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1、1,“华能北京热电有限责任公司” 热电冷联产示范项目工程,华能北京热电有限责任公司 2010-7-14,2,热电冷联产示范项目工程 7/14/10,1 背景与意义,2 热电厂运行参数分析模型,4华能北京热电厂热电冷三联产示范工程评价,3 制冷系统耗能分析模型,5华能北京热电厂热电冷三联产推广工程评价,6结论,3,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,华能北京热电厂安装有4台德国Babcock公司和武汉锅炉厂合作制造的830t/h带飞灰复燃的液态排渣塔式直流锅炉；4台俄罗斯供货的供热式汽轮发电机组。4台机组已于1999年全部投产发电，装机总容量770MW。电厂于2003年完成了后置
2、机改造工程，使全厂最大发电能力达到849MW。2004年完成了燃油尖峰热水炉改天然气工程，使电厂供热能力达到4856GJ/h（1160Gcal/h），可满足北京市约2500万平方米的冬季采暖要求。,4,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,华能北京热电厂,5,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,6,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,冬季我厂各台机组处于高效运行状况，为北京市输送电力、工业蒸汽和采暖热水三种产品；而在夏季，由于城市采暖系统的停运，工业蒸汽量需求减少，采暖热水量需求也急剧减少，机组几乎在纯凝工况下运行，发电能力受到影响。同时，夏季空调
3、电力负荷急速增加，市场需求电量增大，而城市热网系统闲置，形成了季节性的电力供需矛盾。,7,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,可见，和冬季相比，在用电负荷较高的夏季，热电厂一方面要增加发电量，另一面又处于高发电煤耗条件下发出该电量，使所消耗的燃煤量会大大增加，从而带来更大的大气污染物和生态污染物排放。同时，电厂夏季热水用户极少，夏季约1800-2000吨/小时，有大量的热水资源被闲置。因此，在夏季热电厂存在突出的节能增效的问题。,8,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,如何充分合理的利用闲置资源，提高机组效率、增加夏季发电量、改善机组经济指标，是摆在我厂面前的一
4、个课题。,9,实现热电厂夏季节能增效的关键是增加夏季对外供热。虽然夏季各种用户对热的直接需求很少或者没有，但是却对冷有很大的需求，因此增加热电厂夏季对外供热的关键是实现以热制冷。与传统的电空调相比，吸收式溴化锂制冷系统能够以热源作为输入能源获得冷输出，显然其为热电厂夏季热负荷提供一种可行的途径。,10,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,基于热电厂的吸收式溴化锂制冷系统称之为热电冷联产系统，是一种能源综合利用技术，与热电联产冷分产相比，基于热电厂的热电冷联产在节能减排等方面具有很多优势： (1)能够缓解夏季电力供需矛盾。随着社会发展和人民生活水平的提高，夏季制冷需求也进一步增加
5、。目前人们夏季制冷主要采用消耗电能的压缩机空调系统，从而导致夏季电网很大的用电负荷，据统计，在夏季电力负荷中，空调几乎占用电负荷的1/4。因此，热电冷三联产能够降低制冷用电负荷，从而缓解夏季供需矛盾。,11,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,(2)提高热电厂的设备利用率及经济效益。冬季居民采暖需求量大，热电厂的热负荷较大，而夏季，处于热负荷低谷，设备利用效率低。在北京，冬季采暖期为4个月，夏季供冷期为4个月，显然采用热电冷联产，机组高效率运行期几乎可以增加一倍。可见，热电冷联产可增加热电厂的夏季热负荷，平衡冬季和夏季热负荷的峰谷差，这样就提高了热电厂的设备利用率，相应地提高了
6、热电厂的经济效益。,12,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,(3)节省能源。热电厂在夏季没有对外供热的情况下，其热效率一般为3540，而热电冷联产系统由于实现了能源的梯级综合利用，其热效率可以达到70以上，从而可以带来能源的节约。 (4)减少了排放。热电冷三联产系统由于提高了能源利用率，因此获得同样的电量和热量(冷量)，消耗的能源减少了，从而排放的大气污染物NOx、SOx和颗粒物以及生态危害物二氧化碳也会减少。,13,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,基于这样的考虑，为充分利用热电厂夏季闲置的热水资源，2008年，华能北京热电有限责任公司在本厂生活区（包括单
7、身楼、外招楼、食堂及多功能厅、体育馆、生产库、警队及消防队驻地、小车库）建筑面积约2.2万平米的建筑物实施了热水溴化锂制冷机组提供冷源项目，即基于热电厂的热电冷三联产项目。 目前，该项目已经平稳正常运转了两个供冷季，表明基于热电厂的热电冷三联产具有可实现性。,14,热电冷联产示范项目工程 背景与意义 7/14/10,本项目旨在通过将示范工程中采用的热电冷三联产系统与传统的热电联产冷分产系统进行比较，开展该示范项目以及进一步的推广工程项目的经济性和社会效益方面的评价和分析，为实施基于热电厂的热电冷三联产工程提供一定的参考依据。,热电冷联产示范项目工程 热电厂运行模型 7/14/10,冷,煤,煤,
8、冷,电,热、电、冷这三种不同品质的能，为了能对这两个系统进行比较，需要将不同品质的能量折合成一次能源消耗，即需要把热量、电能、冷量都折算为一次能源消耗量，这正是比较分析的关键。,15,热电冷联产示范项目工程 热电厂运行模型 7/14/10,冷,煤,煤,冷,电,可见，对两个系统进行比较的关键是把不同品质的能量折合成一次能源，而把不同品质的能量折合成一次能源的关键是电厂的能量转化特性，为此需要对电厂的能量转化过程建立模型。,输电过程,16,热电冷联产示范项目工程 热电厂运行模型 7/14/10,基于能量转化过程的不同品质的能量折合成一次能源模型,抽汽口处蒸汽焓,所抽蒸汽的饱和水焓,汽轮机进口蒸汽焓
9、,汽轮机排汽焓,锅炉给水焓,对外供热量,17,热电冷联产示范项目工程 热电厂运行模型 7/14/10,基于热电厂运行参数的的不同品质的能量折合成一次能源模型确定电厂的运行参数的关联关系,反映热电厂运行工况的核心参数有：供热比、发电量P、发电煤耗率b、耗煤量m0 、对外供热量qout、热电厂总热效率h 。,18,热电冷联产示范项目工程 热电厂运行模型 7/14/10,热电厂运行状态预测过程,19,热电冷联产示范项目工程 热电厂运行模型 7/14/10,热电厂运行参数预测模型输入条件与适用性,所建立的热电厂运行参数预测模型所需要的输入参数,这些需要输入的参数对任何热电厂而言，都是容易获得的，因此所
10、建立的模型具有广泛的适用性。,热电冷联产示范项目工程 制冷系统耗能分析模型 7/14/10,基于热水的溴化锂制冷系统,加热热水,21,热电冷联产示范项目工程 制冷系统耗能分析模型 7/14/10,基于热水的溴化锂制冷系统,制冷需求量,因制冷需要供热量,溴化锂机组耗电量,热制冷系数,溴化锂机组电功率,溴化锂机组耗电每制冷季每平米电费,热电冷联产示范项目工程 制冷系统耗能分析模型 7/14/10,基于电空调的制冷系统,电空调制冷系统,电量输入,冷量输出,制冷需求量,因制冷需要电量,制冷电量折合标煤热量,电制冷系数,23,热电冷联产示范项目工程 制冷系统耗能分析模型 7/14/10,取户式空调机制冷
11、功率W1=2Kw/台，价格约1000元/台，寿命10年，每冷季单位面积成本,电制冷每冷季单位面积电费,24,25,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,华能北京热电厂热电冷三联产示范工程评价,为充分利用夏季闲置的热水资源，2008年，华能北京热电有限责任公司在本厂生活区（包括单身楼、外招楼、食堂及多功能厅、体育馆、生产库、警队及消防队驻地、小车库）建筑面积约2.2万平米的建筑物实施了热水溴化锂制冷机组提供冷源项目。,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,在示范工程中，2.2万平方米制冷面积需要制冷功率为Qc=0.1kw/m2，而#l、#2增压风机变频室最大需制冷量取
12、为320 kw，二者相加获得该示范工程的需求制冷量。制冷时间按三个月共90天计算。,示范工程面积采用热电厂热电冷三联产系统时，选用2台125104kcal/h热水溴化锂制冷机组。,示范工程面积采用热电联产冷分产系统时，制冷需求量与三联产系统相同，取电制冷系数取为2.6，制冷平均负荷 取为0.7。,26,27,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,示范工程溴化锂机组性能参数,28,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,示范工程面积热电联产冷分产系统运行特性与参数,copc,29,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,示范工程面积热电冷联产系统运行特性与参
13、数,cope,30,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,示范工程二联产系统与三联产系统运行参数比较,31,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,示范工程节能减排分析,在示范工程中，三联产系统与二联产系统相比，其社会效益体现为发电煤耗的降低所带来的节能和减排。以三联产系统的发电量为基准发电量，三联产系统发出该电量所消耗的燃煤与二联产系统发同样电量所消耗的燃煤相比的减少量为节煤量，该节煤量所对应的二氧化碳、颗粒物、NOx和SOx排放量为减排量。,32,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,节煤量t,三联产系统热电厂的发电功率万kwh,制冷时间h,二联产系统热电厂发电煤耗率g/kwh,三联产系统热电厂发电煤耗率g/kwh,33,热电冷联产示范项目工程示范工程评价 7/14/10,示范工程三联产系统相对二联产系统的节能减排,
