分布式能源介绍精选

1、1,内,容,产生背景,分布式供能系统简介及发展现状,运行模式,设计原则,发展趋势及存在问题,法规及标准,2,背景,能源危机：提高燃料利用率,环境方面：节能减排,社会原因：电力失灵，美国、加拿大，英国,定义,分布式供能系统，简称,CCHP,Combined cool,heat and power CCHP,，指热电联产系统中配置溴化锂吸,收式制冷机，利用供热式汽轮机的抽汽或排汽制冷，使热电,站在生产、供应电能和热能的同时，也生产、供应,7,13,的冷水，用于空调及工艺冷却,3,系统构成,1,原动机：内燃机，燃气轮机，燃料电池，太阳能,等可再生能源（发电功率小,2,余热利用设备：余热,烟气锅炉，吸

2、收式制冷机组,热泵，设计要点是考虑余热利用的规模、利用的优,先次序和设备连接的次序。建议先供热水，再采暖,后制冷。热水余热设备的布置，依次为吸收制冷机,组、采暖换热器、供热水换热器,3,排气、通风及电器系统,4,分类,按能源利用的形式：以天然气、油为主要燃料的系,统；以太阳能、地热、生物质等可再生能源为主要,能源的冷、热、电联产系统,按动力设备类型：可分为以燃气轮机、内燃机、外,燃机、燃,料电池为主要发电设备的冷、热、电联产系统,按系统规模又可以分为楼宇式冷、热、电联产系统,和区域式冷、热、电联产系统,5,排,放,除,湿,采,暖,生,活,热,水,驱,动,余,热,锅,炉,热,泵,制,冷,电,环,

3、境,低,温,中,温,高,温,燃,料,品,位,C,O,P,0,7,1,3,余,热,5,0,6,5,效,率,3,0,4,5,目,标,热,量,的,梯,级,利,用,余,热,利,用,最,大,化,以,达,到,最,高,效,率,关,键,因,素,确,定,热,电,比,由,用,户,需,求,决,定,余,热,烟,气,锅,炉,热,泵,等,内,燃,机,燃,气,轮,机,燃,料,电,池,太,阳,能,热,电,比,购,电,天,然,气,煤,燃,料,电,池,太,阳,能,生,物,质,能,驱,动,电,负,荷,冷,负,荷,热,负,荷,原,动,机,吸,收,式,制,冷,余,热,利,用,备,用,锅,炉,热,交,换,器,蓄,能,装,置,以热定电,C

4、CHP,系统及能量梯级利用示意图,6,CCHP,优势,1,能源利用率高：能源通过阶梯利用，提高利用率,火电发电效率,30,40,左右，内燃机、燃气轮机,发电效率分别为,35,41,20,50,CCHP,为,70,以上，大型机组可达,80,90,目前最高,可达,95,2,灵活，可靠，电接近用户，减少输送损失，提高,用电安全,3,建设周期短，节约投资,4,社会效益：可以缓解季节性用电高峰，优化电源,配置,5,环保：减少碳、氮氧化物排放，无噪音，洁净电,能,7,CCHP,不足,初投资高：系统容量小，吸收式机组部件多,发电随机性大，和大电网有冲突，使大电网的控制出现问题，需加快开,发智能电网,国内问题

5、：天然气价格、数量，无专门研究组织，规范不统一，运行缺,乏调节，变工况研究少，评价体系不完善,8,CCHP,国内外发展现状,应用和起步较晚,90,年代初起步，目前在建和已建项目少,都在大城市，近年发展迅速，热电装机容量已接近世界平均,水平，北方发展早，现南方发展迅速,上世纪三十年代起步，八、九十年代发展迅速，美国,04,年就,有,6000,做,CCHP,能源站，丹麦,CCHP,发电量占全国发电量的,52,现日、欧美发展较多燃料电池或多燃料驱动,CCHP,寻求可再生能源驱动是方向，多上大机组,9,CCHP,国内外研究现状,国内,国外,分布式供能系统与大电网联接的问题,CCHP,发电对配电网电压分

6、布的影响，混合电,力系统的优化,分布式供能系统与电网的连接,CCHP,和大电网连接的测试、可行性及其影响,影响程度和起位置、容量有关,分布式供能系统的性能及其优化,投资、回报研究，循环方式研究，以不同负荷,优化配置研究,分布式供能系统的经济性分析及优化,在经济学，节能性上考虑污染物排放的影响,基于一次能源的经济学评估,分布式供能系统的评价,对经济学和环保评价,分布式供能系统特性,对系统热力分析，一次能源消耗评价法,双源可逆型供暖系统即新型系统的研究,对减排的贡献及其它方面的问题,负荷特性对于分布式系统性能的影响、系统变,工况及其它,10,CCHP,适用条件及应用场所,适用条件,1,经济发展较快

7、地区，及靠近天然气站点,2,冷热负荷比例大的地区，电热比应在,1.35,以上,应用场所,1,医院，宾馆、饭店等全年的冷、热、电负荷比较稳,定的场所,2,办公楼、居民区用电及冷热负荷日、季节性变化较,大，不适宜使用，如果使用需蓄能装置削峰填谷,3,对用电安全性要求较高场所,11,热力系统评价原则,效率评价法：基于热力学第一定律，适用于单一能源输入,输,出系统，不能区分功和热,火用,评价法：基于热力学第二定律，系统输出的总火用与输,入的总火用的比值，考虑了热和功的不等价，但不适合评价,制冷工况，节能,折合性能指标：把各种产品输出折合成单一产品，并以这种,产品效率计算,CCHP,效率，忽视了个产品之

8、间的互相影响,12,运行方式,1,内燃机驱动：余热来自高温排烟,350,550,冷却水,85,95,，与余热,锅炉、热泵、吸收式制冷机配套，技术成熟，可靠性强，适于电需求较大用户,评价指标：发电出力、相应的燃料量以及可回收热量,影响因素,余热利用效率随负荷率降低而增加；受环境温度、海拔高度的影响并不,明显,运行方式,特点,适用范围,内燃机,水,水换热器,烟气换热器,温水型吸,收式制冷机,控制简单，运行安全、可靠,设备配置及连接较为复杂,占地面积较大,电负荷较大而空调负荷较小,且系统中有热水需求场所，如,旅馆、酒店、办公楼和学校等,内燃机,水,水换热器,烟气热水型溴化锂制,冷机,设备配置较为简单

9、，占地面积较小,控制比较复杂，对系统运行的安全可,靠性要求较高,电负荷较小，空调负荷较大场,所，如办公楼，独立式住宅,商店、超市,内燃机,余热锅炉,换,热器,溴化锂制冷机组,传统方案，系统复杂，维护成本高,蒸汽需要量大，蒸汽品质较高,的项目，比如医院、办公楼等,13,运行方式,2,燃气轮机驱动：余热来自高温排烟,400,机组容量范围大，发电效率和热效率都,较好,有单位投资小，建设周期短，耗水量少，占地少，启停性能好等优点，热电比大,评价指标：发电出力、相应的燃料量以及可回收热量,影响因素,部分负荷率，随压气机入口温度、厂址海拔高度和环境温度增加而降低,运行方式,特点,适用范围,燃气轮机,余热锅

10、炉,蒸汽轮,机,蒸汽型吸收式制冷机,汽,水热交换器,发电效率较高，提高系统的,热用量，提高发电机组的负,荷率，从而提高经济效益,电负荷及热负荷较大的场所,比如工厂、商业区或区域性集,中供电、供冷、供热的场所,也可以适用于有大量蒸汽需的场,所，如工厂、医院等,燃气轮机,余热锅炉,蒸汽型,吸收式制冷机,汽水换热器,控制简单，运行安全可靠,热负荷较大或对蒸汽有大量需求,的场所,燃气轮机,烟气补燃型吸收,式制冷机组,配置简单，占地面积小，安,全性好，效率高，也降低了,设备初投资、运行成本和维,护难度，市场广泛,空调负荷较大而电负荷较小的小,型冷热电联供系统,14,运行方式,3,运行方式,特点,适用范围

11、,燃料电池,吸收式制冷,机,效率高，启动快，可达污,染少，模块化，成本高,不限,锅炉,蒸汽轮机,吸收式,制冷机,提高热电厂效率，经济效,益好,热电或火电厂,燃气轮机前置循环,溴,化锂吸收式制冷,制冷效率高，可达,1.30,制冷负荷调节范围广,燃气轮机电厂，建筑,物,新能源为动力的,CCHP,系统，节能环保,15,CCHP,节能性分析,论点：不省电不节能，省电不节能，省电节能,热力学分析：第一定律不节能，第二定律节能，一次能源利用率评价节,能,节能,条件性,达到能源阶梯利用，以热定电，热量最大限度的利用,节能设计的考虑：容量适中，不要过大，运行中根据负荷变动进行调节,调节,16,CCHP,经济性

12、、环保性分析,经济,北京燃气集团调度中心大楼能源站，节约直接能源费,用,90,万元。成都深兰绿色能源中心每年节约,410,万元,回收期,3,到,6,年,2011,2020,年投入,5,万亿用于,CCHP,或补贴,CCHP,十二五”控制温室气体排放工作方案到,2015,年实现单,位国内生产总值二氧化碳排放比,2010,年下降,17,的目标,CCHP,系统与常规燃煤电站相比,温室效应和氮氧化物排量,比传统的热电联供系统分别减少,55,的和,97,17,广州大学城,国内最大,CCHP,项目,能源利用效率,80,每年减少排放,CO,减少,240000,吨,so,减少,6000,吨,上海世博园,能源利用

13、效率,80,每年减少,CO,排放,118,吨,18,蓄冷条件,1,冷负荷发生时间短,2,尖峰冷负荷不经常出现,3,冷负荷不能很好地与冷源供给能力相匹配,4,可以利用分时电价,5,受配电设施供电能力限制,正确应用蓄冷装置会提供投资和运行费用双,重节省的经济性,19,蓄冷工况的,CCHP,20,发展趋势,1,燃料电池、太阳能等可再生能源做原动力,2,多燃料组合模式，天然气和煤、生物质的组合,3,蓄能设备的应用，减少系统在部分负荷下的运行,时间，降低成本及投资,4,对系统集成优化，对变负荷工况找出最优配置和,最佳运行模式,21,应用案例分析,项目名称,运行方式,热点比,浦东国际机场,燃气轮机,烟气余

14、热锅炉,溴化锂吸收式制冷,机,电制冷机,1.7,国家,863,MW,级燃气轮机冷,分布式电联供技术集成与示范,研究示范项目,燃气轮机,溴化锂吸收式制冷机,电制冷（调,峰用,时热电比,1.6,1.9,马里兰大学冷热电厂,美国微型涡轮发电机,溴化锂吸收式制冷机,冷热电负荷比,为,1.17:1.4:1,广州大学城,燃气,蒸汽联合循环,4,上海华夏宾馆,燃气内燃机,余热锅炉,燃气直燃型溴化锂吸,收式制冷机,1.67,22,设计原则,以热定电：以热（冷）负荷确定发电量，当,CCHP,系统多余,电力能并网,且无多余热负荷时选择；此时不需辅助锅炉,电力系统需接大电网,以电定热,经济性最优模式：以示范点耗电、

15、耗气运行成本最低为控制,目标,能源综合利用效率最优模式：以分布式联供系统的一次能源,综合利用效率最高为控制目标,23,系统优化,以火用经济系数最小、投资运行成本最低,运行收益最高为目标函数的优化,考虑个影响因素的优化，成本优化，运行优,化，配置方式优化,24,调研内容,1,政策法规：对三联产有无政策上的限制，如一次,能源利用率，能否并网售点，排放,2,用户要求：发电规模，冷热电需求比例，负荷随,时间日、季度变化，具体冷热温度等参数，以及末,端这冷的风速噪音等要求,3,现有条件：用户已有的设备、设施，如电制冷,冷热的末端设施，发电设备,25,昆山光电产业园的,CCHP,应用,以玻璃板生产厂商为例

16、,蓄,热,系,统,工,厂,用,电,热,负,荷,冷,负,荷,工,厂,用,电,余,热,锅,炉,汽,轮,机,冷,凝,器,电,网,溴,化,锂,吸,收,式,机,组,G,G,余,热,锅,炉,空,气,天,然,气,压,缩,机,4,0,0,5,0,0,燃,气,轮,机,天,然,气,玻,璃,厂,烟,气,排,放,利用玻璃厂余热的,CCHP,示意图,26,国外发展,CCHP,经验,欧美各国采取,补贴、减税,等特殊方式,法国、荷兰、意大利,限制二氧化碳排放,德国,对不同规模项目补贴,日本,鼓励银行、财团出资,减税或免税,美国,能源部颁布相关规划,丹麦,机组补贴、电价优惠,27,国家规划,十二五”新兴能源规划建设目标天然气

17、分布式能源装机,5000,万,kW,落实,26000,亿立方米天然气合理利用,重点是发展天然气分布式能源,2010,年,4,月国家能源局下发了关于对发展天然气分布式能源的指导,意见征求意见的函，指导意见中明确提出：到,2011,年，拟建设,1000,个天然气分布式能源示范项目,在财税和金融等方面扶持，并考,虑在电价补贴、接入系统投资、节能奖励等方面给予优惠政策，制定和,完善行业技术标准和并网运行管理体系,28,CCHP,相关法规,分布式供能系统工程技术规定,上海市建设与交通委员会批准于,2008,年,8,月,1,日起实施，针对,6MW,以下,的分布式供能系统的设计、施工和验收做了规定,6MW,

18、以上的分布式,供能系统参照热电联产项目可行性研究技术规定,内容,站址选择及布置，接入电网要求，燃料供应，原动机及余热利用设备,给排水及水处理，采暖通风，安全生产，消防，施工及验收等,细则举例,1.CCHP,容量根据以热定电，热电平衡原则，及电热特性及大小确定,2,并网的,CCHP,系统装机容量应小于电力系统接入点上级变电站单台主,变容量的,30,3,总热效率年均不应小于,70,热电比年均不应小于,75,4,制冷系统参照采暖通风与空气调节设计规范,GB50019-2003,29,CCHP,相关法规,热电联产项目可行性研究,技术规定,国家国家计委、经贸委、建设部联合发布，于,2001,年,3,月,1,日实施,对燃气轮机规定,1,使用汽轮机组的热电联产系统总热效率年平均大,于,55,2,热电比年平均应大于,30,3,以燃气,蒸汽联合循环热电厂可采用燃气轮机,余热锅炉,供热的系统,4,采暖、制冷、热水供应热负荷按,城市热力网设计,规范,选取,30,相关设备标准,余热锅炉,1,GB/T 14416-2010,锅炉蒸汽的采样方法,2. GB/T 1