分布式能源基础知识

1、分布式能源基础知识培训,能综部,培训主要内容,?,分布式能源系统的定义,?,分布式能源系统的特征,?,分布式能源系统发展概况,?,国家对分布式能源系统的相关政策,?,热能的梯级利用,?,分布式能源系统的分类,?,分布式冷热电联产系统的典型流程,?,分布式能源系统设计思路,?,案例：北京煤气集团总部办公楼项目,分布式能源的定义,?,分布式能源系统是相对于传统的集中式供能的,能源系统而言，传统的集中式供能系统采用大,容量设备、集中生产，然后通过专门的输送设,施（大电网、大热网等）将各种能量输送到较,大范围的众多用户；而分布式能源系统则是直,接面向用户，按用户的需求就地生产并供应能,量，具有多种功能

2、，可满足多重目标的中小型,能源转换利用系统。,分布式能源系统的特征,?,1,、直接,面向当地用户,的需求，布置在用户附近，简,化能源的输送环节，进而减少能量输送成本，同时增,加用户能量供应的,安全性,。,?,2,、系统受用户需求的制约，相对于传统的集中式供,能系统而言均为,中、小容量,。,?,3,、随着经济、不同能源技术的发展和成熟，可供选,择技术也日益增多。,?,4,、通过选择合适的技术，经过系统优化和整合，可,以更好地同时满足用户多种要求（如：高效、可靠、,经济、环保、可持续性发展等），实现,多个功能,目标。,分布式能源系统发展概况,?,“分布式能源系统”的概念提出已有,20,多年，其,主

3、要,形式是冷热电联产系统,(combined cooling ,heating,and power ,CCHP),它是应用能的梯级利用原理的必,然选择，,能源利用率很高,，所以技术发展迅速。,?,我国也有相应的反应，先是要求北京开展中小型燃气,轮机冷热电联产技术的使用进行研究，然后,2004,上海,市完成“上海市燃气空调，分布式燃气热电联产系统”,发展规划，计划在,2003,年基础上燃气分布式冷热电联,产到,2020,年将再建设,100,个系统，装机容量为,3MW,。,国家对分布式能源系统的相关政策,?,中华人民共和国节约能源法明确指出：“推广热电联产，集中供热，提高热电,机组的利用率，发展热

4、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”,?,原国家计委、原国家经贸委、建设部、国家环保总局联合发布关于发展热电联产,的规定（计基础【,2000,】,1268,号文）中指出“以小型燃气发电机组和余热锅炉等,设备组成的小型热电联产系统，适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银,行、学校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线路损,和应急突发事件等综合功能，在有条件的地区应逐步推广”。,?,国家建设部民用建筑节能管理规定（,76,号文）第四条指出国家鼓励发展建筑节,能技术中有一项是集中供热和热、电、冷联供技术。,?,目前国家正在制定

5、的国家十一五规划、国家中长期能源规划、国家长期,科技规划，都把分布式燃气热电冷联供作为发展的重点。,热能的梯级利用,燃料,高温,中温,低温,环境,能,的,梯,级,利,用,发电,制冷,供热,排放,分布式能源系统的分类,?,分布式能源系统的核心及重要组成部分是分布式冷热,电联产系统，其种类繁多。,?,按能源利用形式分类，有化石能源、可再生能源以,及这两种能源互补的分布式冷热电联产系统；,?,按热机类型分类，有,燃气轮机、内燃机、汽轮机、,斯特林发动机，以及燃料电池等,分布式冷热电联产；,?,按系统规模分类，有楼宇型、区域型、产业型和城,市型分布式冷热电联产等。,分布式冷热电联产系统的典型流程,?,

6、1,）燃气轮机,-,余热吸收,式分布式联产,电,发电机,燃气轮机,压气机,燃烧室,燃料,空气,供冷或供热,排气,蒸汽型吸收,式制冷机,余热锅炉,燃料,排气,简单循环燃气轮机-蒸汽吸收式分布式联产系统,蒸汽型联产系统，余热锅,炉透平排气的余热被回收，用,以产生蒸汽。夏季可利用蒸汽,驱动蒸汽双效溴化锂吸收式机,组制冷；冬季可利用这部分蒸,汽直接供热或驱动吸收式热泵,供热。,排烟温度多为,350550,，,发,电效率为,2434%,，冷电比,（热电比）通常为,1.52.5.,电,发电机,燃气轮机,压气机,燃烧室,燃料,空气,供冷或供热,排气,燃料,排气,简单循环燃气轮机-烟气吸收式分布式联产系统,烟

7、气型吸收,式制冷机,与蒸汽型联产系统不同,之处在于，排气中的余,热直接通过烟气型溴化,锂吸收式机组回收利用，,没有了余热锅炉这一中,间环节。,排烟温度多为,350550,，,发电效率,为,2434%,，冷电比,（热电比）通常为,1.52.5.,电,发电机,燃气轮机,压气机,燃烧室,燃料,空气,供冷或供热,排气,燃料,排气,回热循环燃气轮机-烟气吸收式分布式联产系统,烟气型吸收,式制冷机,空气,与简单循环燃气轮机,-,烟气吸收式分布式联,产系统相比，系统增,加一套空气预热器，,利用排气给空气预热。,发电效率相对于简单,循环燃机要高，有高,达,38%,，冷电比（热,电比）多为,1.01.5,?,2

8、,）内燃机,-,余热吸收型,分布式联产系统,电,发电机,燃料,缸套水,供热,排气,燃料,排气,内燃机-烟气吸收式分布式联产系统,烟气型吸收,式制冷机,供冷,内燃机,内燃机排气温度,350450,，缸套水温度,大于,90,，其余热量占输,入燃料能量的,3040%,，,可直接用供热，另外可考,虑在烟气型机组尾部增加,一级换热器，回收,170,以下的余热用于生产热水。,冷电比（热电比）通常为,1.01.5,。,?,3),汽轮机,-,余热吸收型分,布式联产系统,汽轮机-蒸汽吸收型分布式联产系统,汽轮机,锅炉,燃料,供冷,蒸汽,蒸汽型吸收,式制冷机,电,发电机,排烟,供热,系统性能与机组容,量关系很大，

9、容量较小,的机组性能比较差，而,大型机组生产冷量对外,传输半径小；用蒸汽送,至用户端然后做吸收式,制冷，管道造价高；蒸,汽系统以水为循环工质，,系统复杂，不适合中小,型用户。,?,4,）斯特林发动机,-,余热,吸收性分布式联产系统,电,发电机,燃料,冷却水,供热,排气,燃料,排气,斯特林发动机-烟气吸收型分布式联产系统,烟气型吸收,式制冷机,供冷,Stirling,该系统与内燃机联产系,统相似，斯特林机是一,种外部加热的闭式循环,发动机，与内燃机相比，,斯特林机的排气温度更,高，回收利用是更便利；,但冷却水温相对于内燃,机的缸套水低，同时冷,却水带走的热量在全部,输入能量中所占的份额,较大。,

10、5,）燃料电池,-,燃气轮机,-,余热吸收型分布式,联产系统,燃料电池-燃气轮机-余热吸收型分布式联产系统,燃料,烟气,电,发电机,惰性气体,排气,空气,排烟,燃料,加热器,SOFC +,重整器,发电装置,电,燃烧室,透平,回热器,压气机,余热回收,利用装置,SOFC,固体氧化物燃料电,池，单独发电效率为,5060%,，与燃气轮机组,合成混合动力系统，其发,电效率可达到,70%,，,NOx,的排放量低于,1ppm ,是目,前最洁净的能源系统之一。,电输出占很大比重，冷电,比（热电比）仅为,0.20.5,。此系统技术发,展还不成熟，尚处实验阶,段。,分布式能源系统设计思路,分布式能源系统的主要特

11、点是直接面向用户、按用户需求提,供各种形式能量的中小型多功能能量转换利用系统，所以在进行,分布式能源系统设计时须考虑以下几点：,?,1,）明确用户真正的冷电比（热电比）即,真实的冷热电负荷,。,?,2,）对发电机组独立供电运行模式，在机组选型配备时，可以考,虑,利用电制冷方式,，将一部分冷负荷转移到电负荷，从而满足真,正的冷电比。,?,3,）若在冷负荷峰值时冷电比过大，可考虑,冰水蓄冷,进一步改善,冷热电联产系统的热力学性能和经济性。（对于酒店通常晚上耗,电量相对较大，而耗冷相对较少，可以考虑晚上冰水蓄冷）,?,4,）对发电机组与市电并网运行模式，可按考虑同时使用系数之,后冷负荷做设备选型。,案例：北京煤气集团总部办公楼项目,?,建筑总面积为,32800,，冷负荷为,7150kw,，电负荷为,1200kw,。,?,该系统