李發(fā)才 邵飛 明小名

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

李發(fā)才 邵飛 明小名

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，給人們的生活水平帶來(lái)很大提高的同時(shí)也造成了環(huán)境的嚴(yán)重惡化，節(jié)能、低碳、減排、環(huán)保、綠色成為了當(dāng)下經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最主要問(wèn)題。為了在可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，兩個(gè)行之有效的方法就是開(kāi)發(fā)新的可再生能源和提高傳統(tǒng)化石燃料的利用率。而在我國(guó)的能源消耗中，煤、石油、天然氣等燃料所占的比重是非常大的，所以必須對(duì)傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置，從而提高燃料的利用率。

在這樣的社會(huì)背景下，建筑行業(yè)的冷熱電三聯(lián)供（CCHP）技術(shù)以其能源利用率高、污染物排放量低等特點(diǎn)引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。為了解決這些問(wèn)題，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)已經(jīng)得到了我國(guó)主要城市在政策方面的支持，并以其能源利用率高、污染物排放量少等優(yōu)點(diǎn)逐漸地發(fā)展起來(lái)。

一、燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)

1.燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的概述

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)（CCHP）是在傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，但又完全不同于熱電聯(lián)產(chǎn)，傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)是以大型化和集中化的方式，將產(chǎn)生的電力通過(guò)上網(wǎng)輸送，為整個(gè)大區(qū)域中的用戶(hù)提供電能，同時(shí)通過(guò)管道為用戶(hù)輸送電能；而冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是以機(jī)組小型化和分散化的方式布置在距離用戶(hù)較近的地方，可以同時(shí)向用戶(hù)供熱、供冷和供電，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用的一種能源供應(yīng)方式，屬于新型的分布式能源系統(tǒng)。

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的原則是能級(jí)對(duì)口、梯級(jí)利用，首先是燃?xì)馊紵玫降母咂肺粺崃客ㄟ^(guò)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，然后利用余熱鍋爐將燃機(jī)中出來(lái)的中溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收，從而產(chǎn)生高品位的蒸汽，通過(guò)蒸汽輪機(jī)進(jìn)行再次的做功發(fā)電，余熱鍋爐中排放出的煙氣可以利用低溫余熱回收裝置而產(chǎn)生熱水，產(chǎn)生的熱水就可以提供給用戶(hù)使用，其中不足的熱負(fù)荷可以利用汽輪機(jī)抽汽直接給用戶(hù)提供熱能，或者是驅(qū)動(dòng)溴化鋰熱泵給用戶(hù)提供熱能。溫度高時(shí)，可以利用蒸汽驅(qū)動(dòng)吸收式制冷為用戶(hù)提供冷量，不足的部分可以通過(guò)電制冷機(jī)來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)冷量的需求。通過(guò)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)這樣能源梯級(jí)利用的方式，可以有效地提高能源的利用率，節(jié)省對(duì)能源的消耗。但是，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)還是將化石燃料作為能量的來(lái)源，不能從根本上解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與燃料不足的問(wèn)題，同時(shí)，產(chǎn)生能量需要燃料的燃燒，燃料在燃燒過(guò)程中肯定會(huì)存在污染物的排放。

2.應(yīng)用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的意義

首先，應(yīng)用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，提高一次能源的利用率，解決了傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)中難以提高能源利用率的問(wèn)題，而且，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)的單項(xiàng)發(fā)電效率雖然不及大型發(fā)電廠，但是如果將其余熱提供熱量和冷量也算在內(nèi)，年平均能量的綜合利用率就可以達(dá)到80%以上；其次，燃?xì)饫錈犭娙?lián)系統(tǒng)是供熱、供冷、供電的技術(shù)集成，解決了單獨(dú)設(shè)置功能系統(tǒng)時(shí)互相不兼容的缺點(diǎn)，使三種功能實(shí)現(xiàn)了在按需供應(yīng)的前提下，運(yùn)行還靈活可靠；另外，應(yīng)用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的并存，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)可以提高一次能源的利用率，明顯地提高了節(jié)能減排下的環(huán)境效益，而且還可以充分利用峰谷電價(jià)差來(lái)調(diào)節(jié)供能，從而實(shí)現(xiàn)供電能效的提高。

二、燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

第一，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)屬于新型的分布式能源系統(tǒng)，分布式能源系統(tǒng)是可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，是將電力生產(chǎn)、熱力供應(yīng)、天然氣梯級(jí)利用以及環(huán)境污染治理等因素，在信息化智能控制和通訊遙控技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的優(yōu)化整合，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降到最低，從而實(shí)現(xiàn)能源利用效益的最優(yōu)化。因此，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)要按照分布式能源系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二，選擇燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案時(shí)，要在對(duì)系統(tǒng)備選方案進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保等方面分析比較的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化確定。第三，選擇燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的設(shè)備時(shí)，要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理可行的基礎(chǔ)上，按照節(jié)能、環(huán)保等性能擇優(yōu)進(jìn)行配置。

2.燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的使用條件

第一，使用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)需要的能源供應(yīng)條件：

（1）使用區(qū)域的燃?xì)夤?yīng)要充足并且供氣參數(shù)穩(wěn)定。

（2）燃?xì)獍l(fā)出的電量不僅能夠自發(fā)自用，還要能夠并入市電網(wǎng)運(yùn)行。

（3）市電網(wǎng)供電要實(shí)行峰谷分時(shí)電價(jià)。

（4）電網(wǎng)供電不足或者是電網(wǎng)供電難以實(shí)施，但是用戶(hù)的供熱、供冷、供電使用負(fù)荷較為穩(wěn)定。

第二，使用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)需要的聯(lián)供負(fù)荷條件：

（1）燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的總?cè)萘恳∮诨蛘呤堑扔?5MW。

（2）用戶(hù)要全年都有熱、冷負(fù)荷的需求，并且電力負(fù)荷的使用規(guī)律和熱、冷負(fù)荷的使用規(guī)律相似。

（3）聯(lián)供系統(tǒng)的年運(yùn)行時(shí)間不要少于3500h。

第三，使用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)需要的能源站站址條件：

（1）燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)的能源站要靠近供電區(qū)域的主配電室，而且供熱、供冷的區(qū)域半徑不要太大。

（2）燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)的能源站要方便和市政的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行連接，而且入站燃?xì)夤艿赖膲毫σc國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)程規(guī)定相符合。

（3）如果燃?xì)獍l(fā)電機(jī)設(shè)置在所供建筑物的首層或者地下室時(shí)，單臺(tái)的容量不要超過(guò)3MW；如果設(shè)置在屋頂，單臺(tái)容量則不可以超過(guò)2MW。

（4）能源站站址要符合環(huán)保要求以及防火、防爆等方面的安全性要求。

第四，使用燃?xì)饫錈犭娙?lián)供應(yīng)系統(tǒng)的能效條件：

（1）符合能效的指標(biāo)規(guī)定，即燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的年平均能源利用率要大于70%。

（2）符合配置指標(biāo)要求，即燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的年平均余熱利用率要大于60%。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源環(huán)境問(wèn)題日益凸顯出來(lái)，合理地使用分布式能源系統(tǒng)，不僅有利于可再生能源的利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰平谷和經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是有一定幫助的。作為分布式能源系統(tǒng)的一種形式，冷熱電三聯(lián)供能系統(tǒng)越來(lái)越得到重視。冷熱電三聯(lián)供能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用，在能源不斷減少和環(huán)境不斷惡化的現(xiàn)代社會(huì)，對(duì)提高能源利用率實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排非常的重要，是一種值得大力推廣的技術(shù)。

（作者單位：廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院）