三联供探究及某垃圾焚烧发电项目三联供改造-毕业设计

摘要能源紧缺、环境恶化是日趋严重的全球性问题。改变能源结构，提高能源利用效率和发展清洁能源是各个国家能源发展战略的主要目标。目前，为了适应我国能源建设和可持续发展目标的需要，大力建设和实施天然气冷热电三联供已成为发展趋势之一。冷热电三联供是分布式能源的一种，是洁净高效最具经济性的供能方式。具有节约能源、改善环境、增加电力供应、治理城市大气污染和提高能源综合利用率的必要手段之一，符合国家可持续发展战略。大量垃圾包围城市，给环境和发展造成很大压力，但城市垃圾中也蕴含着巨大的资源潜力和经济效益。综合考虑经济成本与环境成本，垃圾焚烧发电逐渐成为我国城市生活垃圾处理方式的首选具备其必然性。本文介绍了冷热电三联供近年来在国外市场的发展状况，分析了国内市场的状况、政策环境及其前景，查阅了垃圾焚烧发电的相关资料并以某垃圾焚烧发电项目为实例对其进行三联供改造，同时对三联供的发展提出了一些看法。关键词：冷热电三联供,优点，形式，垃圾焚烧发电,前景AbstractEnergyshortageandenvironmentaldegradationareincreasinglyseriousglobalproblems.Changingtheenergystructureimprovingenergyefficiencyanddevelopingcleanenergyarethemainobjectivesofthevariousnationalenergydevelopment’sstrategy.AtthemomentinordertoadapttotheneedsofChina'senergyconstructionandthegoalsofsustainabledevelopmentVigorouslydevelopandimplementationofnaturalgasCCHPhasbecomeoneofthedevelopmenttrend.Asonekindofdistributedenergy,CCHPisakindofclean,efficientandmosteconomicwayofenergysupply.Itisoneofthenecessarymeansofcontrolurbanairpollutionandimprovethecomprehensiveutilizationofenergy,withenergyconservation,improvetheenvironment,increasetheelectricitysupplyandothercomprehensivebenefits.Alotofgarbagesurroundedcity,causedgreatpressuretotheenvironmentandthedevelopmentcitygarbage,butalsocontainsahugeresourcepotentialandeconomicbenefits.Consideringtheeconomiccostandenvironmentalcost,powergraduallybecomeChina'scitylifegarbagetreatmentofchoicehasitsinevitabilityofgarbageincineration.ThisarticledescribesthedevelopmentoftheconceptofdistributedenergysupplyandthedevelopmentofCCHPdevelopmentinforeignmarkets.Byanalyzingthesituationofthedomesticmarket,policyenvironmentandbroadprospects,cometosomesuggestionsoffuturesdevelopment.KeyWords：combinedcoolingheatingandpower;form;advantage;wasteincineration;future目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 1目录 3前言 4第1章绪论 51.1国外天然气冷热电三联供发展现状 51.2我国天然气冷热电三联供发展现状 61.3垃圾焚烧发电概念及发展现状 7第2章形式多样的天然气冷热电三联供 122.1冷热电三联供的工作原理 122.2冷热电三联供与三分供的对比 132.3天然气冷热电三联供的主要形式 162.4现行三联供方案的原理及特点 172.4.1蒸汽轮机+溴化锂制冷机 172.4.2内燃发电机+余热利用型冷温水机 182.4.3燃料电池+余热利用型冷温水机 192.4.4燃气轮机前置循环+溴化锂制冷机 202.4.5燃气—蒸汽轮机联合循环+吸收式制冷机组 212.4.6燃气轮机+排气回收型冷温水机 212.4.7微型燃气轮发电机+余热利用型冷温水机 222.5多样的冷热电三联供的制冷设备 232.5.1溴化锂吸收式制冷机 232.5.2氨吸收式制冷机 24第3章冷热电三联供系统实际应用案例分析 263.1普渡大学冷热电三联供工程实例简介 263.2某垃圾焚烧发电项目三联供系统改造 283.2.1项目背景 283.2.2项目简介 293.2.3经济性及技术性分析 293.2.4工艺流程 313.2.5主要设备及参数 333.2.6综合效益 343.2.6系统三联供改造 35第4章天然气冷热电三联供的应用前景 424.1天然气冷热电三联供系统适用的范围 424.2天然气冷热电三联供的优点 42结论 44参考文献 45谢辞 46前言我国现行的能源结构对环境构成了严重威胁，这将成为制约可持续发展战略能否顺利实施的重要因素。能源价格、电网稳定性、能量品质、空气质量以及全球气候改变，是21世纪面临的重要问题。随着经济和社会的发展，这些问题将变得更加尖锐，因而节能和环保变得非常重要。我国需要对目前的能源结构进行调整，大力发展包括天然气在内的清洁能源。随着经济的发展，民用和商业用电比例将稳步上升，用电峰谷差将越来越大，电网峰谷差不断增大，但调峰能力严重不足，这就成为影响电网安全、稳定、经济运行的隐患。在加强电网调峰能力方面，天然气发电和微型、小型燃气轮机发电机组构成的热电联产分布式供电体系必有一席之地。天然气冷热电联产其简称为CCHP，是建立在能源梯级利用的基础上，将制冷、供热及发电过程一体化的多联产系统，目的在于提高能源利用率，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率，CCHP的能源利用率可以达到90%，没有输电损耗。另外，CCHP在降低碳和污染空气的污染物方面有很大潜力。专家估计，如果现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少80%[1]天然气冷热电三联供可以在生产电力的同时，同时满足供热、制冷方面的需。本文具体研究内容分四部分：第一部分，天然气冷热电三联供的特点及目前应用状况背景，垃圾焚烧发电相关背景。第二部分，天然气冷热电三联供主要形式、原理以及其主要构造的功能。第三部分，简单介绍普渡大学的三联供运行情况,某垃圾焚烧发电厂的相关情况，对其进行三联供改造并对其所选用的蒸汽型溴化锂制冷机进行相关的计算。第四部分，天然气冷热电三联供优点及应用用前景。绪论冷热电三联供（CCHP———CombinedCoolingHeatingandPowerSystem）是一种建立在能量的梯级利用概念基础上，将制冷、供热及发电过程一体化的多联产总能系统。是在热电联产的基础上发展起来的，不仅可以向用户供电，而且还可供热、供冷。1.1国外天然气冷热电三联供发展现状美国：电力公司必须收购热电联产的电力产品，其电价和收购电量以长期合同形式固定，为热电联产系统提供税收减免和简化审批等优惠政策。截止到2002年末，美国分布式能源站建立已近6000座。美国政府把进一步推进“分布式热电联产系统”的发展列为长远发展规划，并制定了明确的战略目标：力争在2013年，20%的新建商用或办公建筑使用“分布式热电联产”供能模式；5%现有的商用写字楼改建成“冷热电联产”的“分布式热电联产”模式。2020年在50%的新建办公楼或商用楼群中，采用“分布式热电联产”模式，将15%现有建筑的供能系统改建成“分布式热电联产”模式。有报道称，美国能源部计划在2013年削减460亿美元国家电力投资，采取的办法是加快分布式能源发展。美国能源部计划，2013年20%的新建商用建筑使用冷热电三联供发展计划，2020年50%的新建商用建筑使用冷热电三联供发展计划[2]。欧盟：据1997年资料统计，欧盟拥有9000多台分布式热电联产机组，占欧洲总装机容量的13%，其中工业系统中的分布式热电联产装机总容量超过了33GW，约占热电联产总装机容量的45%，欧盟决定到2013年将其热电联产的比例增加1倍，提高到总发电比例的18%。丹麦：1MW以上燃煤燃油锅炉的天然气热电联产改造项目享受政府30%的补贴；对热电工程给予低利率优惠贷款；将环保所得税作为投资款返还工商业；对工商业的天然气热电联产项目发电价格补贴。法国：对热电联产项目的初始投资给予15%的政府补贴。英国：免除气候变化税、免除商务税、高质量的热电联产项目可申请政府关于采用节约能源技术项目的补贴金。日本：重视节能工作，节能系统的研究程度很高，以天然气为基础的分布式冷热电联供项目发展最快，而且应用领域广泛。日本政府从立法、政府补助、建立示范工程、低利率融资以及给予建筑补助金等角度来促进能源开发及节能事业的发展，对热电联产项目给予诸多减免税。截止2000年底，已建热电(冷)系统共1413个，平均容量477kW，主要是小型系统[3]。总的来说国外的天然气冷热电三联供技术发展比较成熟。1.2我国天然气冷热电三联供发展现状我国1998年起实施的《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”。2000年原国家计委、原国家经贸委、建设部、国家环保总局联合发布的《关于发展热电联产的规定》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、学校等较分散的公用建筑。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”。2005年起实施的国家标准《公共建筑节能设计标准》规定：“具有充足的天然气供应的地区，宜推广应用分布式热电冷联供和燃气空气调节技术，实现电力和天然气的削峰填谷，提高能源的综合利用率”[4]。目前，我国天然气供应日趋增加，智能电网建设步伐加快，专业化服务公司方兴未艾，天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。按照规划，“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。未来5-10年内在分布式能源装备核心能力和产品研制应用方面取得实质性突破。初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。我国的《节能法》中明确规定，国家鼓励发展冷热电联产技术。2000年由国家计委、经贸委、建设部和环保总局联合颁布的计基础[2000]1268号《关于发展热电联产的规定》中，再次申明了国家鼓励发展热电联产的政策，支持发展以天然气为燃料的燃气轮机冷热电联产项目，特别强调了国家积极支持发展小型燃气机组组成的冷、热、电联产系统。国家计委将在北京、上海等地开展冷热电联产试点工作，列人了“十五”能源规划纲要。1.上海的工程项目浦东机场的汽电共生系统(Co一generation:燃气轮机发电机组+废热锅炉+蒸汽型吸收式制冷机);黄浦区、阂行区中心医院的汽电共生系统;上海理工大学、上海交通大学、齐耀动力公司的冷热电联供示范工程(BCHP:微型燃气轮机发电机组+烟气型吸收式制冷机;燃气发动机发电机组+热水型吸收式制冷机);上海交通大学的燃气发动机热泵示范工程(GHP:燃气发动机+压缩式热泵)。2.北京的工程项目中国科技促进大厦、北京燃气集团大厦、北京奥运建筑以及中关村国际商城。中关村国际商城的冷热电联供项目:采暖面积40万，最大供冷负荷31260kw，最大供热负荷25064kw。采用燃气轮机发电机组，以烟气型吸收式冷热水机组供热供冷，以燃气直燃型吸收式冷热水机组辅助供热供冷。3.广州大学城区域能源规划全部建成后将有350万扩的建筑纳人区域供冷范围。所采用分布式能源站是一个总装机容量约为126Mw的燃气轮机一蒸汽轮机冷热电三联供系统。以天然气为燃料，燃气轮机组直接发电，排气进人余热锅炉产生4.OMPa中压蒸汽，中压蒸汽进人抽凝式汽轮机组发电;抽出部分1.OMPa蒸汽向用户供汽和用作吸收式制冷机组的能源;锅炉排烟余热用作生活热水的热源。整个过程能源利用效率达80%以上。暑假期间，大学城电、冷需求大幅度减少，该系统相当于配给广州电网一座12万kw的调峰电站，可缓解用电紧张局面[5]。由此可见，采用天然气为一次能源的冷热电三联产必将成为分布式能源主要的选择方式之一，这就是我国天然气为驱动能源的冷热电三联供应用方式所面临的机遇，其前景十分广阔。1.3垃圾焚烧发电概念及发展现状垃圾焚烧发电是把垃圾焚烧厂和垃圾焚烧设备引进、消化吸收再创新的工作。城市生活垃圾的焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中可燃物质进行焚烧处理，通过高温焚烧后消除垃圾中大量的有害物质，达到无害化、减量化的目的，同时利用回收到的热能进行供热、供电，达到资源化。1、我国目前垃圾焚烧发电行业现状。①投资主体多样与其它垃圾处理方式相比，垃圾焚烧发电项目的初始投资高。我国在近三年的时间里，垃圾焚烧发电发展较快主要得益于地方城市环保意识的加强，尤其是在经济条件好的城市，地方政府或是采用直接投资、或是采取鼓励拓宽融资渠道的手段来支持垃圾焚烧发电技术的应用。②关键设备进口，配套设备国产化从焚烧设备的角度来看，工业发达国家已经有了100多年焚烧垃圾的历史，无论技术上还是设备上都已经相当成熟。而我国垃圾焚烧处理专用设备的开发研制生产水平相对落后，但许多垃圾焚烧发电厂都借鉴了深圳首家垃圾焚烧厂的做法，采用关键设备进口、配套设备国产化的模式[6]。2、存在的问题①投资机制存在的问题有两种机制供选择。第一种是发达国家的垃圾发电厂建设机制。完全由政府拨款建设由财政或垃圾收费补贴来运行。例如日本、德国垃圾电厂全部为公益设施，电厂管理人员是国家公务员，发电上网价格可以低于或相当于常规电厂平均电价。这种机制不影响销售电价水平与电网的关系，十分简单。第二种是企业商业投资行为和政府电价支持机制。目前我国北京、上海、深圳、成都、贵阳、石家庄等城市规划的垃圾电厂无一例外都选择了这种方式，并已做出方案上报审批。采用这种方式的原因也很简单，就是我国各城市政府财政实力都较弱，没有拨款数亿元建垃圾电厂的能力。至于对千家万户实行垃圾收费，然后用这些资金去补贴电厂的想法，几乎不具备可操作性。各地上报的方案都是采用上述第二种机制，即要求国家批准由企业(含外国企业)商业投资机制加政府电价政策支持相结合的方案。但是现在的政策是将垃圾发电仅仅作为城市环卫设施、公益设施来建设运行，费用和还贷全部要由政府补贴，来源是垃圾收费或财政补贴，而电价不能补贴。②垃圾发电电价偏低垃圾电厂造价较高，不够还贷本息。因为垃圾费很难收上来，在很多城市对垃圾电厂只是进行补贴承诺，事实上垃圾电厂很难得到。通过计算，垃圾电厂电价只有在0.7元/度才能赚一点钱，但由于总收入较低，浙、粤两地垃圾发电企业普遍反映经营困难，个别企业甚至不能正常归还贷款，主要原因是垃圾发电厂的上网电量较少，有些地方的政府垃圾处理补贴标准偏低或尚未完全落实，电价相对较低。③国内垃圾焚烧处理技术不成熟我国生活垃圾焚烧技术的研究和应用起步相对较晚，焚烧处理技术尚处在起步阶段，一些先进的城市和发达地区都在进行技术引进和自主开发。目前，由于我国总体发展不平衡，城市生活垃圾焚烧发电在短期内不可能成为全国城市生活垃圾处理技术的主流，制约我国提高垃圾焚烧技术的主要因素有：一是我国生活垃圾热值低；二是国内尚未系统掌握垃圾焚烧技术；三是建设筹资难度大。但在部分发达城市或地区，城市生活垃圾焚烧发电将成为生活垃圾主要处理技术之一。④政策扶持力度不够垃圾焚烧发电属于社会公益事业，所追求的重点应是垃圾处理，是环境和社会效益，而不是发电。没有优惠政策和各种补贴，垃圾发电难以产业化。从发达国家的经验看，垃圾发电产业之所以成为这些国家的朝阳产业，很重要的一条就是政府不断加大政策扶持和补贴力度。我国不少地方虽然提倡垃圾发电，但缺乏足够的政策保障，仅有的一些补贴优惠政策也难以落到实处。这正是近2O年我国垃圾发电产业难以取得突破性发展的重要原因。⑤二次污染造成污染问题垃圾焚烧发电企业在运营过程中环保控制的达标率低。我国垃圾焚烧发电目前执行的是1999年出台的《城市生活垃圾焚烧污染控制标准》，尽管该标准大约相当于发达国家上世纪70年代的污染控制水平，但国内现有的大多数垃圾焚烧厂仍达不到该标准要求。从技术方面看，一个重要的原因在于，国产垃圾焚烧设备和技术基本上属于直接燃烧法，不少垃圾焚烧炉炉温偏低，内置大量吸热降温的余热锅炉导致部分二恶英未能充分分解而逸出炉外造成二次污染。在这样的情况下，如果没有一定的资金和技术支持，盲目建设垃圾焚烧发电厂，必然会出现严重的环境问题。因此，各地建设垃圾焚烧发电厂一定要综合考虑各种因素，特别要防止造成二次污染，避免垃圾处理产业化走入歧途[7]。3、相应对策垃圾发电产业发展对策①把垃圾处理费通过电价来收，解决政府补贴不足的问题以北京市为例，北京城市、郊区每年用电量400亿度，把5600万元摊到400亿度，每度电增加1.4厘钱，其实就是从千家万户不可操作的收垃圾处理费转到通过电价来收。这样的好处收费很简单很可行；缺点是给电价增加了内容，提高电价又等于抑制电力的消费。②以BOT运作模式兴建的垃圾焚烧发电厂BOT是英文Build0perateTransfer的缩写，即“建设一经营一移交”，是特许经营的方式之一。垃圾焚烧发电厂的特许经营，是指政府授权主管部门通过一定的方式(招商或招标)，将垃圾焚烧发电厂的建设权和一段时间的经营权以专营权的形式授予一个有资格的投资商(项目公司)。投资商(项目公司)负责垃圾焚烧发电厂的投资、融资、设计、采购以及安装调试-B；项目建成后，垃圾焚烧发电厂按协议规定向政府提供垃圾处理服务，并利用焚烧余热发电，政府则按协议规定向垃圾焚烧发电厂支付垃圾处理费，并保证垃圾焚烧发电厂剩余电力上网销售，投资者由此回收项目投资、经营和维护成本并获得合理的回报-O；在规定的特许经营期届满后，投资者将按照协议规定，把垃圾焚烧发电厂的所有权和经营权无偿移交给政府-T。③适当提高部分电价较低的地方电厂上网电价水平根据国家发改委和省有关规定，适当提高部分电价较低的地方电厂上网电价水平，并自2006年6月30日起执行。调高电厂上网电价也体现了扶持环保电厂的作法。比如，菏泽锦江环保垃圾电厂由于是垃圾发电，每千度电上网电价达到520元，电价比别的发电厂每千度要高60元左右。促进发展垃圾发电技术，即要调动垃圾发电企业自身对于技术创新与改造的积极性外，还要运用政府的力量，交替或适时运用行政杠杆、经济杠杆和法律杠杆，对垃圾发电企业进行多方面的扶持。主要包括：进行制度创新以吸纳一些风险投资基金组织的参与和支持；建立产、学、研合作的组织，协调与整合资源，加快科研成果的及时转化等。我国应尽快完善与垃圾电站相关的法律、法规以及与之相关的设计、制造的规程、规范。只有明确了垃圾分类回收的办法并实施，才能为垃圾的无害化处理创造良好的条件。只有明确了相应的设计、制造的规范、标准和各种投资、税收、补贴等政策，垃圾发电才能走上规范化轨道。面对垃圾焚烧发电企业在运营过程中环保控制的达标率低的现状，应该加强对二次污染的监管。通过对垃圾焚烧发电企业在运营过程中定期和不定期进行监管，对于不能达标的垃圾发电厂进行相应的警告或者处罚。

形式多样的天然气冷热电三联供2.1冷热电三联供的工作原理冷热电三联供是一种建立在能量梯级利用概念基础上，将制冷、制热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量进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供热或是制冷。这样做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。典型的冷热电三联供系统通常由发电设备、制冷系统和供热系统三部分组成。以天然气为一次能源的燃气轮机为例，说明冷热电三联供的工作原理，原理如图2.1所示。图2-1冷热电三联供工作原理图此系统以燃气轮机为原动力，驱动发电机和热泵。燃气轮机产生的可用热量分为两部分，一部分用于驱动制冷系统，一部分用来换热器加热水。另外热泵系统中冷凝散热Ｑｃｈ也可用来加热水。2.2冷热电三联供与三分供的对比冷热电三联供是以热电厂为中心，向外供应冷、热、电三种能量产品的系统。冷热电三分供是指分别以锅炉房对外供热、纯发电厂对外供电、电动制冷机对外供冷的能量系统。热电冷三联产与三分产能耗比较。三联供与三分供能耗比较的基准为供给用户处的热、电、冷相同，以煤为燃料的三分供与三联供之间一次能耗差即煤耗差，可以反映二者的节能情况，以下内容将围绕着该煤耗差展开分析。为分析问题方便起见，本文将三分供与三联供的煤耗差分解成供冷、供热、供电三部分进行分析讨论。三联供与三分供煤耗差。三联供与三分供煤耗差等于两者在供热、供电、供冷三方面煤耗差（均以标煤计）之和，用公式表示为（2.1）式中——锅炉房与热电厂供热煤耗差，kg/h;——纯发电厂与热电厂供电煤耗差，kg/h;——电力供冷与联产供冷煤耗差，kg/h;以下对供热、供电、供冷三种煤耗差依次进行分析讨论[7]。（1）锅炉房与热电厂供热煤耗差。 锅炉房与热电厂供热煤耗差主要是由于锅炉房与热电厂供热效率不同而产生的煤耗差，计算公式如下：（2.2）式中0.1228——系数 ——夏季(或冬季、全年)各供热系统平均热负荷，； ，——分别为热电厂和锅炉房供热效率； ，——分别为热电厂和锅炉房热网效率；由公式（2.2）可知，当不变时，△Br随的增大而增大，随的增大而减小。一般情况下热电厂与锅炉房相比具有优势[7]。（2）纯发电厂与热电厂供电煤耗差。纯发电厂与热电厂均通过电网向用户供电，供电效率按热电厂供电功率计算。纯发电厂与热电厂供电煤耗差计算公式如下： （2.3） 式中——夏季（或冬季、全年）热电厂平均发电功率，；——热电厂全厂自用电率，一般可取0.12-0.16；，——分别为电厂和热电厂供电煤耗，； ——电厂至用户间输变电线耗损率； ——热电厂至用户间输变电线耗损率；从公式（2.3）可知当不考虑供电量的变化和，的差别时主要取决于纯发电厂与热电厂的供电煤耗差（-），由于目前作为比较标准的在某个地区某个时期内为定值，当<时，△>0，即热电厂供电节能[7]。供电煤耗差与热电机组的形式，参数，容量有关，其中与热、冷负荷有着很大的关系。由于冷、热负荷较小时热电机组供电煤耗较高，而冷、热负荷较大时供电煤耗较低，所以只有保持在一定的冷、热负荷条件下才能使热电组供电煤耗差△>0。当夏季热负荷较小时，热电机组供电煤耗较高，此时>，△<0；而在这时增加制冷热负荷可降低供电煤耗，并且冷负荷越大越小，从而可使△>0。在夏季热负荷为=0时，电冷联产与电冷分产相比需要有较大的冷负荷才能使△>0，具有节能性。当冬季冷负荷=0时，热电联产与热电分产相比也需要有较大的才能使△>0。由此可知当、都比较大时，热电机组实行三联产对供电节能特别有利。（3）电力供冷与联供供冷煤耗差。联供供冷与电力供冷的冷媒介质均为冷水，其冷却方式均为水冷式，并假定制冷站均位于与电厂或热电厂保持一定距离的空调用户区。电力供冷与联供供冷媒耗差计算公式如下:（2.4）式中——电力供冷与联产供冷用电煤耗差，；——溴化锂制冷机用热煤耗差，；——热电厂增加产汽用电煤耗差，；——夏季（或冬季、全年）各空调系统平均冷负荷，；——电力供冷与联产供冷电耗率之差，； ——溴化锂制冷机热力系数；——一次蒸汽热网效率；——制冷站热效率； ——冷网效率； 供冷电耗率为单位冷负荷电耗。电力供冷与联产供冷电耗率之差等于电力供冷电耗率减去联产供冷电耗率。电力供冷电耗率包括压缩式制冷主机和冷却水系统电耗率，通常平均值前者可取0.2135kw/(COP=4.6838)，后者（冷却水泵和冷却塔风机）可取0.0317kw/kw；联产供冷电耗率包括溴化锂制冷主机和冷却水系统电耗率，通常平均值前者可取0.0075kw/kw，后者可取0.0474kw/kw。两者供冷方式的冷水系统电耗率基本相同，故计算电耗率之差时不必考虑。由此可得一般情况下两种供冷方式电耗率平均之差=0.1903kw/kw。随制冷系数、溴化锂制冷主机电耗率、吸收式冷却水系统电耗率的增大而减小，随压缩式冷却水系统电耗率的增大而增大[8]。 由以上分析可知一般情况下供热节煤量△Br＞0，且随Ql的增大而增大，随Qr的增大可能稍有增大；供电节煤量△Bd＞0，且随冷、热负荷的增大而增大；供冷耗煤量△Bl＜0，且随冷负荷的增大而大幅度减小，但随热负荷的增大而稍有增大。所以，根据公式(2.1)有△B＞0，△B＜0，△B=0即三联产与三分产相比有节能、耗能、不节能也不耗能三种情况。从△B＞0可得三联产与三分产相比的节能条件为： （△Br+△Bd）＞|△Bl|节能条件为供热节煤量加供电节煤量之和大于供冷耗煤量。三联产的节能条件和判断依据也是用于电冷联产与电冷分产或热电联产与热电分产相比的节能性分析。冷热电三联供能量流程如图2.2。图2-2冷热电三联供模型图2.3天然气冷热电三联供的主要形式天然气冷热电三联供系统分类按照供应范围可以分为区域型（DCHP）和楼宇型（BCHP）两种。区域型系统主要是针对各种工业、商业或科技园区等较大的区域，设备一般采用容量较大的机组，还要考虑冷热电供应的外网设备，往往是需要建设独立的能源供应中心。区域型冷热电三联供通常采用大中型燃气轮机推动燃气透平发电，做完功后的燃气尾气还高达1000℃，进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽再推动汽轮机发电，并抽取中间再热蒸汽进行吸收式制冷，燃气尾气和蒸汽乏汽直接加热生活热水。其特点是规模较大，一般在100MW以上，所发电力一般全部上网出售给电网公司。区域性冷热电三联供主要应用于新建工业园区、电力及冷热负荷高度集中商业区，其应该明确定位于调峰发电为主，结合区域规划将余温余热合理利用。应避免片面追求集中供冷、供热，反而导致冷热电匹配失衡，出现大马拉小车问题，最终整体效率降低，违背冷热电三联供实质。楼宇型系统是针对具有特定功能的建筑物，如写字楼、商厦、医院及某些综合性建筑所建设的冷热电供应系统，一般仅需容量较小的机组，机房往往布置在建筑物内部，不需考虑外网建设。楼宇型冷热电三联供即通常所说分布式能源系统，通常是针对某一栋或几栋建筑物的能源供应系统，典型的应用场所包括大型商厦、酒店、医院等。楼宇型冷热电三联供规模一般在几十千瓦到五十千瓦，采用小（微）型燃气轮机或燃气内燃机作为发电动力设备，燃机尾气或内燃机缸套循环水作为吸收式制冷或供热。楼宇型冷热电三联供应定位于供热（冷）为主、发电为辅的“以热（冷）定电”模式，所发电量一般不超过总用电负荷的30%，所发电量全部自用，不足电量由电网补充。2.4现行三联供方案的原理及特点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、机械效率较高的燃气轮机，同时燃气轮机的容量范围很宽:从几十到几十KW的微型燃气轮机到300卿以上的大型燃气轮机，它们用于热电联产时既有较高发电效率(30份40%)，又有较高的热效率(40份50%)，从而是总的能有利用率有很大提高[9]。压缩式制冷是消耗外功并通过旋转轴传递给压缩机进行制冷的，通过机械能的分配，可以调节电量和冷量的比例;而吸收式制冷是耗费低品位热能来制冷(根据对热量和冷量的需求进行调节和优化)，把来自热电联产的一部分或全部热能用于驱动吸收式制冷系统，从而实现了冷热电三联产。目前最为常见的吸收式制冷系统为嗅化埋吸收式制冷系统和氨吸收式制冷系统。由于氨吸收式制冷系统使用了有害工质氨，所以限制了其使用场所。现今的三联供系统普遍采用的还是溴化锂吸收式制冷系统。2.4.1蒸汽轮机+溴化锂制冷机工作原理：锅炉燃烧产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机推动涡轮旋转，带动发电机发电，发电后的乏汽或从蒸汽轮机中的抽气进入蒸汽溴化锂制冷机同时一部分进入热交换器采暖或提供卫生热水。根据实际蒸汽品质，可以选择双效或单效蒸汽机。系统流程：图2-3蒸汽轮机加溴冷机工作原理图应用特点：根据对热电厂“以热定电”的要求，采用CHP可以大大提高热电厂的用热量，提高热电厂的负荷率，提高经济效益。如果汽轮机抽气或乏汽不被用掉，则其发电量和发电效率都将下降，因此夏季使用蒸汽溴冷机可以显著提高综合效率；该模式适合于各个规模的火电厂或者热电厂。2.4.2内燃发电机+余热利用型冷温水机工作原理：内燃机基于柴油发电机技术，燃料和空气进入气缸混合压缩燃烧并做功，推动活塞运动，通过连杆机构，驱动发电机发电。排气、缸套冷却水的余热由余热利用型冷温水机产生制冷、采暖、卫生热水。系统流程：图2-4内燃机加余热利用冷温水机工作原理图应用特点：余热中高温排气量较小且含氧量低，不能再燃利用；制冷、采暖、卫生热水、电力几种形式的负荷容量搭配比较灵活；系统组合简便，适合于现有内燃机电站的基础上进行改造。2.4.3燃料电池+余热利用型冷温水机工作原理：燃料电池利用燃料和空气的电化学反应提供电力，同事产生出蒸汽、废水、排气等。通过溴化锂制冷机回收这部分废热，提供制冷、采暖、卫生热水。系统流程：图2-5燃料电池加余热利用冷温水机工作原理图应用特点：发电效率和能源综合利用率都较高；发电不是利用燃料燃烧，污染排放小，环保效益显著；制冷、采暖、热水喝电力能量负荷容量配置灵活，可以用于各种场合；由于材料价格的关系，导致成本较高，燃料电池目前还未达到商业化生产。2.4.4燃气轮机前置循环+溴化锂制冷机工作原理：燃气轮机发电后排除的高温烟气通过余热锅炉回收，其余热产生的蒸汽供蒸汽溴化锂制冷机制冷，其余通过热交换器提供采暖、卫生热水或者供供工业用户使用。系统流程：图2-6燃气轮机前置循环加溴冷机工作原理图应用特点：夏季采暖/热水负荷最小的时候，溴化锂制冷机可以充分利用燃气轮机余热制冷，保证较高的系统综合能源利用率。制冷效率高，COP值可达到1.30系统产生的冷量可用于建筑物的空调或燃气轮机本身的进气冷却或其他工艺冷却。制冷负荷调节范围广，最小制冷量可达6000，可满足各类建筑物的冷热电的要求。既适合于燃气轮机热电厂，又适合建筑物的能源供应2.4.5燃气—蒸汽轮机联合循环+吸收式制冷机组工作原理：燃气轮机排出的尾气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，注入蒸汽轮机发电，发电后的乏汽或抽汽供蒸汽制冷机制冷，其余部分可用于提供采暖或卫生热水。当燃气轮机或余热锅炉的排气同样可以驱动排气直热型和排气再燃型制冷机。系统流程：图2-7燃气-蒸汽联合循环加吸收式制冷机工作原理图应用特点：比简单循环和前置循环发电具有更高的发电效率；与汽轮机发电中的应用类似，溴冷机可以有效提高夏季发电量和发电效率，并且减小用电峰谷差；适用于联合循环电厂。2.4.6燃气轮机+排气回收型冷温水机工作原理：燃气轮机中高温高压气体做功带动发电机发电后排除，这时还保持着相当的温度（一般在400℃以上），并且具有较高的含氧量。溴化锂制冷机可以直接回收排气余热进行制冷，也可以将排气作为助燃空气进行第二次燃烧，二次燃烧回收热效率更高，可达95%以上。系统流程：图2-8燃气轮机加排气回收型冷温机应用特点：尾气余热直接由溴化锂冷温水机回收进行制冷、采暖并提供卫生热水，无须另外加热交换器，系统流程简单，造价低。热效率高，COP通常在1.27以上；使用建筑物：燃气轮机电厂或燃气轮机自备电站的改造，特别适合于简单循环的燃气轮机电厂，其经济性特别显著。2.4.7微型燃气轮发电机+余热利用型冷温水机工作原理：微型燃气轮发电机排气余热一部分被溴冷机的稀溶液回收，另一部分参与二次燃烧，对外提供制冷、采暖和卫生热水。系统流程：图2-9微燃型燃气轮机加冷温水机工作原理图应用特点：发电后的排气余热得到充分利用，冷温水机能耗最大限度降低；电力、空调、采暖和卫生热水几种负荷容量搭配灵活，可以满足不同场合的需要；2.5多样的天然气冷热电三联供的制冷设备2.5.1溴化锂吸收式制冷机冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发，成为冷剂蒸汽，进入吸收器内，被浓溶液吸收，浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液，由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高，最后进入再生器，在再生器中稀溶液被加热，成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器，温度被降低，进入吸收器，滴淋在冷却水管上，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，成为稀溶液。另一方面，在再生器内，外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸汽，进入冷凝器被冷却，经减压节流，变成低温冷剂水，进入蒸发器，滴淋在冷水管上，冷却进入蒸发器的冷水。该系统由两组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成，并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起，通过对高温侧、低温侧溶液循环量和制冷量的最佳分配，实现温度、压力、浓度等参数在两个循环之间的优化配置，并且最大限度的利用热源水的热量，使热水温度可降到66℃。以上循环如此反复进行，最终达到制取低温冷水的目的。

溴化锂的性质与食盐相似，属盐类。它的沸点为1265℃，故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时，可以认为仅产生水蒸气，因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的，溶液的浓度不宜超过66％，否则运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性，破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压，比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多，故在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力，这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。由于溴化锂吸收式制冷机对热源参数要求低、适应性强，而且消耗电能少，所以在我国现阶段的冷热电联产系统中最为常见。根据驱动热源的不同，可分为蒸汽型、直燃型、热水型、余热型和复合热源型，可视热电联产系统产物选取不同机型。尽管如此，溴化锂溶液易结晶的特性和机组能效比偏低的缺点却在一定程度上制约了溴化锂吸收式机组的发展。2.5.2氨吸收式制冷机氨吸收式制冷机以氨-水作为工质时，其工作原理与溴化锂式有相似之处。可以利用低品位热能使能源得到合理利用。氨吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能，而所需温度只要在80℃以上就能利用。其优势有以下几个方面：1、节电，氮吸收式制冷机除了为驱动溶液泵要消耗极少量电能外，其它设备都不需要电能。2、设备制造容易，除泵以外，系统内主要是一些热质交换设备，对加工工艺的要求不高，一般具有压力容器制造许可证的工厂都能生产，所以便于推广。3、运行平稳可靠，操作简单，便于调节系统能在各种负荷条件下运转，当冷负荷在范围内变动时，设备的运行经济性能都能保持平稳，即操作弹性大，可以实现无级调节。4、嗓声小，由于运动部件只有泵，系统内也没有高速气流，所以运转时振动和噪音都较小，有益于操作工人的身心健康和环境保护。5、易于维修，因为除泵以外，没有其它运动部件，容易维护，运行周期长，检修次数少，润滑油等也可节省，因此维修费用低。6、可以在一台机组上实现多个蒸发结果，根据用户对制冷温度的不同要求，可在一套设备中产生多种温度的冷量，使机组充分发挥作用，减少初投资。7、单台机组的制冷量可以达到很大，迄今为止，世界上最大的单台机组安装在苏联，为其它任何制冷系统所不及。8、系统内没有润滑油，有利于各换热设备内保持传热而的沽净，增强传热[13]。9、能制取0℃以下冷量而不易结晶，对除了铜以外的金属基本无腐蚀性，系统的体积也较小。综上所述，氨吸收式制冷机的最大特点在于可以利用低品位的余热，使能源得到充分合理利用，并可大量节省电力，这对缓和电力供需矛盾意义重大。所以它在那些既需冷量较多，又有余热或热电联产的企业中特别适用[10]。第3章冷热电三联供系统实际应用案例分析3.1普渡大学冷热电三联供工程实例简介普渡大学的冷热电三联供方案：韦德电厂运用热电联产为普渡大学提供所需的热能、冷量和电能。电厂主要能源的使用和成本主要取决于因时而变的发电量和电力采购需求。韦德电厂根据普渡大学的电力、热能、冷量需求来制定战略以实现资源的最优控制和成本的节约。从电站锅炉产生的蒸汽用于校园供暖、发电、冷冻水生产和电厂的辅助使用。冷冻水由四个蒸汽驱动的冷水机组和两个电制冷机组通过40-45'F的闭路水循环产生，分配给学校来满足学校实时制冷需求。使用两个蒸汽轮机驱动的发电机组和一个柴油发动机驱动发电机发电提供30-50%的校园所需要的电力。剩余的电从当地的电力公用事业购买。图3-1普渡大学三联供系统图示现有工厂设备器材表3-1现有工厂设备器材表项目主要燃料容量锅炉1，2煤215000pph锅炉3NG/FO200000pph锅炉5煤200000pph锅炉7NG200000pph涡轮式发电机1650psig蒸汽30MW涡轮式发电机2650psig蒸汽10MW冷水机组6650psig蒸汽6250tons冷水机组7125psig蒸汽3000tons冷水机组8125psig蒸汽4500tons冷水机组9，10电力2000tons冷水机组11125psig蒸汽5000tons系统的蒸汽流过热蒸汽在600psig/820’F的状态下产生通过蒸汽管道在125PSIG和15PSIG的状态下分配，它是13.5million平方英尺的普渡大学校园唯一的热源。图3-2蒸汽流系统图图3-3冷冻水系统图潜在影响的研究普渡大学的三联供实现了能源的梯级利用，提高了能源的利用率。系统整体能源利用效率非常高，同时实现供电、制冷和供暖，节能环保、经济高效、安全可靠。3.2某垃圾焚烧发电项目三联供系统改造3.2.1项目背景某市垃圾产生量及垃圾成分：全市垃圾产生量约为5200吨/日，其中市区约为3700吨/日。某市生活垃圾主要成分为有机物，约占70%，另外可回收物约占24%，无机物约占6%。某市垃圾处理现状：本市辖七区五市，其中除A区和下辖各市设垃圾填埋场处理本行政区域内的生活垃圾外，其他区域的生活垃圾全部进入小涧西生活垃圾综合处理厂进行处理。该厂是本市的主要垃圾处理设施，承担全市约60%的垃圾处理量。此生活垃圾综合处理厂现状：占地约65.88公顷，于1998年开始规划建设，目前包括五项垃圾资源化处理设施：焚烧发电、生化处理、填埋气体发电、餐厨垃圾处理和焚烧残渣再生利用项目。两个终端处理设施：填埋场、渗沥液处理厂。三个基地：环保教育基地、环卫技术研发基地、生态示范基地。目前已建成项目6个，包括生活垃圾卫生填埋场一期、焚烧发电厂一期、堆肥处理厂、餐厨垃圾处理厂一期、沼气发电厂、污水处理厂，具备了垃圾分类处理的多种手段。园区投入运行以来，为全市经济社会的快速发展发挥了重要作用，目前全市60%以上的生活垃圾在该园区内处理，资源化处理率达到了58.2%。根据规划，到“十二五”末，该园区垃圾综合处理能力将达到5000吨/天以上，市区的生活垃圾可全部进入综合处理园区处理。将形成以焚烧发电为核心、生化处理为补充、卫生填埋为保障的生活垃圾综合处理体系，城市生活垃圾无害化处理率保持在100%，资源化处理率达到90%以上，基本实现原生垃圾零填埋和循环可持续的发展目标。3.2.2项目简介本城市生活垃圾焚烧发电厂是由上海环境投资有限公司组建的青岛环境再生能源有限公司投资建设的BOT项目，运营时间25年。厂区距离市区大约50公里。此城市生活垃圾焚烧厂建设规模为3*500t/d三条焚烧线，日处理垃圾能力1500吨，年处理能力55万吨，能处理青岛市目前垃圾的一半左右，配备2台15MW的汽轮发电机组。焚烧炉采用日本JFE焚烧炉技术，由JFE提供初步设计，国内详细设计和配套。项目由上海电力建设第二工程公司承建，黑龙江惠泽电力科技有限公司负责调试工作，调试工作2010年7月开始。2012年6月23日，中国电建所属的上海电建二公司承建的垃圾焚烧发电厂生产线顺利通过了72+24小时满负荷试运行。自此，本垃圾焚烧发电厂工程正式移交生产，转入商业运营。3.2.3经济性及技术性分析1.经济性分析目前项目投资为6.8亿元，垃圾焚烧发电厂的主要受益为垃圾处理补贴和售电，其中垃圾处理补贴费为61元/吨，电价享受国家可再生能源电价补贴为0.65元/度。垃圾焚烧发电厂的年发电量约为2亿度，年上网电量约为1.57亿度。运营成本主要为设备投资及折旧、人工费、材料消耗费用以及维修费。2.技术性分析（1）生活垃圾燃烧热值分析城市生活垃圾的组成成份以及燃烧热值对于垃圾焚烧发电项目的燃烧工艺具有重要的意义。城市生活垃圾中各种物质的种类纷繁复杂，并且垃圾的成份总是在变化，这就给数据的统计和分析带来了不便，导致了某些数据的缺失。但是从大体上来看，生活垃圾的各种成份还是有一定的规律的。居民生活垃圾主要是由容易腐烛的有机物、纸盒、包装物等构成，垃圾的组成成份随着四季的变化而发生改变；公共街道的保洁垃圾主要有泥土沙子、枯枝落叶、包装物品等，其中的垃圾组成成份比较少；社会垃圾主要指由行政单位、企业所产生的垃圾，垃圾的主要成分是纸张等包装物，其它成份相对较少。因此影响的主要因素及变化特点如下：①垃圾产量在逐年增加，人均垃圾产量逐步增长及人口的增长，导致了青岛市的生活垃圾产量也随之增加。②造成垃圾成份变化的因素与经济发展状祝、燃料结构、居民的生活水平等因素密切相关。无机成份逐年下降——燃气户增加，燃煤户减少；植物成份占有相当大的比例。③包装物的纸类、塑料等有一定回收价值和低含水率、高热值的成份稳步上升——居民的生活水平提高。垃圾热值的高低取决于垃圾成分中可燃组份（主要包括纸类、纺织物、塑料及植物）的性质及其所占的比例的多少，根据以往周边的数据表明，居民生活垃圾中可燃组份含量总体上呈增加的趋势，因此垃圾热值也会呈上升趋势。鞍山市垃圾成份已具备焚烧发电的基本条件。根据有关部门的测算，此市垃圾焚烧热值约为5200KJ/KG，可以满足焚烧发电的要求[11]。（2）工艺可行性分析垃圾焚烧发电方式在国外应用较为广泛，他们在技术的应用上也己趋于成熟，系统运行可靠。在国内及我省已建成多座垃圾焚烧厂，取得了较好的经济和社会效益。这些垃圾焚烧发电厂积累的宝贵经验将为我国垃圾焚烧发电项目建设起到重要的借鉴作用。我国焚烧发电厂经过大量经验的积累，在充分钻研和理解国外先进技术的基础之上，幵发出了适应中国垃圾使用的技术和设备，从而使我国垃圾焚烧发电厂的适应性得到了大幅度的提高，而又大大降低了成本。垃圾焚烧炉的选型至关重要，直接关系到设备投资额、运行费用以及现有垃圾的适应性。本项目推荐采用机械炉排垃圾焚烧炉，主要基于以下几方面考虑：①青岛市生活垃圾焚烧厂的垃圾来源主要为城市居民的生活垃圾、商业垃圾和街道清扫垃圾，其主要成分为厨余、纸张、渣土、玻璃、金属等，垃圾统一收运后，经垃圾中转站送到垃圾焚烧厂垃圾储池。②焚烧厂处于城市郊区，为减少对城市环境的污染，故对焚烧厂的各种污染物一-特别是大气污染物的排放要求严格；③国际上焚烧技术的广泛应用、技术的成熟度；④国内外技术设备厂家的可选性多，技术成熟；⑤国内目前焚烧技术的应用现状，有成功的运行经验；3.2.4工艺流程焚烧工艺介绍：本城市生活垃圾焚烧厂全厂工艺主要由以下几个系统构成：垃圾称重及卸料系统、垃圾焚烧系统、助燃空气系统、余热锅炉系统、炉渣输送系统、烟气净化系统、汽轮发电机系统、自动控制系统、公用系统等。生产线配置为三条焚烧线，两台发电机组。来自市区的生活垃圾经过地磅自动称重后由高架路进入卸料大厅。卸料大厅面积为4000平方米，设有9个卸料门。垃圾车将垃圾由指定卸料门卸入垃圾储仓内。垃圾储仓采用负压设计，容积为21000立方米，可存放6天的垃圾量。垃圾仓上方安装了两台16吨的抓斗起重机，将垃圾抓入进料口，进入焚烧炉进行焚烧。垃圾焚烧产生的热量通过中温中压余热锅炉回收产生过热蒸汽，并经两台额定功率为15MW的中压凝气式汽轮发电机组发电。产生的电量除自用外，并入电网。垃圾焚烧产生的炉渣进行资源化利用。烟气净化采用SNCR脱氮系统，半干法+干法脱酸系统，以及活性炭喷射和布袋除尘工艺。废气经脱氮、脱酸、除尘、去除二噁英、重金属等有害物质后达标排放。焚烧产生的飞灰进行稳定化处理。垃圾渗沥液送往小涧西渗沥液处理基地统一处理。图3-4全厂工艺流程图环保技术措施废气治理焚烧炉烟气为垃圾燃烧产生的有害气体，含有大量的粉尘颗粒、NOX、HC1、SO,.二嗎英等有害物质。本工程采用如下措施进行治理：本工程选用半干法尾气处理技术，由旋转喷雾反应塔+高效布袋除尘器+活性碳吸附+制架系统等串联组成尾气净化装置，对烟气进行脱硫、脱HC1和除尘，有效地脱除重金属及二嗎英等有毒物质。设计采用的反应剂为CaO、吸附剂为活性碳。并配有自动控制及在线检测装置，控制排放措施，可使烟气排放达到国家规定的污染物排放标准。②废水治理废水主要来自：垃圾储池的渗沥液、冲洗垃圾卸料平台、洗车等而产生的污水、牛活污水及循环系统的排污水。垃圾渗沥液处理采用初沉池+调节池+UASB厌氧反应器+MBR(反确化池/销化池/外置超滤膜）+纳滤处理工艺。上述处理工艺流程具有处理设备高效稳定，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定的特点。③固体废弃物的治理本工程采用灰、渣分排系统，焚烧炉产生的干炉渣由于不属于危险废弃物，因此可以综合利用，用于铺路或运至制砖厂制砖。除渣系统设有除铁器，由除铁器分离出的废金属打包后装车送到有关负责物资回收的部门，实现资源的综合利用。烟气处理系统产生的飞灰为危险废弃物，应进行固化处理。本工程选用目前较常用的水泥固化法对飞灰进行固化处理，处理后的飞灰固化砖（经浸出实验污染物检测合格后）与不可利用的炉渣送到垃圾填埋场进行填埋。④恶臭控制措施针对垃圾储坑内的恶臭污染源，主要采取下述控制措施：一是垃圾运输车采用封闭式；二是需要在主厂房卸料平台的进出口的地方设置风幕门；三是为保证垃圾储仓处于负压状态，防止臭气外逸，焚烧炉一次风机需从垃圾储仓顶部吸风作为助燃空气，防止焚烧间臭气外逸；四是设置自动卸料门，使垃圾储仓密闭化；五是抓斗检修孔采用气密措施；六是垃圾储池采用钢筋混凝土自防水并涂水泥基渗透结晶型防水材料，内表面采用环氧砂装抹面防渗防腐。既防止有味气体通过墙体缝隙扩散到室外，又可防止渗沥液渗入土壤，污染环境。3.2.5主要设备及参数表3-2主要设备及参数表设备主要参数数量汽轮发电机组额定功率：15000KW额定进气压力：3.8MPa定进气温度：390℃额定转速：3900rpm额定电压：10.5KV2台半干式反应塔形式：半干式烟气处理量：107600Nm3/h入口烟气温度：195℃出口烟气温度：155℃3套余热锅炉型式：中压自然循环水管锅炉每台锅炉额定蒸发量：46.6t/h蒸汽压力：4.0MPa蒸汽温度：400℃3台焚烧炉单台垃圾处理能力：500t/d炉排型式：往复式机械炉排年累计运行时间：大于8000h驱动方式：液压驱动控制方式：ACC自动控制3台3.2.6综合效益经济效益：从资源的角度讲，生活垃圾是一种可综合利用的可再生资源，垃圾焚烧发电不仅充分解决了越来越多的垃圾所带来的土地资源浪费，更多的是垃圾焚烧所产生的热能发电，使得垃圾变废物为能源，使其剩余价值得到了充分的利用。1吨生活垃圾可发电约300度，一个日处理垃圾1200吨的垃圾发电厂，每年能发电1.2亿度，相当于节约标准煤4.8万吨。一个普通的三口之家，按每天5度电计算，则每年大概用电1800度，这样的一个电厂则可以满足6.7万户家庭一年的用电，节约资源和缓解能源危机的意义显而易见。环境效益：21世纪的今天，随着人们生活水平的不断提高，环保已成为人们关注的焦点，然而随着我国经济的快速发展，生活垃圾产生量逐年增长。垃圾的露天堆放导致废水、废气污染，特别是露天垃圾填埋场垃圾自燃释放的烟气，产生高浓度的二噁英，严重影响百姓的身体健康，通过采用高新技术的焚烧设备和严格的环保措施，可以有效降低污染物的排放，减少垃圾处置对人类的影响。垃圾焚烧发电以国际最先进、最成熟的炉排炉焚烧工艺，严格按照国家规范从严控制，达到固废处理零排放，废水、废气的排放指标远低于国家标准，避免了填埋、堆肥等对土地资源的浪费，对地下水源的污染。若以年处理生活垃圾量33.3吨计算，可实现年上网电量6000万度，每年可节省标准煤2.8万吨，相当于减排7万吨二氧化碳，减排4960吨COD，节能减排效益尤为明显。社会效益：中国城市人均日产垃圾约1公斤左右，人均年产垃圾440公斤，600座城市目前已堆放或填埋各类垃圾80亿吨，约有2/3的城市处于垃圾包围之中，全国的垃圾年产量达到1.8亿吨，且每年以8%—10%的速度增长，与GDP增速相匹敌。面临日益严峻的“垃圾围城”危机，垃圾焚烧发电能有效实现垃圾减量化，减少垃圾对生态圈的破坏和因堆放垃圾而占用的土地，实现人与自然的和谐发展。在特许经营权期间能焚烧处理生活垃圾约900万吨，折算为原生垃圾约为1125万吨（80%），与卫生填埋处理相比（以堆高10米测算），累计节约土地2000亩（0.8T/m3），实现垃圾减量化95%，节约了大量的土地资源，减少人对自然的依赖和破坏，发挥人的主观能动性，从根本上树立“绿色发展”的和谐理念，对建立“资源节约型、环境友好型”社会具有重要的战略意义。3.2.6系统三联供改造本项目目前只实现了热电联产，其夏季制冷是依靠电压缩制冷机实现，考虑到垃圾焚烧发电系统足够的热能，这实际上是没有对资源实现有效利用。在系统中以蒸汽型溴化锂制冷机来替代电压缩制冷机，实现垃圾焚烧发电系统的冷热电三联供，可以提高能源的利用效率。所选溴化锂制冷机的热源为汽轮机中间级抽取的蒸汽。加热工作蒸汽压力为0.210MPa,蒸汽温度为137.3℃。溴化锂吸收式制冷机的设计计算包括热力计算、传热计算、结构设计计算及强度校核计算等，结合本专业所学的知识，此处进行了热力计算和传热计算为整个溴化锂吸收式制冷机的设计提供基础的依据。溴化锂吸收式制冷机的热力计算是根据用户对制冷量和冷媒水温度的要求，以及用户所能提供的加热热源和冷却介质的条件，合理地选择某些设计参数（传热温差、放气范围等)，然后对循环计算，为传热计算等提供依据。1.热力计算已知条件①制冷量②冷媒水进口温度③冷媒水出口温度④冷却水进口温度⑤加热工作蒸汽压力，相对蒸汽温度设计参数的选定①吸收器出口冷却水温度和冷凝器出口冷却水温度为了节省冷却水的消耗量，采用串联方式。假定冷却水总的温升，取，，则②冷凝器温度及冷凝器压力取，则MPa③蒸发温度及冷凝压力取，则MPa④吸收器内稀溶液的最低温度取，则⑤吸收器压力假定MPa,则⑥稀溶液浓度由和查h-w图得⑦稀溶液浓度取，则⑧发生器内浓溶液的最高温度由和查h-w图得⑨浓溶液出热交换器的温度取冷热端温差，则⑩浓溶液出热交换器时的比焓由查h-w图得11稀溶液出热交换器时的温度再根据和查h-w图得12喷淋溶液的比焓值和浓度取f=30由和查h-w图得根据以上数据，确定各点的参数，其数值列于表7-4中，考虑到压力的数量级，表中压力单位为kPa。表3-3循环各点的参数值名称点号温度/℃质量分数压力/kPa比焓/kJ/kg蒸发器出口处冷机蒸汽1’4.00.8122941.37吸收器出口处稀溶液240.00.5850.797276.31冷凝器出口处冷剂水344.09.100602.25冷凝器进口处水蒸气3’93.29.1002996.40发生器出口处浓溶液497.60.6309.100383.49发生器进口处饱和稀溶液587.10.5859.100368.33吸收器进口处饱和浓溶液648.30.6300.797297.55热交换器出口处稀溶液a778.00.585348.92热交换器出口处浓溶液b855.00.585305.28吸收器喷淋溶液c9’45.20.603285.07（3）设备热负荷计算①冷剂水流量②发生器热负荷③冷凝器热负荷④吸收器热负荷⑤溶液热交换器（4）装置的热平衡、性能系数及热力完善度①热平衡吸收热量放出热量和十分接近，表明上式的计算是正确的②性能系数③热力完善度冷却水的平均温度和冷媒水的平均温度分别为（5)加热蒸汽的消耗量和各类泵的流量计算①加热蒸汽的消耗量②吸收泵的流量式中③发生器泵流量式中，由和查图7-3得④冷媒水泵流量式中——冷媒水的比热容，;——冷媒水的进口温度，℃；——冷媒水的出口温度，℃。⑤冷却水泵流量对于吸收器对于冷凝器两者基本相同，表明开始假定的冷却水总温升的分配是合适的，并取。⑥蒸发器泵流量,取2、传热计算①发生器的传热面积,取②冷凝器的传热面积，取③吸收器的传热面积，取④蒸发器传热面积,取⑤溶液热交换器的传热面积，由于稀溶液流量大，故水当量大，应为稀溶液在热交换器中的温度变化。两种溶液在换热过程中的流动方式常采用逆流形式，根据以上热力计算和传热计算所得出的数据即可进行溴化锂制冷机后续的设计。垃圾焚烧发电可以实现垃圾的减容化、无害化处理，可以实现大幅度减量减容，减重80%，减容90%，可节约大量填埋场地，生成的炉渣和飞灰可综合利用，而且在垃圾焚烧过程中可消灭垃圾中的病原体，高温分解二噁英，无害化程度高。成功取代传统填埋处理方式，避免填埋对环境产生的二次污染。焚烧产生的高温蒸汽可用来供热或发电，还可回收铁磁性金属等资源。进行三联供改造后充分利用了垃圾焚烧产生的大量的热能，提高了能源利用效率。

第4章天然气冷热电三联供的应用前景4.1天然气冷热电三联供系统适用的范围综合上述分析热电冷三联供满足以下场所：（1）有较稳定的冷热负荷；（2）有较高的电价和较低的天然气价格；（3）较为严格的天然气保护要求；（4）需要有事故备用电源；（5）天然气供应充足；（6）电力紧张而有自发电的必要；（7）自发电力可以并网或上网；（8）本身建筑规模适宜使用该系统；三联供系统主要应用在医院、超级市场、办公大楼、机场、体育中心、酒店、部分高档居民小区、学校以及部分工业用户等。因为这些建筑物和场所的热负荷相对比较稳定，对供电稳定性的要求很高。4.2天然气冷热电三联供的优点1.能源综合利用率提高。大型天然气发电厂的发电效率一般为35%～55%，如果扣除厂用电和线损率，终端的发电效率只能达到30～47%，而三联供系统的燃气利用效率最高可达到90%左右。2.能源供应安全性高。三联供系统一般采取并网方式设计，大电网与三联供发电机组互为备用，因此相当于用户增加了一路常用供电系统，提高了用户供电的可靠性。常规的冷热空调系统一般由电空调和锅炉组成，采用三联供系统后可以使用发电机的余热供热，对用户来说相当增加了一套空调冷热源系统；对于使用电空调的用户相当于将原来的单一用电空调制冷变为可以同时用电和燃气，因此提高了用户的冷热供应可靠性。3.有良好的经济性。由于电力供应日趋紧张，各地纷纷把实行峰谷电价政策作为电力需求管理的有效手段。根据北京目前实行的商业峰谷电价政策，在正常时段平均电价已经达到0.8元以上，因此采用传统电制冷除了增加大电网的负担以外，还使用户必须承担高额的运行费用。而采用三联供系统利用发电后余热来供热供冷，整个系统能源效率提高，能源供应成本下降，在能源价格不断增长的形势下更具有良好的经济效益。4.有良好的环保效益。天然气是清洁能源，在其完全燃烧及采取一定的治理措施后，烟气中NOX等有害成分远低于相关环保指标要求，具有较好的环保效益。5.电力和燃气双重削峰填谷。随着天然气在能源结构中利用的比例逐