王志強

摘要：對南方冬冷夏熱地區(qū)實施集中供熱是直接關(guān)系到南方居民生活質(zhì)量與工業(yè)發(fā)展的一項重要工程。但因夏季大規(guī)模使用空調(diào)出現(xiàn)電力高峰，冬季大規(guī)模使用暖氣出現(xiàn)天然氣高峰，進而導(dǎo)致季節(jié)性峰谷差異，這在一定程度上增加了運作的成本，降低了管網(wǎng)與設(shè)備的利用效率。因此，本文對三聯(lián)供應(yīng)用效果進行分析，以供參考。

關(guān)鍵字：南方地區(qū)；三聯(lián)供；應(yīng)用效果

Abstract：Central heating in southern areas is an important project，itll directly related to the quality of life and industrial development of Southern residents. However， due to the peak of the large-scale use of air conditioning in summer， the peak of natural gas in the large-scale use of heating in winter leads to the seasonal peak and valley difference， which increases the cost of operation to a certain extent， and reduces the utilization efficiency of the pipe network and equipment. Therefore， this article analyzes the effect of triple supply for reference.

Key words： southern area； triple supply； application effect

近幾年來，受到冷空氣活動頻繁等因素的影響，南方大部分地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)性的雨雪天氣，“南方是否需要集中供熱”這一話題逐漸引起了廣泛的關(guān)注。分析目前城市的供暖現(xiàn)狀，針對夏熱冬冷的地區(qū)，絕大部分商業(yè)建筑以及辦公建筑都已經(jīng)安裝有集中空調(diào)系統(tǒng)，因而不存在冬季供暖等問題。針對工業(yè)園區(qū)等，如何有效實施集中供熱，提高能源、設(shè)備等的利用效率，減少運作成本，即成為一大考驗。

一、三聯(lián)供技術(shù)

分析城市冬季供暖與夏季制冷的實際狀況，炎熱夏季，城市大規(guī)模應(yīng)用空調(diào)，可使城市電力供應(yīng)緊張，出現(xiàn)電力高峰；寒冷冬季，城市大規(guī)模使用天然氣采暖，可使城市天然氣供應(yīng)緊張，出現(xiàn)天然氣高峰。在此種季節(jié)性峰谷差異的影響下，相關(guān)供暖、制冷的設(shè)備與管網(wǎng)的利用效率降低，同時整個系統(tǒng)的運作成本增加。在探索有效的解決方案的過程中，三聯(lián)供技術(shù)運用而生。

三聯(lián)供技術(shù)實質(zhì)上是梯級利用天然氣的技術(shù)措施，基于此種連供技術(shù)，將供熱、制冷以及發(fā)電進行有機結(jié)合。就城市綜合體的角度來看，采用此種模式，能夠有效解決因季節(jié)性峰谷差異而造成的不良后果，綜合利用各類資源，在一定程度上緩解能源危機，消除過高的電力供應(yīng)以及天然氣供應(yīng)壓力。因此，三聯(lián)供技術(shù)的應(yīng)用對城市的發(fā)展以及居民生活質(zhì)量的提升有著極為重要的作用。

在天然氣冷熱電三聯(lián)供技術(shù)中，首先利用天然氣燃燒做功，通過發(fā)電機產(chǎn)生高品位的電能，然后對發(fā)電過程中產(chǎn)生的低品位熱能進行充分利用，借助相應(yīng)的余熱利用裝置達到制冷與供熱的目的。其流程如圖1所示。基于這一流程，實現(xiàn)了能量的梯級利用，具有較高的能源利用效率。

二、三聯(lián)供技術(shù)的應(yīng)用

（一）應(yīng)用條件。三聯(lián)供系統(tǒng)將燃氣作為能源，以燃氣的燃燒帶動內(nèi)燃機、燃氣機輪等設(shè)備運作，形成的電力可滿足用戶的部分電力需要，發(fā)電后的余熱可借助回收設(shè)備為用戶供熱與供冷。因此，三聯(lián)供技術(shù)主要借助余熱產(chǎn)生的能量同時供應(yīng)制冷系統(tǒng)、生活熱水以及建筑取暖。在實際的應(yīng)用中，需要具備三聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用的基本條件，如符合燃氣系統(tǒng)使用的條件，具有穩(wěn)定的燃氣參數(shù)，按照市政相關(guān)條件并入電網(wǎng)，冷熱負荷與電力負荷應(yīng)用規(guī)律相似等。針對分布式燃氣能源系統(tǒng)，有必要按照特定的模式實現(xiàn)負荷的分配，同時密切關(guān)注系統(tǒng)本身的冷熱電負荷。

（二）系統(tǒng)實現(xiàn)。在進行三聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計時，需要綜合考慮多種因素，進而實現(xiàn)系統(tǒng)整體能源利用效率的最大化。在項目建設(shè)的過程中，對發(fā)電機組進行單獨運作并跟蹤其在最高負荷與最低負荷的運作情況，以確保發(fā)電機組的正常電力供應(yīng)。在發(fā)電機組與市電并網(wǎng)時，應(yīng)當按照時間與季節(jié)的不同，預(yù)測冷暖電負荷，根據(jù)冷暖電負荷的狀況確定系統(tǒng)的發(fā)電量，從而提高能源的應(yīng)用效率。此外，三聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)當應(yīng)用于采暖季與制冷季，在過渡季不宜使用。目前三聯(lián)供系統(tǒng)可在多種類型的發(fā)電機上進行應(yīng)用，其中以內(nèi)燃機以及燃氣輪機等較為普遍。燃氣輪機能夠使用以煙氣為主的余熱，內(nèi)燃機除了使用煙氣中的余熱，亦可采用冷卻水。

（三）效果分析。分析建筑物能源利用存在的問題，隨著城市化進程的不斷加快，城市建筑能源供應(yīng)系統(tǒng)受到較大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的技術(shù)與供應(yīng)格局較為分散，高能低用等嚴重的能源浪費現(xiàn)象日趨嚴重?；诖耍植际嚼錈犭娙?lián)供技術(shù)作為天然氣高效利用的一種新的技術(shù)，逐漸受到廣泛重視，并成為我國節(jié)能發(fā)展的重點之一。三聯(lián)供技術(shù)的發(fā)展，是從“熱電聯(lián)產(chǎn)”的思維定式走向“冷熱電聯(lián)供”的過程，前者著眼于提高一次能源的轉(zhuǎn)換效率，且對供冷的方式存在一定的思維局限；而后者的目標則是以最經(jīng)濟、最高效的方式滿足建筑物各種終端的用能需求。

從分布式天然氣供應(yīng)的角度來看，三聯(lián)供技術(shù)將三種類型的天然氣供應(yīng)密切結(jié)合，并以此為基礎(chǔ)，綜合運用多種功能方法，進而在最大限度內(nèi)使用天然氣，滿足不同層次的能源需求。天然氣燃燒做功時，將高溫段（1000℃以上）的熱能用于發(fā)電，將中溫段（100℃-500℃）的熱能用于熱泵與制冷機的驅(qū)動，而低溫段（100℃以下）的熱能則可用于生活熱水等。通過能源的梯級利用，三聯(lián)供系統(tǒng)實現(xiàn)了更高的綜合能源利用率。在此過程中，CO2、SO2的排放減少，使得發(fā)電、供熱、制冷的過程更加清潔環(huán)保；與大型電網(wǎng)相互支撐，提高了功能的安全性。此外，針對燃氣與電力的供應(yīng)高峰、供應(yīng)低谷問題，三聯(lián)供系統(tǒng)具有削峰填谷的作用，從而有效降低了資源的浪費，緩解了燃氣、電力供應(yīng)的壓力。

與其它供應(yīng)模式相比，三聯(lián)供技術(shù)突出了其節(jié)能性與經(jīng)濟性，可幫助企業(yè)消除過高的供氣成本，獲得更高的經(jīng)濟效益?；诜植际皆O(shè)計，能夠在保證熱量供應(yīng)與電量供應(yīng)的基礎(chǔ)上，降低CO2的排放比例。因此，與其他供應(yīng)模式相比，三聯(lián)供技術(shù)突出了其低碳性與環(huán)保性，有利于較大規(guī)模供氣污染的消除。與傳統(tǒng)能源相比，天然氣本身即是一種清潔能源，在燃燒后不會釋放過多的煙塵或二氧化硫，更加符合新時期的環(huán)保、節(jié)能發(fā)展的理念。除此之外，通過三聯(lián)供系統(tǒng)并入市電系統(tǒng)，能夠擴大整個系統(tǒng)的供能規(guī)模，同時改善系統(tǒng)的安全性與可靠性，保證天然氣供應(yīng)的穩(wěn)定性。

（四）應(yīng)用實例分析。針對南方的實際情況，將公建供冷與住宅供熱進行有效的結(jié)合成為一種新模式。公建為工業(yè)園區(qū)、機關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校等，用能特點主要為：電、冷負荷較為集中，夏季主要為集中供冷，時間相對較長，單位面積的負荷較大，內(nèi)部冷負荷比率相對較高。居民住宅的用能特點主要為：常年需求，季節(jié)負荷不同，市場需求量較大。

以某天然氣聯(lián)合循環(huán)9E機組電廠供附近醫(yī)院以及住宅區(qū)的CCHP（冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)）方案為例，對三聯(lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用效果進行分析?；诖朔桨傅脑O(shè)計，在電廠內(nèi)部電能下進行制冷，輸送冷水至醫(yī)院，將醫(yī)院空調(diào)室外主機部分的投資投向CCHP項目。通過計算，醫(yī)院方每年約能夠在熱水系統(tǒng)與空調(diào)方面節(jié)省運行費用327.8萬元，而電廠能夠獲得的實際經(jīng)濟效益約為每年91.2萬元。電廠自籌資金80萬元，利用余熱，以醫(yī)院自產(chǎn)熱水80%的價格向醫(yī)院方供應(yīng)生活熱水項目，可使醫(yī)院每年在熱水費用上節(jié)省11.4萬元，而電廠的投資也可在5-6年內(nèi)回收。分析天然氣能源的利用效率，約可提升30%左右，每年減少的CO2排放量可達8465噸。

CCHP的實現(xiàn)受到多種因素的制約，如所在地區(qū)的季節(jié)變化以及氣候條件，不同用戶的冷熱電負荷的時間分布以及空間分布，鄰近地區(qū)的一次能源供應(yīng)條件以及環(huán)境約束，相關(guān)標準與政策對能耗強度以及碳減排強度的約束，新技術(shù)的風(fēng)險評估與應(yīng)急預(yù)案等。

三、結(jié)語

燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)作為一種環(huán)保、高效的模式，為解決當前能源浪費現(xiàn)象提供了有效的解決途徑。鑒于此，在了解工程的實際情況的基礎(chǔ)上，設(shè)計可行的燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，能夠有效降低系統(tǒng)的運作成本，實現(xiàn)能源的高效利用。

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