阮慧鋒 劉心喜

摘 要：介紹了燃氣分布式能源系統(tǒng)的性能評價指標。重點分析了基于熱力學第一定律的能源綜合效率和基于熱力學第二定律的 效率，同時，引入了節(jié)能率及污染物減排量等節(jié)能減排指標。并在實際項目的性能指標評價中得到了應用，以期為燃氣分布式能源性能評價指標的完善提供參考。

關鍵詞：燃氣分布式；評價指標； 效率；節(jié)能減排量

中圖分類號：TU996 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）25-0173-03

Abstract： The performance evaluation index of gas distributed energy system is introduced. The energy comprehensive efficiency based on the first law of thermodynamics and the efficiency based on the second law of thermodynamics are analyzed emphatically. At the same time， energy-saving and emission reduction targets such as energy saving rate and pollutant emission reduction are introduced. It is applied in the performance evaluation of the actual project in order to provide a reference for the improvement of the performance evaluation index of distributed gas energy.

Keywords： distributed gas energy； evaluation index； efficiency； energy saving and emission reduction

引言

燃氣分布式能源冷熱電多聯(lián)產(chǎn)方式是能夠實現(xiàn)能源梯級利用、在負荷中心就近提供電、熱、冷和生活熱水等多種能源供應的現(xiàn)代能源供應方式，是一種天然氣清潔高效的利用方式。與傳統(tǒng)的供能方式相比，天然氣分布式能源具有能效高、清潔環(huán)保、安全性高等優(yōu)點。國內外分布式能源的裝機容量在逐年提高，到2017年，我國分布式能源的數(shù)量達131個，總裝機容量為1769.394MW。為了評價分布式能源的整體性能，鼓勵和引導分布式能源的發(fā)展，各國政府都根據(jù)自身的情況頒布了一些政策。分布式能源冷熱電多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將發(fā)電、輸配電、熱網(wǎng)、建筑采暖和供冷等多種系統(tǒng)組合起來，系統(tǒng)復雜性高，各種能源產(chǎn)品的品位和能耗差異很大，進行分布式能源冷熱電多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能效評估的難度和復雜性明顯高于傳統(tǒng)分產(chǎn)系統(tǒng)。目前，國內分布式能源企業(yè)開展性能指標評價工作的差異性很大，進行評價的方法和標準還不統(tǒng)一，尚未形成系統(tǒng)的評價指標。本文從經(jīng)濟、能耗、環(huán)境等方面構建分布式能源評價指標，并在實際項目的評價中予以應用。

1 熱力性能評價指標

燃氣冷熱電分布式能源系統(tǒng)通過對能源的梯級利用達到充分利用能源的目的，體現(xiàn)能源利用性能的評價方法包括基于熱力學第一定律的能源綜合利用率、發(fā)電效率及供熱效率；基于熱力學第二定律的 效率。能源綜合利用率是將“熱”和“電”兩類不同能源級的輸出按照“加法”的方式進行計算，不能反映不同能量形式之間的能級差別。 效率可以反映不同能量形式之間的能級差別。

1.1 能源綜合利用率

燃氣分布式能源系統(tǒng)的能源綜合利用率是衡量系統(tǒng)利用燃氣發(fā)電及發(fā)電后余熱有效利用情況的指標，計算式如下：

1.2 效率

效率考慮了電能與熱能之間的品質差異，是指燃氣分布式能源系統(tǒng)中有用能利用的程度，計算式如下：

2 節(jié)能減排評價指標

節(jié)能減排評價指標是指在滿足同等需求的條件下，燃氣分布式能源系統(tǒng)與基準系統(tǒng)相比減少的數(shù)量，是考察節(jié)能降耗和減少污染物排放的一個主要手段。

供熱工況下，燃氣分布式能源系統(tǒng)按燃氣發(fā)電，余熱供熱方式供能，基準系統(tǒng)按市電供電，燃氣鍋爐供熱的方式供能，示意圖如下：

燃氣分布式能源污染物減排量是指在滿足同等電力和熱量需求的條件下，與基準系統(tǒng)相比減少的污染物排放量。燃氣分布式能源系統(tǒng)的減排量計算如下：

減排量=（基準系統(tǒng)一次能源消耗量-分布式能源系統(tǒng)一次能源消耗量）×污染物排放因子

式中：一次能源消耗量需折算成標準煤質量，污染物排放因子按表1進行計算：

3 性能評價指標的應用

下面通過一個具體的應用實例對各項評價指標進行定量計算，分析各項評價指標的可操作性。

上海某燃氣分布式能源站是天然氣冷、熱、電三聯(lián)供的分布式能源系統(tǒng)，為園區(qū)供冷、供熱、供生活熱。項目采用燃氣內燃機+煙氣熱水型溴化鋰吸收式機組+離心式水冷機組+燃氣鍋爐的燃氣冷熱電分布式能源系統(tǒng)，滿足該項目的全部冷熱負荷需求及部分電負荷的需求。能源站由5臺4.4MW的GE顏巴赫品牌燃氣內燃發(fā)電機組、5臺雙良品牌YRXII368（95/74）-393（15.6/6）H2-G393（65.5/90）型煙氣熱水型吸收式機組、4臺YKR2R2K45DGG型、2臺YKK8K4H95CWG型約克品牌的離心式冷水機組、2臺由寧波富爾頓熱能設備有限公司生產(chǎn)的FBD-7.0-1.0/90/65.5型燃氣熱水鍋爐組成。

燃氣冷熱電分布式能源系統(tǒng)一個完整運行年的按季度能耗分析如表2。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，對燃氣分布式能源系統(tǒng)的實際情況進行了評價，評價結果如表3。

4 結束語

針對國內燃氣分布式能源系統(tǒng)尚未形成系統(tǒng)的評價指標，本文以熱力學第一、二定律的基礎上構建了分布式能源熱力性能評價指標。同時，引入了節(jié)能率及污染物減排量等節(jié)能減排指標。并在項目中得到了實際的應用，為同行在燃氣分布式能源的評價指標體系建立提供有益幫助。

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