北京燃气设计院冷热电三联供

燃气冷热电三联供技术及运用北京市煤气热力工程设计院汇报内容一、北京市天然气用气量开展概述二、分布式能源与冷热电三联供三、三联供常用设备及系统方式四、三联供系统优势及适用工程特点五、三联供工程引见六、三联供工程实施常规流程一、北京市天然气用气量开展概述1、1997年-2007年北京市天然气用气量1997年—2007年十年期间，北京市的天然气用量年均增长约4亿立方米，年均增长率到达37％以上。一、北京市天然气用气量开展概述2、北京市规划天然气用气量规划至2020年，北京市年用气量将到达180亿立方米。至2025年，北京市年天然气用气量将到达200亿立方米。充足的气源为开展三联供系统提供了良好的气源保证。一、北京市天然气用气量开展概述3、北京市2021年用气量2021年北京市天然气用气量表示图2021年北京市全年天然气用量到达54亿立方米。冬、夏季顶峰日用气量之比接近10：1，用气构造不尽合理。万立方米月份一、北京市天然气用气量开展概述宏大的冬夏季供气峰谷差呵斥管线资源的极大浪费，也对天然气管网平安运转构成极大要挟。2021年冬季用气顶峰日用气量曲线2021年夏季用气顶峰日用气量曲线调整天然气用气构造已成为保证天然气管网平安稳定供气的关键。2021年冬、夏季顶峰日天然气用气量表示图汇报内容一、北京市天然气用气量开展概述二、分布式能源与冷热电三联供三、三联供常用设备及系统方式四、三联供系统优势及适用工程特点五、三联供工程引见六、三联供工程实施常规流程二、分布式能源与冷热电三联供1、冷热电三联供技术楼宇式天然气冷热电三联供技术是一项先进的供能技术，它首先利用天然气熄灭做功产生高档次电能，再将发电设备排放的低档次热能充分用于供热和制冷，实现了能量梯级利用，因此是一种高效的城市能源利用系统，是城市中公共建筑冷热电供应的一种新途径。30%发电52%余热利用18%废热排放100%天然气能源效率：燃气冷热电＞燃气锅炉燃气锅炉效率：90%为低档次能源〔热能〕燃气冷热电联供系统效率：30%～40%高档次能源〔电能)+50%低档次能源〔热能〕能量的做功才干：电能=4～5倍热能3、三联供系统根本原理--能源的梯级利用二、分布式能源与冷热电三联供高温段1000℃以上电能驱动热泵驱动吸收式制冷机排放除湿供热生活热水中温段100℃～500℃低温段100℃以下排放2、分布式能源与冷热电三联供技术二、分布式能源与冷热电三联供燃气冷热电三联供系统属于分布式能源。分布式能源是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模、小容量(数千瓦至15MW)、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热和冷能的系统。国内三联供开展历程1997年，上海建成2-3个示范工程；1999年，北京市开场着手进展燃气冷热电三联供系统的调研和工程试点任务；2002年，北京市科学技术委员会课题立项<楼宇型天然气冷热电联供系统运用研讨与示范>；2004年，上海市发改委等五委、局公布<关于本市鼓励开展燃气空调和分布式供能系统的意见>；2005年，上海市建立和交通委员会公布<分布式供能系统工程技术规程>〔试行版〕；2006年，建立部行业规范启动<燃气冷热电联供工程技术规程>；2007年，国家发改委出台<天然气利用政策>鼓励燃气冷热电联供应用；2021年，上海市建立和交通委员会修订<分布式供能系统工程技术规程>及相关鼓励政策2021年，国家能源局<新能源规划>鼓励燃气冷热电联供应用冷热电三联供技术研讨北京市科学技术委员会2002年课题：<楼宇型天然气冷热电联供系统运用研讨与示范>调研国内外燃气冷热电三联供系统的开展现状及配套政策；针对北京市能源构造特点分析研讨燃气冷热电三联供系统在北京推行运用的可行性；分析不同方式燃气冷热电三联供系统的特点、运用范围及冷、热、电负荷的优化配置；经过示范工程总结冷热电三联供系统运转管理阅历；提出推行运用楼宇型冷热电三联供系统的政策建议。课题主要研讨内容与思绪<燃气冷热电联供工程技术规程>建立部行业规范<燃气冷热电联供工程技术规程>2006年完成规范初稿；2007年规范编制组全领会议讨论修正；2021年向全国相关单位及专家征求意见；2021年完成送审稿；2021年下半年审查会；报批；规范编制进度方案<燃气冷热电联供工程技术规程>适用条件：发电机总容量小于或等于15MW；适用阶段：工程设计、施工、验收和运转管理；供电系统运转方式：引荐与市电并网运转；设计原那么：电能自发自用、热〔冷〕电平衡；规范要点能效目的节能目的：年平均能源综合利用率应大于70%联供系统配置目的：余热利用率应大于60%年平均余热利用率=年平均能源综合利用效率=独立站房或露天布置：燃气管道最高入室压力＜2.5MPa；建筑物地下一层、首层或屋顶布置：燃气管道最高入室压力＜1.6MPa；发电机布置在建筑物地下一层或首层：单台容量≤3MW；发电机布置在建筑物屋顶：单台容量≤2MW；防爆泄压口：主机间、燃气增压机间、计量间；事故通风口：主机间、燃气增压机间、计量间；<燃气冷热电联供工程技术规程>站址条件应设置自动同期安装；电压偏向小于±5%；频率偏向小于±0.2Hz；并网线路应在用户侧适当位置设置明显断开点；必需采取“逆功率维护措施〞，保证联供系统只受电，不向公共电网保送电能。<燃气冷热电联供工程技术规程>发电机并网措施汇报内容一、北京市天然气用气量开展概述二、分布式能源与冷热电三联供三、三联供常用设备及系统方式四、三联供系统优势及适用工程特点五、三联供工程引见六、三联供工程实施常规流程熄灭室压气机涡轮发电机空气余热回收安装余热烟气排气电力负荷热水负荷采暖负荷制冷负荷天然气补燃天然气燃气轮机三、三联供常用设备及系统方式冷热电三联供系统典型表示图发电机余热回收安装排气电力负荷补燃天然气缸套水内燃机冷热电三联供系统典型表示图三、三联供常用设备及系统方式燃气内燃机空气天然气余热烟气热水负荷采暖负荷制冷负荷三联供系统常用设备发电设备燃气轮机燃气内燃机燃气微燃机三、三联供常用设备及系统方式余热利用设备余热锅炉三、三联供常用设备及系统方式余热直燃机三联供系统常用设备三、三联供常用设备及系统方式小型燃气轮机内燃机微燃机容量范围（kW）500～250002～1000028～300发电效率（%）20～3825～4512～32余热回收形态400～650℃烟气400～600℃烟气；80～110℃缸套水；40～65℃润滑油冷却水250～650℃烟气所需燃气压力（MPa）1.0～2.2≤0.20.4～0.8NOx排放水平（ppm）（含氧量15%）65～300（无控制时）8～25（低氮燃烧）250～500（无控制时）8～25各类发电安装特点三、三联供常用设备及系统方式系统运转方式一年之中在有冷热负荷的冬夏季运转有年年热负荷〔如生活热水负荷〕的用户全年运转一日之中在电力价钱较高的时段运转当发电机与市电并网运转时，发电机组延续、满负荷运转，经济性好当发电机独立运转时，发电机满足尖峰负荷需求，负荷率低、效率低三联供系统电力并网技术成熟，经过成套设备自动实现经济性原那么：以热定电+燃机满发三、三联供常用设备及系统方式机房设置接近供电区域的主配电室泄爆、防火、通风、建筑间距等同燃气锅炉房燃气轮机机壳内自带CO2灭火安装备用发电机停电时启动，设置不延续交流电源满足辅机设备用电汇报内容一、北京市天然气用气量开展概述二、分布式能源与冷热电三联供三、三联供常用设备及系统方式四、三联供系统优势及适用工程特点五、三联供工程引见六、三联供工程实施常规流程四、三联供系统优势及适用工程特点清洁环保，减少排放CO2、SO2能源梯级利用，综合能源利用率高与大型电网相互支撑，供能平安性高对燃气和电力有双重削峰填谷作用节约城市用地，节省建立投资投资报答率高1、三联供系统优势电价相对较高的公共用户有冷、热负荷需求或有年年热水负荷需求的公共建筑对电源供应要求较高的用户电力接入困难的用户需求备用发电机的用户四、三联供系统优势及适用工程特点2、三联供系统适用工程特点在目前政策、价钱条件下，宾馆、综合商业及办公、机场、交通枢纽、文娱中心、产业园区等用户适于采用三联供系统。能源利用率>80%添加占地-10%～30%增量投资回收年限5～10年发电本钱0.4～0.5元/kWh并网与独立运转均可四、三联供系统优势及适用工程特点3、三联供系统的阅历性目的四、三联供系统优势及适用工程特点天然气消费能源产品价值对比天然气消费能源产品价值〔元/m3〕3.205.80热量32MJ/m3供热29MJ/m3供热16MJ/m3供电2.7kwh/m3供冷20MJ/m3供电2.7kwh/m3商业顶峰电1.18元/度商业平均电0.82元/度冷40元/m2、热30元/m2四、三联供系统优势及适用工程特点年单位平均耗气量〔Nm3/m2〕发电机组耗气量总耗气量汇报内容一、北京市天然气用气量开展概述二、分布式能源与冷热电三联供三、三联供常用设备及系统方式四、三联供系统优势及适用工程特点五、三联供工程引见六、三联供工程实施常规流程五、三联供工程引见序号项目名称发电机组形式发电机组装机项目阶段1燃气集团指挥调度中心内燃机725kW+480kW2004年9月运行2次渠城市接收站微燃机80kW2003年9月运行3中关村软件园燃气轮机1200kW在建4中关村国际商城燃气轮机2×4300kW在建5文津国际大厦内燃机2×1160kW2009年6月运行6北京会议中心9#楼内燃机2×525kW2008年5月运行7京丰宾馆内燃机900kW2008年12月运行8蟹岛绿色生态园内燃机2×600kW+2×1200kW在建9清华大学超低能示范楼内燃机1×70kW2005年9月运行10北京南站燃气轮机2×1600kW建成未运行北京市已实施三联供工程列表建筑面积32000m2燃气内燃机发电机组2台烟气热水型冷温水机组2台1、北京市三联供系统工程引见燃气集团调度指挥中心五、三联供工程引见微燃机+余热直燃机微燃机：80kW余热直燃机：15万kcal/h燃气集团次渠门站五、三联供工程引见中关村软件园建筑面积7.3万平方米。三联供系统主要设备燃气轮机余热直燃机标准直燃机1200kW3489kW3489kW中关村软件园五、三联供工程引见中关村国际商城建筑面积35万平方米，以商业建筑为主。三联供系统主要设备燃气轮机余热直燃机标准直燃机2×4345kW2×9300kW9300kW中关村国际商城五、三联供工程引见建筑面积12万平方米，五星级酒店、公寓。三联供系统主要设备内燃机余热直燃机电制冷机燃气锅炉2*1160kW2*1745kW2*700RT1.4MW+4.2MW清华科技园A-02〔文津国际大厦〕五、三联供工程引见建筑面积7.6万平方米集酒店、会议、餐饮为一体的四星级酒店2021年奥运会时将作为奥运媒体酒店接待媒体记者作为北京会议中心配套设备，还需满足北京市各种大型会议期间与会代表入住的要求三联供系统主要设备内燃机余热直燃机标准直燃机燃气锅炉2*525kW3489kW3489kW1.86MW京会花园酒店〔北京会议中心9#楼〕五、三联供工程引见燃气内燃机4台，总发电才干3000kW余热烟气热水型冷温水机组水源热泵蓄热及蓄冰安装19.6万平方米建筑供电8.6万平方米建筑空调、生活热水五、三联供工程引见蟹岛三联供能源中心供能规模主要设备三联供+热泵+太阳能+冰蓄冷五、三联供工程引见大型发电机热泵机组太阳能蟹岛三联供系统原理图小型发电机供电备用锅炉生活热水供电供电供电余热余热机组余热电源采暖蓄热水槽湖水备用冷却制冷冷却制冷冷却供热热源供热制冷供冷蓄冰槽五、三联供工程引见蟹岛三联供系统能源利用发电发电余热水源热泵湖水主要供能源中心热泵、水泵用电吸收制冷、供热与太阳能热水系统结合供应生活热水夏季日间供冷、夜间蓄冰冬季日间供热、夜间蓄热发电机备用冷却夏季制冷循环冷却冬季热泵循环低温热源五、国外已实施三联供工程引见在热电冷三联供应用方面领先于欧美日本仅2000年一年，燃气冷热电三联产工程装机容量就到达478MW五、国外已实施三联供工程引见日本东京地域CCHP系统包括东京瓦斯大楼、东芝大楼、靠海大楼4台燃气轮机，装机容量4400KW区域性热电冷三联供系统产生0.78Mpa蒸汽和7℃冷水燃气轮机1500kW；余热蒸汽锅炉4.6t/h；蒸汽轮机90kW驱动燃气紧缩机；太阳能发电80kW可作燃气轮机的启动电源；吸收式制冷机利用蒸汽轮机排热；紧缩式制冷机补充制冷；典型实例东京世贸中心大厦五、国外已实施三联供工程引见20％的新建商用建筑运用CCHP5％的现有商用建筑运用CCHP25％的美国能源部热电联产(CHP)工程用户运用CCHP2021年2020年50％的新建商用建筑运用CCHP15％的现有商用建筑运用CCHP五、国外已实施三联供工程引见美国能源部的CCHP开展方案五、国外已实施三联供工程引见在欧盟，分布式能源系统的目的是到2021年使可再生能源可以提供22%的电能分