清洁供能技术简介

1、1 /19总汽舵机岌匝机Lr蒸汽型滇1化钾机t拆水型31亜制冷机化存机4清洁供能技术简介1分布式冷热电三联供1.1技术原理布置在用户附近，以天然气为一次能源用于发电，并利用发电后产生的余热进行制冷或供热，通过对燃气的梯级利用向用户输出电 能、热/冷的分布式能源供应系统，又叫分布式冷热电三联供系统(CCHPo图：以燃气轮机为核心的典型CCHPI艺系统流程图1.2技术优势1)系统综合能源利用率高，可达 70测上;图：以燃气内燃机为核心的典型CCHPI艺系统流程图气水対外供电水/水換热鬲 _空训臥水生活环衣2/192） 通过能源综合梯级利用节省能源，节能率1040%;3） 环保效益高，NOx排放低（

2、可小于10ppm）;4） 匹配特殊场合需求：医院、银行、数据中心、特色小镇等；5） 有利于电力负荷的调峰，移“电峰”同时填“气谷”；6）弥补大电网等的安全稳定性，增强了能源供给的可靠性等。1.3适用项目类型及条件项目类型公共建筑及建筑群，包括大型商场、酒店、医院、数据中心、机 场、高档办公等建筑，以用电及建筑空调制冷、采暖及生 活热水为 主要负荷。（1）建筑规模在20万m-50万m之间。以燃气内燃机 为核心的CCHP较理想边界条件（2）用户大部分时段内的平均用电价格（兀/kWh）高于天然气价格（元/Nm2 3）的25%项目类型工业园等产业园区，以生产用电、生产用蒸汽、生产工艺制 冷为主 要负何

3、。（1）蒸汽负何在30-150t/h范围，负何较稳定，蒸汽年使用时间 在5000小时以上。以燃r轮机 为核心的CCHP较理想边界条件（2）上网电价或者直供电价在0.8兀/kWh以上。2 1技术原理传统CCHP存在系统单一、与环境协调不足、经济性欠佳等局限 性，通过采用“多能协同，智慧耦合”综合智慧能源技术，以燃气分 布式冷热电三联供作为基础能源保障，优先利用地热能 太阳能等可 再生能源，配合蓄能 储能技术，以智能化的调度平台有效保障区域 能源供应。3/192多能协同智能耦合系统技术图：典型多能协同智能耦合技术形式2. 2技术优势1）提高能源供应充裕性和安全性；2）通过与CCHP系统的耦合实现在

4、能源技术和利用方式上综合考虑能源、经济和环境因素；3）实现多能源系统耦合平衡，以及能源与环境最佳匹配融合；4）蓄/储能技术的加入，相比于单一的分布式能源系统，可以削减用电峰值，提高用电谷值，在一定程度上增加发电 机开启小时数， 提高项目经济性；5）热泵技术的耦合，可以利用CCHP余热提升极端天气下热泵系统低温侧温度可大大提高系统效率，并且利用CCHP 技术作为调节，可保证冬夏季热泵系统向地下的吸放热量一致，提高系统运行的稳定性，同时可以增加CCHP系统发电4/19机开机时数，尤其在冬季提供稳定电负荷需求，增加可利用 余热，提高CCHPS济效益，提高系统效率；5/196）光伏/光热技术的耦合，可

5、与分布式能源结合，共同并入市网对用户进行供电，同时CCHP技术可以克服光伏、光热技术缺陷，提高系统可靠性、稳定性和效率;7）常规电制冷、直燃机、锅炉供能技术的耦合调峰:用于补充发电余热不足部分的供冷、供热量2. 3适用项目类型及条件项目类型公共建筑及建筑群，包括大型商场、酒店、医院、数据中心、 机场、高档办公等建筑，以用电及建筑空调制冷、采暖及生活 热水为主要负荷。（1）建筑规模在20万mi-50万mi之间。以燃气内燃机为核心的CCHF多能耦合系统较理想边界条件（2）用户大部分时段内的平均用电价格（元 /kWh）高于 天然气价格（元/Nm3）的25%项目类型工业园等产业园区，以生产用电、生产用

6、蒸汽、生产工 艺制冷 为主要负荷。（1）蒸汽负何在30-150t/h范围，负何较稳定，蒸汽年使用 时间在5000小时以上。以燃气轮机为核心的CCHF多能耦合系统较理想边界条件（2）上网电价或者直供电价在0.8元/kWh以上。耦合蓄能技术较理想边界条件峰谷电价比越大经济性越好，一般需要当地的峰谷电价比达到 3以上。耦合电热泵技术较理想边界条件用户大部分时段内的平均用电价格（兀/kWh）高于0.93,或者天然气价格（元/Nm3）低于2.4以上。耦合光伏/光热技术较理想边界条件光照资源丰富的地区。耦合直燃机技术较理想边界条件用户大部分时段内的平均用电价格（兀/kWh）低于1.36 ,或者天然气价格（

7、元/Nm3）高于2.4以上。中深层地热技术较理想边界条件地热资源丰富，且有较大供热需求的地区。3漠化锂吸收式冷温水机组技术6/193.1技术原理7/19组成。抽气装置抽除了热泵内的不凝性气体，并保持热泵内一直处于以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，漠化 锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，回收利用低温热源（如废热水）的热 能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒（热水）,实现从低温向高 温输送热能的设备。热泵由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器等主要部件及抽气装置，屏蔽泵（溶液泵和冷剂泵）等辅助部分图：潦化锂吸收式冷温水机组系统原理图3. 2技术优势1）机组是在真空状态下运行，没有高

8、压爆炸危险，安全可靠;2）对于余热型机组，利用热能（或余热、废热、排热 等）为动力，与电动冷水机组比可明显节约电耗。因此，在 电力比较紧张的地咼空状态。事妙新弘卅18/19区，或有余热可以利用的场合，此机组更 具有意义;9/19作用。一般来说，城市中夏季用电量大，而燃气、燃油用量少，因生物质直燃供热技术是指以可再生能源如木屑、草类、垃圾处理3）制冷、采暖和热水供应兼用，一机多功能，机组从 功能上有单冷型（只制冷）、空调型（制冷，采暖）和标准 型（制冷，采暖，热水供应）三种形式供用户选择；4）对于直燃型机组，对城市能源季节性的平衡起到一定的积极此，用直燃机可以减少电耗，增加燃气、燃 油耗量，有利

9、于解决城市燃气、燃油系统的季节调峰问题;5）直燃机结构紧凑，体积小，机房占用面积小，安装 无特殊要求，使用操作方便。3. 3适用项目类型及条件项目类型直燃型：公共建筑及建筑群，包括大型商场、酒店、医院、数据中心、机 场、高档办公等燃气条件的建筑，以用电及建筑空调制冷、采暖及生活热水 为主要负荷。余热型：有工业废蒸汽、烟气废气及热水型废热资源的项目。直燃型用户大部分时段内的平均用电价格（元 /kWh）低于1.36, 或者天然气价格（元/Nm3）高于2.4以上。（1 ）电力紧张、工业废蒸汽、烟气废气及热水型废热资源等 余热资源丰富的地区。（2 ）废热资源免费或成本非常低。漠化锂吸收 式冷温水机组较

10、理想边界条件余热型（3）废热温度需要大于60 C,且供应稳定。4生物质清洁供热技术4.1技术原理残留物和农作物肥料处理残留物等生物质为燃料，通过循环流化床、炉排炉等生物质锅炉炉型直接燃烧制取蒸 汽或者热水进行供暖或工业10/19蒸汽的技术。If氏；尽阡勢图：生物质直燃锅炉供热系统原理图4. 2技术优点1） 可再生性：每年都可再生，且产量大；2） 低污染性：生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的硫 氧化物 氮氧化物都较低；所产生的二氧化碳可被植物吸收利用，二 氧化碳的净排放量为零，可有效地减少温室效应；3） 广泛的分布性：缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能；4） 因地制宜性：是许多现状采用燃煤供

11、热且生物质资源丰富区 域，随着环保压力增加后的燃煤替代的较好选择。11/194. 3适用项目类型及条件项目类型中小型城镇、工业企业、中小型工业园区分布式清 洁供 热的燃煤替代，或者采用天然气或者电等其它能源供热 成本过高的项目。（1）生物质资源丰富且生物质资源供应和价格相 对 可控。（2）对于供蒸汽类项目，工业蒸汽负荷在30-150t/h 范围，负荷较稳定，蒸汽年使用时间在5000小时以 o生物质清洁供热较理想边界条件（3）对于供暖类项目，当地供暖指导价格高于22元 /m2.ao5地源热泵技术 5.1技术原理地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地 下水、土壤或地表水等）的既可供热又可

12、制冷的高效节能空 调设备。地源热泵 通过输入少量的高品位能源（如电能）,实现由低温位热能向高温位 热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源, 即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏 5季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。图：地源热泵系统原理图定，常年保持在较适宜的10 20 C范围内，冬季比环境空气温度 5 2技术优点1）稳定性好：地能或地表浅层地热资源的温度一年四 季相对稳12/19高，夏季比环境空气温度低。2)节能高效：地源热泵系统主要利用地下恒定的能量，以电力 为辅，节能高效。在冬季运行的时候，地源热泵比传统中央空调节能 40%50%左右。3)

13、使用寿命长：一般室外地下换热部分寿命为50年，地上热泵机组寿命为25年。4)一机多用：地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活 热水，一机多用。5)环保可再生：地源热泵的运行没有任何污染，对环境非常友好。并且，地源热泵属于可再生能源，符合能源可 持续性发展的趋势，是理想的绿色环保产品。5. 3适用项目类型(1)大型商用建筑：如商场、展览馆、机场、体育馆、车站、影剧 院、写字楼、学校、医院等，以及一切负荷高、耗能多的场所均适 合。地源热泵 系统项目类型(2)档次较咼、面积较大的居室：如果舒适成为追求的目标 之一，地 源热泵就能最大程度地满足住户的舒适要求，不必担 心在极端气候下 的供暖或供冷不

14、足。(3)地址条件好，便于安装地下系统的地方。(4)有特殊要求的建筑：如对噪艺、安全性、外观有更咼要 求的建/r/v巩。13 /热能是污水中的低品位热能。污水具有常年温度稳循环的蒸发温度提高能效比也提高。而夏季水体温度比环境空气温6污水源热泵技术6.1技术原理污水源热泵与其他类型的热泵原理基本一致，均是消耗少量电能，然后利用低位热能为用户供热或者制冷，只是这 里的低位定，夏季比室外环境温度低，6. 2技术优势1）环保效益显著：污水源热泵是利用城市废热作为冷 热源，进行能量转换的空调系统，不产生废渣、废水、废气和烟尘，环境效益 显著。2）高效节能：冬季，污水体温度比环境空气温度高，所以热泵度低，

15、所以制冷的冷凝温度降低，使得冷 却效果好于风冷式和冷却塔 冬季比室外环境温度咼的特点图：污水源热泵系统原理图14/式，机组效率提高。3）运行稳定：水体的温度一年四季相对稳定，使得污水源热泵机组运行更可靠、稳定，不存在空气源热泵的冬季 除霜等难点问题。4）一机多用：地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可 提供生活热水，一机多用。63适用项目类型由于污水源热泵受污水水源的限制，适宜建设在距离污 水处理厂或污水干渠附近，且由于污水源热泵系统投资较常规电制冷高，因此 适宜用户为冬夏季分别有供热供冷需求的用户，包括大型商业建筑和 高端住宅等。7空气源热泵技术7. 1技术原理空气源热泵是一种利用高位能使热量从

16、低位热源空气流向高位热 源的节能装置。它是热泵的一种形式。顾名思义，热泵也就是像泵那 样，可以把不能直接利用的低位热能（如空气 土壤 水中所含的热 量）转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、 燃气、油 电能等）的目的。I15 /图：空气源热条系统原理图7. 2技术优势1）一年四季全天候运行，不受夜晚、阴天、下雨和下雪等各种天 气的影响。2）节能型产品：该空气源热泵机组以空气为低温热源制取热量,耗电量仅为电锅炉全年的1/4 ；同燃煤、油、气锅炉比，可节省40%以上的能源，短期内可收回投资。16/燃气空气源吸收式热泵3）环保无污染：该系统运行无任何的燃烧物及排放物，制冷剂对臭氧层

17、零污染，具有良好的社会效益。4）运行安全可靠：整个系统的运行无传统锅炉（燃油或燃气或 电锅炉）中可能存在的易燃、易爆、中毒 短路等危险，是一种安全 可靠的中央空调系统。5）安装方便， 易于管理：该机组的压缩机使用寿命长达15年以上;6）机多用：地源热泵系统可供暖 空调制冷，还可提供生活热水，一机多用。7.3适用项目类型由于空气源热泵对环境温度依赖大，一般适宜在长江以南地区使用，北方冬季容易结霜，效率较低。在适宜地区一般为冬季供暖夏季供热。1技术原理燃气空气源吸收式热泵是一种燃气型氨-水吸收式空气源热泵机组，主要由四大部件组成，分别为发生器 吸收器、冷凝 器和蒸发器。设备以氨为制冷剂，水为吸收剂

18、，依靠天然气燃烧产生 的热能驱动水对氨的吸收、释放，同时在空气中吸收热量，产生氨的 状态变化，从而产生吸热和放热过程，进而可以制取热水。系统内部 包括两个循环：制冷剂循环及 吸收剂循环。17 /液态氨循环工质在发生器中经燃气燃烧加热，蒸发后变成高温高 18/洛液泵吸收器JJ -辆用昭42技术优势压气态工质，高温高压气态氨循环工质在冷凝器中与供热回水进行热 交换，加热供热回水。高温高压液态氨循环工质经节流阀变成低温低 压液态工质，进入蒸发器，低温低压液态氨循环工质与室外空气换 热，被室外空气加热，再次变成气态工质，进入吸收器，再次与供热 回水进行热交换，加热供热回水。整个运行过程中，系统有两部分

19、能源输入，分别为燃气加热心 和空气吸热Q2其中空气侧Q2属于无偿热源。在冷 凝器和吸收器两部 件中输出热量，皆为加热供热回水。可利用放热Qj节流阀ftiSfisT（EuKI 询M J 55炖WQ I I |J图燃气空气源吸收式热泵运行原理图1）据厂家介绍，目前仅有供热功率为 64kW和19. 2kW的两 种机型，分别用在集中供暖或者平房别墅供暖项目。热泵机组供热COP高，可以达到1.7-1.8o2）根据项目现场的考察，这种设备体积较小，重量较 轻，布置比较灵活，可以就地布置，也可以屋顶布置，而且 基础只需要硬化路 面即可。19/3）由于设备体积和承重较小，吊装 运输 安装都比 较简单,一般从设

20、备订购合同到安装调试完成，工期大约在2个月内完成。20/换热，为氨蒸汽冷凝制热提供条件具有非常强的适应性。别为设备1米外噪音值为70. 4d;设备25米外开窗噪音值为3适用项目类型及条件4）本设备以氨为循环工质，氨的蒸发温度为-33. 4 C冬季一般室外温度下，低温低压液态氨工质在蒸发器中可以与 室外空气进行5）设备启动迅速相对较快，从启动到满功率大约需要40分钟。另外，该设备正常运行时，可以实现温度的无极调节，满足 不同环境温度对采暖的需求。6）设备由发生器单独引出一路除霜管路，利用气态工质作为除霜热源，每隔23小时进行一次除霜过程，不需停机，除霜 时间约为8分钟，达到了智能化霜且同时供热的

21、效果。7）热泵为吸收式，无压缩机，仅溶液泵为运动部件，较电空气源热泵噪音小。实测设备在运行阶段的噪音值，分54. 9dB,关窗噪音值为41.3dB ;设备55米外开窗噪音值 为51.6dB, 关窗噪音值为39. 5dB,小于国家标准声环境质 量标准对I类声环 境功能区昼间55dB,夜间45dB的要求。8） 燃气热泵S02排放浓度为9mg/nt NO排放浓度为27mg/mi, 颗粒物排放浓度为2.3 mg/m 满足国家和地方的排放限额标准。9）设备为模块化设计，可以随末端负荷变化，及时增 减机组台数，非常适合于分期建设和负荷需要阶段性孕育的项目。10）设备结构比较简单，后期运维人员配置和设备维修

22、 费用都较低。21/燃气空气源项目类型只有供暖需求、布置区域局限性较大的居民小区(1)保温效果较好、只需供暖的项目(2)设备预算投资较充裕吸收式热泵较理想 边界条件(3)当地供暖指导价格高于26兀/m2.ao9燃气式热泵空调9. 1技术原理燃气式热泵空调系统是一种以天然气为燃料，通过燃气发动机驱 动压缩机，通过燃气热泵的循环，进行制冷或制热的空调系统。它是 由模块式燃气空调室外主机、模块式的燃气空调式内机、冷媒管路和 控制器组成。燃气式热泵空调系统采用一带多的模式，室外主机放置 于室外， 室内机分散于各个房间，通过冷媒环路连接起来。在夏季，整个系统 切换至制冷循环模式运行，此时室内机作为蒸发器工作，低温低压的 冷媒液体在蒸发器中气化吸收室内的热量，降低室内温度。在冬季， 通过切换转换阀改变冷媒的流向，把系统切换至制热循环模式运行， 此时室内机作为冷凝器工作，高温高压过热冷媒蒸汽在室内机中液化 放热，提升室内温度。22/烏压液体tltl膨胀阀愿发器低温伍尽液休图燃气式热泵空调原理图9. 2技术优势1） 减少电力投资：与电制冷空调系统相比，GHP系统大幅度降低了电力的需求，避免了电力增容或加大变电容量等的巨额投 资。2）减少燃气管线投资：系统采用低压燃气即可使用，避免了高 压燃气管线建设投资。3）设计、施工安装方便：燃气式热泵空调系统只有一套