冷热电联产的原理
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。
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。
楼宇冷热三联产
楼宇冷热电三联产设计一引言对于公寓式住宅，楼宇冷热电联产系统是一种非常好的方式。
楼宇冷热电联产系统是以燃气轮机为动力，并与吸收式制冷机/余热锅炉配套，同时提供制冷、采暖、卫生热水和电力的系统。
该系统具有能源利用率高、环境污染小、运行灵活、能量（冷、热、电）输送损失小等特点。
这是一种分布式能源系统不但最大限度地利用了能源，而且减少了对电网的依赖性，增加了能源的安全性。
水泵水泵图1冷热电三联产原理图二楼宇系统的的分析原则2.1负荷预测于任何一栋建筑物而言，能够准确掌握其负荷需求，是进行楼宇热电冷联供系统的首要条件。
具体预测分为：一是按照不同季节、不同时间对建筑物的冷、热和电进行逐时预测；二是比较同类地区、同类建筑的负荷需求进行估算；三是结合建筑物的使用特点，要合理确定同时利用系数。
2.2设备选择对于楼宇热电冷联供系统中，主要设备就是燃气轮机和澳化铿吸收式制冷机组或者是烟气直燃双效吸收式制冷机组以及余热锅炉。
因此，下面对燃气轮机、制冷机组和余热锅炉的基本情况作简单介绍。
2.2.1 燃气轮机系统当前，世界上生产燃气轮机的厂家主要有，西门子、Solar和Bowna等，前面三家是大型燃气轮机的生产厂商，产品主要用于燃气轮机发电厂。
而美国的Solar透平公司主要生产小型燃气轮机有Saturn20等型号，能满足1-13WM的发电需求，这些燃气轮机也主要应用于热电冷联供项目上，其特点和优势所在：以Sola 小型燃气轮机为主体的热电冷联供系统比其它热电冷联供系统更加坚固耐用，一般可以连续运行30 年，Solar 燃气轮机的大修周期为3-4 万小时；适用于多种气体燃料和液体燃料，并且还能在不同形态的燃料之间随时进行切换，这一性能，又为供热和供电用户的功能安全提供了保障；生产高品质的余热，不仅可以用于各种工艺生产，而且还可以实现联合循环热电冷联供，达到高效利用能源的目的；余热回收的方式简单，热电联供千瓦造价较低；运行费用低，热效率高，经济效益好。
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。
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。
BCHP介绍
燃气、柴油内燃机产品介绍
美国康明斯cummins 公司专业从事燃气内 燃机和柴油机热电冷 联产的设备开发。
国内柴油内燃机BCHP尝试
由南京工业大学设计、浙江联丰集团公司制造的热管废热 溴化锂制冷机已应用在上海上能节能中心的200kW柴油 发电机的热、电、冷联供改造项目。
国内柴油内燃机BCHP尝试
燃气轮机工作示意图
• 燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。其工作过程 是：压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空 气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随 即流入燃气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一 起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气透 平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。 燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转。
2.3 适用于BCHP的主要动力机械
• 内燃机（燃气，柴油）
• 燃气轮机
– 小型燃气轮机（800~10,000KW），微型燃气轮机（25~750kw）
• 外燃机（又称热气机，斯特林发动机） • 燃料电池
– 低温（AFC,PAFC, PEMFC）；高温（ MCFC, SOFC ）
内燃机
•汽油机—汽油燃料，点燃式内燃机， Otto循环； •柴油机—柴油燃料，压燃式内燃机， Diesel循环； •燃气内燃机—天然气燃料；结合汽 油机和柴油机的设计原理，Otto循 环； •柴油机部分负荷效率高，比汽油机 更多的应用与固定电站； •双燃料内燃机—可用柴油、汽油、 天然气等多种燃料。
常规的燃气轮机
常规燃气涡轮发电机能提供从1至数兆瓦的 电力，可满足几乎一切包括办公大楼、医 院、学校、商店的建筑物的用电需求。其 废气是吸收式制冷机的理想热源，被用来 制冷、采暖和提供卫生热水。其废气含氧 量较高，可达15％以上，可以作为直燃机 的助燃空气，进行第二次燃烧。
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利用一种系统的方法，将燃料的热能和机械能转化为电能和热能。
热电联产技术的应用可以提高能源利用效率，减少环境污染，促进能源可持续发展。
而热电联产机组作为热电联产系统的核心部件，其工作原理、结构及应用都具有重要的意义。
本文将就热电联产机组的工作原理进行详细的介绍。
## 热电联产机组的基本结构热电联产机组通常由燃气轮机、余热锅炉和发电机组等部分组成。
1. **燃气轮机**: 燃气轮机是热电联产机组中的主要动力装置，其作用是将燃料的热能转化为机械能。
燃气轮机内部主要由压气机、燃烧室、涡轮和排气管道等部分组成。
燃料在燃烧室中燃烧产生燃气，燃气通过涡轮转动，驱动发电机组发电。
2. **余热锅炉**: 余热锅炉是热电联产系统中的重要部分，其作用是利用燃气轮机排气中的余热产生蒸汽，用于供热或驱动其他设备。
余热锅炉可以大大提高热电联产系统的能量利用率，减少能源浪费。
3. **发电机组**: 发电机组是热电联产机组中的最终部分，其作用是将机械能转化为电能。
发电机组内部通过磁场感应原理将旋转的动能转化为电能，并输出到电网供电或用于自用。
## 热电联产机组的工作原理热电联产机组的工作原理主要分为两个部分：发电部分与供热部分。
1. **发电部分工作原理**: 在发电部分，燃料首先进入燃烧室燃烧产生燃气，燃气通过涡轮转动，驱动发电机组发电。
在这个过程中，燃料的化学能转化为热能和机械能，最终转化为电能输出到电网。
2. **供热部分的工作原理**: 在供热部分，燃气轮机排气的余热通过余热锅炉产生蒸汽，蒸汽通过管道输送到供热设施，为用户提供供热服务。
利用余热可以提高热电联产系统的能效，使系统获得更好的经济效益。
## 热电联产机组的应用热电联产机组广泛应用于工业生产、居民供热和商业建筑等领域，其应用具有重要的经济和环保意义。
1. **工业生产**: 工业领域对能源的需求量大，热电联产机组可以将废热转化为有用的能量，提高能源利用效率，降低生产成本。
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冷热电联产的原理
冷热电联产（Combined Cooling, Heating, and Power，简称CCHP）是一种采用共生循环技术的能源利用系统，通过同一
个能源源头同时提供制冷、供热和发电的过程。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 废热利用：冷热电联产系统中，热机（如燃气轮机或蒸汽轮机）在发电过程中会产生大量的废热能。
冷热电联产系统通过采用余热回收技术，将这部分废热能有效地回收利用起来，并用于供热或制冷系统。
2. 效率提升：与传统分别供能系统相比，冷热电联产系统能够实现较高的能源利用效率。
这是因为在联产系统中，废热能被充分利用，提高了整体热效率，同时发电与供热、制冷的间接耦合作用使系统整体效率更高。
3. 电力优先：在冷热电联产系统中，电力优先原则被采用，即电力的需求得到优先满足。
当电力需求无法满足时，燃料将继续燃烧，同时产生热能用于供热和制冷。
4. 综合能源管理：冷热电联产系统采用了综合能源管理的策略，通过智能化控制系统对能源的需求和消耗进行优化。
这种智能系统能够监测和预测能源的需求，并根据需求进行能源的分配和调节，以最大程度地提高整体能源效益。
总之，冷热电联产系统的原理是通过废热的回收利用和整体能源的优化管理，实现不同能源形式（电力、制冷和供热）的高
效利用。
这种综合利用能源的方法能够提高能源利用效率，减少能源浪费，从而达到节能减排的目的。