筑用冷热电联产2020年远景规划》，提出了CCHP发展的时间表。
2005年8月布什签署的《美国能源政策法案》规定到2010年美国每年的20％新建筑和10％的现有商业和公共建筑将采用CCHP。
2020年50％新建筑和25％的现有商业和公共建筑将采用CCHP。
欧洲：在欧盟，《热电联产指示》、《排放贸易指示》、《新电力和燃气指示》及《建筑物能耗和能源产品税收指示》是对CCHP发展最重要的立法行动。
冷热电三联供
电力输出:
5432kW
热力输出:
5516kW
启用:
1998-11月
匈牙利 Linden Repcelak 热电联供 3台 JMC 320 GS-N.LC 燃料:低热值天然气 电力输出: 3195kW 热力输出: 3447kW 启用: 2003-12月 用途:天然气厂余气利用
热电联供系统提供： 热，冰水和电力
成本 • 冰水机组运行无噪音 • 运行和使用周期成本低. • 采用水为冷却介质, 没有使用对大气层有害
的物质.
土耳其Altinmarka 食品厂热电联供 2台JMC 320 GS-NL 天然气机组 2096kW 电力输出 2308kW 热力输出 2002-11 启用 用途 为可可生产提供蒸汽
德国科隆机场 热电冷三联供工厂 机组类型: 4 台 天然气 JMS 616 GS-N.LC 电力输出: 7,744 kW 热力输出: 8,800 kW (RW/FW 70/95°C) 制冷输出: 3,900 kW ( 使用2台冰水机组)
制冷/供热
冷/暖 能耗需求量大单位
• 空调需求（医院，酒店，会议中心，办公大
楼，数据中心，电信机房）
• 每1,000 m2 办公室需要150－170KW的制 冷输出
• 工业需求（食品,化工,制药,造纸 等)
制冷方式 • 吸收式制冷机(溴化锂) • 压缩类制冷机
GE JANBACHER 燃气热电联供机组
由于使用天然气等清洁能源，降低了二氧化硫、
氮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
冷热电三联供原理
热力± 4.4kW
可燃气体
电力± 3.8kW(#43;4.4kW热能﹣1立方标准天然气﹣ 维修折旧= 费用
冷热电联产技术介绍
天然气冷热电联产技术介绍一、技术背景冷热电联产(Combined Cooling Heating and Power，CCHP)是一种建立在能源梯级利用概念基础上，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。
其最大的特点就是对不同品质的能源进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能被用来发电，温度比较低的低品位热能则被用来供热或制冷。
这样不仅提高了能源的利用效率，而且减少了碳化物和有害气体的排放，具有良好的经济效益和社会效益。
初期的冷热电联产是在热电联产的基础上发展起来的，它将热电联产与吸收式制冷相结合，使热电厂在生产电能的同时供热和制冷，故初期只立足于热电厂。
随着分布式供电概念的提出，冷热电联产得到新的发展，其中分布式供电是指将发电系统以小规模（数千瓦至50MW的小型模块式）、分散式的方式布置在用户附近，可独立输出冷、热、电能的系统。
与常规的集中供电电站相比，其输配电损耗较低甚至为零，可按需要灵活运行排气热量实现热电联产或冷热电三联产，提高能源利用率，可广泛运用于同时具有电力、冷热量需求的场所，如商业区、居民区、工业园区、医院等。
1998年1月1日起实施的《中华人民共和国节约能源法》第三十九条中指出：“国家鼓励发展下列通用节能技术：推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。
政府有关部门十分重视热电联产技术的发展，2000年8月22日有国家计委、国家经贸委、建设部、国家环保局联合发布了计基础（2000）1268号《关于发展热电联产的规定》，为热电联产和冷热电联产的发展提供了法律和政策保证。
二、天然气冷热电联产系统的类型天然气冷热电联产系统的模式有许多种，无论哪种模式都包括动力设备和发电机、制冷系统及余热回收装置等主要装置。
动力设备主要有燃气轮机、内燃机、微燃机及燃料电池等，制冷装置可选择压缩式、吸收式或其它热驱动制冷方式，主要采用溴化锂吸收式制冷剂，包括单效、双效、直燃机等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
天然气冷热电联产技术介绍
一、技术背景
冷热电联产(Combined Cooling Heating and Power，CCHP)是一种建立在能源梯级利用概念基础上，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。
其最大的特点就是对不同品质的能源进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能被用来发电，温度比较低的低品位热能则被用来供热或制冷。
这样不仅提高了能源的利用效率，而且减少了碳化物和有害气体的排放，具有良好的经济效益和社会效益。
初期的冷热电联产是在热电联产的基础上发展起来的，它将热电联产与吸收式制冷相结合，使热电厂在生产电能的同时供热和制冷，故初期只立足于热电厂。
随着分布式供电概念的提出，冷热电联产得到新的发展，其中分布式供电是指将发电系统以小规模（数千瓦至50MW的小型模块式）、分散式的方式布置在用户附近，可独立输出冷、热、电能的系统。
与常规的集中供电电站相比，其输配电损耗较低甚至为零，可按需要灵活运行排气热量实现热电联产或冷热电三联产，提高能源利用率，可广泛运用于同时具有电力、冷热量需求的场所，如商业区、居民区、工业园区、医院等。
1998年1月1日起实施的《中华人民共和国节约能源法》第三十九条中指出：“国家鼓励发展下列通用节能技术：推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、
冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。
政府有关部门十分重视热电联产技术的发展，2000年8月22日有国家计委、国家经贸委、建设部、国家环保局联合发布了计基础（2000）1268号《关于发展热电联产的规定》，为热电联产和冷热电联产的发展提供了法律和政策保证。
二、天然气冷热电联产系统的类型
天然气冷热电联产系统的模式有许多种，无论哪种模式都包括动力设备和发电机、制冷系统及余热回收装置等主要装置。
动力设备主要有燃气轮机、内燃机、微燃机及燃料电池等，制冷装置可选择压缩式、吸收式或其它热驱动制冷方式，主要采用溴化锂吸收式制冷剂，包括单效、双效、直燃机等。
总的来说，冷热电联产有以下几个经典模式：
1）直燃型（烟气型、余热型）冷热电三联供。
如燃气轮机+余热型溴化锂冷热水机组系统，燃气轮机+排气再燃型溴化锂冷热水机组系统，以及燃气轮机+双能源双效直燃式溴化锂冷热水机组系统等。
如图1所示。
2）燃气-蒸汽轮机联合循环。
即燃气轮机+余热锅炉+汽轮发电机+蒸汽型吸收式制冷机组系统，如图2所示。
3）内燃机前置循环余热利用模式。
如图3所示。
图1 燃气轮机+烟气型溴化锂冷热机组系统图
图2 燃气轮机+余热锅炉+汽轮发电机+蒸汽型吸收式制冷机组系统图
图3 内燃机+水水换热器+烟气型溴化锂机组系统图
三、天然气冷热电联产系统节能原理
冷热电三联供系统工作过程如下：
利用天然气燃烧产生的高温烟气在燃气轮机中做功，将大约30%-40%的热能转换成高品位的电能，利用余热回收装置将燃气轮机排放的烟气，缸套冷却水，油冷器及中冷器冷却水的热量进行回收，这四种形式的热量中，前两种是余热回收的主要来源其中，烟气温度一般400℃以上，可进入余热锅炉制蒸汽或热水，也可用于双效吸收式制冷采暖供热水；一级利用后的低温烟气（130-170℃）和缸套冷却水（85-90℃）可用于单效吸收式制冷采暖供热水，也可直接利用换热器进行采暖和供热水。
图4 冷热电联产能源梯级利用示意图
从热力学第一定律来说，冷热电联产的节能原理就是能把能量吃光榨尽。
天然气燃烧产生的热能通过梯级利用，使能源利用率达到80%以上，而且没有输电损耗。
而大型发电厂的发电效率一般为35%-55%，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30%-47%。
另外，冷热电联产在降低碳和空气污染物排放方面也能起到巨大的作用，带来良好的社会效益。
四、天然气冷热电联产的经济性
天然气冷热电联产具有良好的经济效益，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%。
图5 美国不同类型建筑采用冷热电联产运行成本比较此外，以一个冷负荷为2000kW的工厂为例，天然气的价格为3.0元/Nm³，电价为0.85元/kWh，天然气的热值为8500kcal/Nm³，采用蒸汽压缩式制冷机组的性能系数为4.5，采用冷热电联产的燃气轮机发电效率为24%，余热回收率为67%，余热型溴化锂机组制冷系数为1.25。
承担2000kW的冷负荷运行成本比较见表1（不计算附属设备的运行能耗）。
从表中可以看出，采用冷热电联产可以节约成本约37%，工厂冷负荷需要时间为9个月，每月运行26天，每天24小时运行，这样每年节约的成本为：
(378-239)×9×26×24=78万元
表1 联产和单供的运行成本比较表
五、天然气冷热电联产的缺点
天然气冷热电联产具有节能、环保等诸多优点，但同样也有以下两个缺点：
1）系统规模小，只能使用天然气作为燃料，这样对天然气管道没有覆盖的区域，就产生可局限性；
2）系统的初期投资大。
这两个缺点都是可以弥补的。
目前，国家大力鼓励的天然气，一方面，天然气为清洁能源，燃烧的排放能达到环保的相关标准；另一方面，缓解夏季电力负荷，起到削峰填谷的作用。
随着“西气东输”工程的开展，城市的气化率会逐步提高，天然气的供应将不会存在问题。
系统的初期投资大的问题可以通过合同能源管理很好的解决，现在合同能源管理已经得到飞速的发展，各方面的程序也已经逐步完
善，逐渐迈向系统化和标准化，这是一个双赢的操作模式，所以冷热电联产的初期投资也不会存在很大的问题。
六、总结
作为一种能源集成系统，天然气冷热电联产技术负荷能源的梯级利用原则。
通过各种热力过程的有机结合，使系统内的中、低温热能得以合理利用，相对于分产系统能源利用率可以大幅度提高。
毫无疑问，天然气冷热电联产技术是节能减排的一个重要技术，在商业区，工业园区，建筑能源等系统中可以广泛的应用。