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1、,区域能源利用 冷、热、电三联产系统（CCHP）,目 录,1 CCHP系统简介,CCHP系统的定义： 冷、热、电三联供，即CCHP（Combined Cooling, Heating and Power），是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力供应用户的电力需求，系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备(余热锅炉或者余热直燃机等)向用户供热、供冷。 通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用。还可以提供并网电力作能源互补，整个系统的经济收益及效率均相应增加。,2 CCHP系统组成及能流分析,简单循环燃气轮机热电(冷)联产系
2、统简图,2.1 CCHP系统组成,冷热电联供系统简单结构示意图,2 CCHP系统组成及能流分析,2.1 CCHP系统能流分析,CCHP系统中，发电之后的余热通过余热回收设备进一步的供冷、供热。实现高品位热源发电、低品位热源进一步被利用制冷、制热及热水供应。 CCHP系统能够充分利用天然气的热能，综合用能效率可达90%以上。同时可降低以天然气为燃料的供热成本，把一部分成本摊到电费上，减轻运营成本负担，与常规系统相比超出的初投资费用通过节省运行费5年内便可收回。,3 CCHP系统的设计模型,CCHP系统的设计模型主要有三种形式： 独立发电模型 并网不上网模型 并网加上网模型,3.1 独立发电模型,
3、独立发电，没有引入市电进行调节，也没有其他电力补充。因此燃气轮机的发电功率要大于额定电负荷且要考虑到热负荷的充分利用，否则会影响其发电成本。 采用这种模型的用户一般比较注重设计系统的稳定性、安全性及其可调节性，因此在此模型中适宜以阵列化的微型燃气轮机作为电力设备，最大峰值电力负荷即为系统的设计电力负荷，而且由于系统独立于市电系统，所以必须配备系统的启动电机。,3.2 并网不上网模型,“并网不上网”模型，这种模型是国内目前比较典型的模型，这种模型中的发电模块可以和市电系统并网，当所发电不能满足用户要求时可以从网上购市电以补充，但是由于电力政策的考虑，当所发电超负荷时不能向市网售电。 使用这种模型
4、的的用户比较注重其经济性，因此如何设计三联供系统，使之既能满足用户对冷热电的需求，又能有较好的节能性与经济性，是我们研究的重要内容。,3.3 并网加上网模型,“并网加上网”模型，这种模型的建立由于需要电力政策给用户自己所发的电可以上网售电的权利，而现今这种情况在国内是不允许的。 这种模型的电力负荷可以设计得比额定负荷大，因为发出的多余电力可以进行上网售电，这样即可以使设备达到满负荷运转，还可以获得一部分收益，但是这要考虑成本问题；如果自发电的成本价比市电价要高，三联供系统发出的剩余电力进行上网售电，不但没有收益而且还要花费更多的燃料费，这是极不经济的。,要进行上网售电，必然要解决在电力接入控制
5、系统上的问题，国内三联供项目中的燃气轮机一般采用的是国外的产品，其中一些产品的控制系统没有上网售电模块，因此要和国内的市电信号达到一致还需引用其他设备，这必然需要更多的资金投入，因此上网售电要适时适度。,4 CCHP系统的配置方式,三联供配置方式主要有 “以热定电”以热需求( 冷热负荷) 为基准，来确定系统的电力输出。 “以电定热”以电需求为基准，来确定系统的热需求( 冷热负荷) 输出。,4.1 “以热定电”,燃气轮机冷热电联产系统“以热定电”流程图,“以热定电”可以获得较高的能源利用率，在设计工况下运行时经济性良好，节能效果明显，结构简单、投资少、运行可靠。 发电量受到供热量的限制，供热与供
6、电互相牵制，难以同时单独满足用户对于热能和电能的需要，当没有热负荷时机组完全停运（以热定电的缺点所在）。在多余的电力自行消化不了时需上网外送，目前因不具备条件而常常受到限制。,燃气轮机冷热电联产系统“以电定热”流程图,4.2 “以电定热”,以电定热可以在较高电价条件下获得尽可能多的经济收益，但在余热不能充分利用时，能源的利用效率会下降。因此，以热定电运行模式比以电定热运行模式节能，但受电、燃气价格的影响，经济性并不是总比以电定热模式优。,当HPR=1.75时，电量输出约等于电量需求，热量输出约等于热量需求，能同时满足热点需求，为最佳热电比； 当1HPR 1. 75 时，宜采用“以热定电” 配置
7、方式； 当1.75 HPR2. 5 时，宜采用“以电定热” 配置方式； 当HPR=1.75时，两种方式均可采用。,5 CCHP系统的发展难点,发展难点1：热电不平衡性 热电负荷平衡定义：设备发出所需电负荷产生的余热负荷满足需求，热负荷、电负荷均达到供给量等于需求量。 实际工程中，区域能源采用三联供系统时往往很难实现热电平衡。当区域电负荷满足需求时，产生的余热达不到所需的冷、热负荷。而当余热满足需求时，产生的电量超过区域本身所需，由于受国家“并网不上网”政策的限制，区域产生的电负荷难以消化。夏季，电负荷可用于制冷机制冷，但是冬季供热需要用的锅炉或是溴化锂机组均以天然气为燃料，电负荷用不掉，造成了
8、热电不平衡。,发展难点2：水系统划分难点 水系统如何划分，是按能源分布特点来分还是按能源中心划分。 管道运输长度、管径比常规空调系统相比较大，管道铺设、管道保温、管道防渗漏、管道检修等成本会对初投资及运行费用产生一定影响。 管道过长会增加成本且热量易散失。 管道过多会是增加系统复杂性且难管理。,谢 谢 !,6 CCHP系统汇报问题总结,1 最初的提出背景 能源岛的构想战略考虑，是一个完全的孤立系统。 现在CCHP系统提出的背景及其应用场合（机场、医院、核心商务办公区） 系统的发展趋势：与国营电力企业合营，从而使上网成为可能（虹桥能源中心） 2 当最大热负荷与平均热负荷相差很大时，添加辅助锅炉调
9、节 优化运行需要精确地负荷计算数据 3 系统经济性的具体分析 与常规能源相比，CCHP系统经济性好具体表现在哪些方面，为什么经济性高 排放量、投资的回收期的具体分析，如何得到最后的结论的 CCHP系统安全性第一、经济型第二、环保型第三 进一步的分析整个系统的优缺点以及能否与其他能源配合使用抑或相互排斥不能联供，即能源的综合利用（能源耦合利用）,4 以电定热配置方式中的供热量问题 以电定热的配置方式时，会不会出现供热量大于热量的需求量的情况，如果出现的话能不能引入蓄热器来进行热量的储存（即蓄热器） 蓄冷的问题冰蓄冷与水蓄冷的比较（冰蓄冷成本高但占地少，水蓄冷成本低但占地面积大。） 机组的停机、开
10、机问题（蓄冷、蓄热） 5 运行策略 不同季节运行策略的分析，包括在过渡季节如何保持较高的效率与能源利用率，从而使整个系统的效率提上去。即分析不同季节（即不同工况下的运行策略） 6 价格上涨的应对问题 如果天然气价格上涨、电价下降该如何应对 7 设备运行参数及其与传统系统设备的对比 介绍一下CCHP中设备的参数，并与电厂等的做一个对比（P、T）,5/25/2019,（杨）CCHP的发展趋势 多能源耦合利用（本区域内能源的综合利用）真正做到CCHP系统的安全性。其中的一次能源除外界供应的天然气之外还包括区域内部的太阳能、地源热泵、江水源热泵、风能等一次能源等！ 只作为一个趋势分析，分析能不能应用以及如何能够更好地应用，从而使整个区域内的能源系统真正做到独立！ 重点分析热电不平衡性的及其解决办法,5/25/2019,标准煤的定义：标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤。 煤的种类：烟煤、无烟煤、贫煤、褐煤（挥发分高）、气煤等等,
