分布式能源介绍

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,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 713的冷水，用于空调及工艺冷却。,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，吸收式制冷机组热泵，

2、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,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。,以热定电CCHP系统及能量梯级利用示意图,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%4

3、0%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,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：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,CCHP国内外发展现状,应用和起步较晚，90年代初

4、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,CCHP国内外研究现状,CCHP适用条件及应用场所,适用条件 1.经济发展较快地区，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

5、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,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，忽视了个产品之间的互相影响,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

6、：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3,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

7、中根据负荷变动进行调节调节,CCHP经济性、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 20112020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%。,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 能源利用效率80% 每年

8、减少 CO排放118吨,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,蓄冷工况的CCHP,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。,应用案例分析,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

9、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、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。,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,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,昆山光电产业

10、园的CCHP应用 以玻璃板生产厂商为例,利用玻璃厂余热的CCHP示意图,国外发展CCHP经验,国家规划,十二五”新兴能源规划建设目标天然气分布式能源装机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,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

11、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),CCHP相关法规热电联产项目可行性研究技术规定,

12、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、热水供应热负荷按选取,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 17719-2009工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则 3. GB/T 18750-2008 生活垃圾焚烧炉及余热锅炉 4. GB 50041-2008 锅炉房设计规范 5. GB/T 1576-2008 工业锅炉水质 6. GB/T179542007 工业锅炉经济运行 7. GB/T 1921-2004 工业蒸汽锅炉参数系列 8. GB/T 10863-1989标准名称 烟道式余热锅炉热工试验方法 溴化锂吸收式制冷 1.18361-2001 溴化锂吸收式冷(温)水机组安全要求 2. GB/T 18431-2001 蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组 3. GB/T 18362-2008 直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组,相关设备标准,内燃机 1. GB/T 8190.1-2010标准名称往复式内燃机 排放测量 第1部分：气体和颗粒排放物的试验台测量 2. GB/T 20136