天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)供技術(shù)及其應(yīng)用分析

李建++岑美

摘 要：天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)供技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)效益好、安全性高、環(huán)保清潔、能效高等諸多優(yōu)勢(shì)，但是由于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行法律等方面的限制，其在實(shí)際應(yīng)用中尚不能保障天然氣資源。這就需要以氣源有保障的國(guó)企為主，優(yōu)先在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的區(qū)域來(lái)應(yīng)用天然氣分布式能源冷熱電三供聯(lián)技術(shù)，從而減少環(huán)境的污染，促進(jìn)一次能源利用率的提升，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣；分布式能源；冷熱電三聯(lián)供技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TM611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0161-01

1 天然氣分布式能源系統(tǒng)概述

相對(duì)于傳統(tǒng)的集中供電方式，天然氣分布式能源系統(tǒng)主要是指在用戶(hù)附近布置模塊化、小規(guī)模、分散式、小容量的冷熱電系統(tǒng)，獨(dú)立輸出冷、熱、電能的系統(tǒng)。分布式能源技術(shù)可分為燃?xì)饫錈犭娙?lián)供、燃料電池、風(fēng)能利用、太陽(yáng)能利用等多種形式，其中燃?xì)饫錈犭娙?lián)供不需過(guò)多投資、建設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟等，在國(guó)際上得到了廣泛的應(yīng)用。天然氣分布式能源系統(tǒng)也稱(chēng)之為燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)，是傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展和創(chuàng)新，利用一次性的能源進(jìn)行發(fā)電，通過(guò)發(fā)電余熱供熱或制冷，向用戶(hù)輸出電能熱。通常冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)展開(kāi)始于上世紀(jì)70年代，在80年代后得到迅速增長(zhǎng)。天然氣分布式能源系統(tǒng)可分為樓宇型和區(qū)域型兩種，其中前者是針對(duì)醫(yī)院、商廈、寫(xiě)字樓等具有特點(diǎn)功能的建筑物，在建筑物內(nèi)部布置機(jī)房，不需對(duì)外網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行考慮；后者則是針對(duì)相對(duì)較大的區(qū)域而構(gòu)建的冷熱電能源供應(yīng)中心，如大學(xué)城、科技園區(qū)、商業(yè)和工業(yè)等，多選用大容量的機(jī)組，需要對(duì)冷熱電供應(yīng)的外網(wǎng)設(shè)備加以考慮。

2 天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用理念

天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用效果直接取決于機(jī)組運(yùn)行的特殊方式，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該用戶(hù)的內(nèi)外部條件，設(shè)計(jì)集約可行、科學(xué)合理的方案，科學(xué)利用分布式能源的梯級(jí)綜合優(yōu)勢(shì)，關(guān)注供熱和發(fā)電等能源需求，達(dá)到良好的應(yīng)用效果。例如：酒店用戶(hù)的電負(fù)荷來(lái)源于電梯、制冷和照明等，而熱負(fù)荷來(lái)源于熱水、空調(diào)、采暖等，但是這些負(fù)荷需求量會(huì)隨冷熱水使用時(shí)段不同、季節(jié)變化、酒店入住率等的變化而發(fā)生變化[2]。這就需要詳細(xì)分析酒店的電負(fù)荷與熱負(fù)荷，對(duì)酒店全部能源負(fù)荷特點(diǎn)進(jìn)行綜合，制定針對(duì)性強(qiáng)的解決方案，從而保證冷熱電共聯(lián)供系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 運(yùn)行方式

天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為如下幾點(diǎn)：①供電。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電量不僅用于部分供能源站的自用，還用于滿(mǎn)足建筑物的基本用電需求，發(fā)電機(jī)在采暖季和制冷季每天至少運(yùn)行十個(gè)小時(shí)，而夜間電價(jià)低谷時(shí)段停機(jī)，春秋過(guò)渡季的機(jī)組則可以實(shí)際需求為依據(jù)，停機(jī)保養(yǎng)與檢修，并由市電提供不足的電負(fù)荷。②供熱和制冷。采暖熱負(fù)荷是由燃?xì)忮仩t蒸汽進(jìn)入汽水換熱器，然后蒸發(fā)出熱水供應(yīng)；而制冷負(fù)荷是由燃?xì)鉅t所產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入制冷機(jī)組，然后凝結(jié)出冷水供應(yīng)。③供生活熱水。優(yōu)先利用燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組的余熱，對(duì)生活熱水進(jìn)行制取，并由燃?xì)忮仩t補(bǔ)充不足的部分。

2.3 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)供技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：①能源利用率高。集中供電方式的發(fā)電效率可達(dá)到40%～58%，但受終端用戶(hù)距離的影響，很難充分利用其余的42%～60%能量。而應(yīng)用冷熱電三聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以獲得40%的發(fā)電效率，還能回收利用供熱與供冷，達(dá)到能源綜合梯級(jí)利用的能源，減少4%的線損。②經(jīng)濟(jì)性能與與環(huán)保效益好。分布式能源冷熱電三聯(lián)供技術(shù)在不同建筑物中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)不同的經(jīng)濟(jì)效益，如酒店類(lèi)建筑物中的應(yīng)用，可以減少23%的運(yùn)營(yíng)成本，而商場(chǎng)類(lèi)建筑中的應(yīng)用，能減少11%的運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)天然氣作為清潔的能源，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組多是采用先進(jìn)的燃燒技術(shù)，其排放的SO2和NOX指標(biāo)可達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，具有更好的經(jīng)濟(jì)性[3]。③改善能源結(jié)構(gòu)。我國(guó)北方許多地區(qū)的夏季需制冷、冬季需采暖，大量空調(diào)用電給電網(wǎng)造成了很大的壓力，導(dǎo)致大量發(fā)電設(shè)施閑置，降低了輸配設(shè)施和發(fā)電設(shè)備。而采用冷熱電三聯(lián)供技術(shù)，夏季通過(guò)天然氣的燃燒可以制冷，減少夏季空調(diào)的電負(fù)荷，增加燃?xì)馐褂昧?，降低電網(wǎng)供電壓力。④強(qiáng)化能源供應(yīng)的安全性。冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)在運(yùn)行和安裝等方面相對(duì)簡(jiǎn)便，可以促進(jìn)建筑物用電力供應(yīng)安全性能的提升，特別是醫(yī)院和學(xué)校等區(qū)域，可選用三聯(lián)供的方式來(lái)兼做備用電源。

3 結(jié)語(yǔ)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和相關(guān)政策不斷完善的背景下，我國(guó)天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)將會(huì)擁有更為廣闊的發(fā)展空間，逐漸成為國(guó)家新型能源的發(fā)展方向。總之，天然氣分布式能源冷熱電三聯(lián)供技術(shù)的發(fā)展，可以為人們提供清潔環(huán)保的能源以及可靠的能源供應(yīng)方式，有效解決農(nóng)村地區(qū)和城市的用電及供電問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張勇，武清，王彬.天然氣分布式能源冷、熱、電三聯(lián)供方案分析——酒店天然氣分布式能源應(yīng)用及建議[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，03：209-212+224.

[2]朱建文，石琳，謝治國(guó).天然氣分布式冷熱電三聯(lián)供發(fā)展對(duì)策研究[J].城市燃?xì)猓?014，04：37-40.

[3]陳賢國(guó).天然氣分布式能源（冷熱電三聯(lián)供）在國(guó)家會(huì)展中心的應(yīng)用[J].上海電氣技術(shù)，2016，01：30-32.