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1、燃气冷热电联供 节能效益分析,一、燃气冷热电联供形式 二、CCHP节能效果分析 三、CCHP系统的节能效益分析方法（建议） 四、冷热电联供与直燃机的能量消耗比较,一、燃气冷热电联供形式,燃气冷热电联供（Combined Cooling Heating and Power），简称（CCHP）是一种新型的综合能源供应理念和形式，正在国际上受到越来越多的关注。 CCHP系统一种节能效果显著、运行经济效益好、环境友好的能源供应系统，正在国内外的公共建筑、商用建筑、工业企业、学校或大中型建筑群以至各种类型的独立建筑广泛应用。,Fig.1,Fig.2,Fig.3,Fig.4,Fig.5,Fig.6,Fig
2、.7,Fig.8,Fig.9,CCHP是合理利用天然气资源的优良方式，这种形式与目前北京市以宝贵的天然气资源用作燃气锅炉或直燃机的供冷、供热方式相比，既节约一次能源、又可达到经济运行，缓解电力供应紧张的状况，但是对于CCHP在北京或类似北京气象条件的地区的供暖期、供冷期是否都能达到节约一次能源的效果，说法不一。,二、CCHP节能效果分析,*中科院徐建中院士,冷热电联供与分供的能耗分析,联供比分供可减少约42%一次能源,分供时则消耗天然气 54.98m3/h,*同济大学龙惟定教授 燃气空调技术及应用一书中认为：在节能评价中用得较多的是相对评价，即以常规系统为基准，考察热电冷联产系统的节能效果，以
3、A为常规系统的一次能源耗量、B为热电冷联产系统的一次能源耗量，节能率可按下式计算： 节能率=,供热场所,常规系统 能量需求 热电联供,w Pe e,Q Q th,一次能量消耗：,供冷场所,常规系统 能量需求 热电联供,发电厂,电力需求,发电机,燃料B,热泵机组,冷热需求,吸收式制冷,燃料A,热回收,w Pe e,1 Q 2,th,一次能量消耗：,在该书按此计算式作出的相关图中，假定商用电力供电效率为0.351(已考虑电网输配效率)和锅炉热效率为0.85时；若热电联供的发电效率为30%、余热利用率为40%时，节能率为20%；若为冷电联供工况时，发电效率为30%、余热利用率为40%，节能率15%。
4、,在北京天然气热电联产激励政策研究中 对热电冷联供的节能效果的分析认为：对中小型天然气热电分产的节能效果比较明显，但在很多情况下，联供制冷工况相对于分产冷电是不节能的，得出此结论的对比基准，是采用天然气分产电力由燃气蒸汽联合循环供电，发电效率为55%、电网输配效率90%，燃气锅炉热效率为90%；制冷系统的COP取值，电制冷为5、吸收式制冷为1.2。,供热工况,h e,1.0,e/ge-cegrid e,h/b h,供冷工况,参考电厂,吸收式制冷,h,1.0,e,参考冷机,e/(ge-ccgrid),n/COPa/COPe,hCOPa,e,三、CCHP系统的节能效益分析方法（建议）,1、CCHP
5、的节能率计算 2、CCHP的一次能源利用（综合热效率）,分产系统 能量需求 热电联供,燃料A1,发电厂,电力用户,燃气机,燃料B1,锅炉,热用户,热回收,ce Pe e,b Qh h,燃料A1,1、CCHP的节能率计算,热电状况,能量消耗：,冷电状况（1）,分产时 能量需求 冷电系统,h,发电厂,电力用户,燃气机,燃料B2,电制冷,冷用户,LiBr制冷,燃料A2,热回收,ce Pe e,COPe Qc COPa,能量消耗：,1、CCHP的节能率计算,h,发电厂,电力用户,燃气机,燃料B3,电制冷机,冷用户,LiBr制冷,燃料A3,热回收,COPa,电制冷,COPe,冷电状况（2）,分产时 能量
6、需求 冷电系统,ce Pe e,COPe Qc,能量消耗：,1、CCHP的节能率计算,假设 a）燃气轮机的发电效率e=0.28，余热效率h=0.5 b）市电网以燃气蒸汽联合循环计ce=0.550.9=0.495 （其中发电效率为55%，电网输配效率为90%） c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5，燃气锅炉 热效率b=0.9,例1：,计算实例,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能效率11%,供热期节能效率,1、CCHP的节能率计算,不节能，多耗能20%,供冷期节能效率,A、冷负荷全部由燃机余热吸收式制冷提供 计算供冷期节能率,1、CCHP的节能率计算,不
7、节能，多耗能12.9%,供冷期节能效率,B、冷负荷由部份电制冷和部份余热吸收式制冷，设电制冷比例y=0.2，LiBr比例x=0.8 计算供冷期节能率,1、CCHP的节能率计算,假设a）设燃气轮机的发电效率e=0.28，余热利用效率 h=50% b）市网电以目前煤电为主的各地区较高的发电效率 40%，电网效率90%计算，ce=0.40.9=0.36 c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5燃气锅 炉热效率b=0.9,例2：,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能效率25%,供热期节能效率,1、CCHP的节能率计算,供冷期节能效率,A、冷负荷全部由余热LiBr制
8、冷供应时 计算供冷期节能率,节能效率12.9%,1、CCHP的节能率计算,节能效率18.7%,供冷期节能效率,B、冷负荷部份由电制冷(y)和部份余热LiBr制冷(x)供应时， 计算供冷期节能率,1、CCHP的节能率计算,假设a）燃气轮机的发电效率e=32%，余热利用效率h=46% b）市电网ce=0.550.9=0.495或ce=0.40.9=0.36 c）LiBr吸收制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5燃气锅 炉热效率b=0.9,例3：,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能13.6%（ce=0.495） 或28.5% （ce=0.36）,供热期节能效率,1、CC
9、HP的节能率计算,供冷期节能效率,A、冷负荷全部由余热吸收式制冷机供冷 计算供冷期节能率,不节能多消耗12%（ce=0.495） 或节能18.6% （ce=0.36）,1、CCHP的节能率计算,不节能多消耗7%（ce=0.495） 或节能22% （ce=0.36）,供冷期节能效率,B、冷负荷由余热制冷和电制冷联合供冷 计算供冷期节能率,*供电效率ce=0.495时的节能率 *供电效率ce=0.36时的节能率,1、CCHP的节能率计算,假设a）假设内燃机的发电效率e=0.38，余热利用 效率h=0.44 b）市电网以燃气蒸汽联合循环计，ce=0.550.9= 0.495（其中发电效率为55%，电
10、网输配效率为90%） c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5，燃气 锅炉热效率b=0.9,例4：,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能率21%,供热期节能效率,1、CCHP的节能率计算,供冷期节能效率,A、冷负荷全部由余热制冷提供 计算供冷期节能率(A),节能率0.4%,1、CCHP的节能率计算,节能率9.1%,供冷期节能效率,B、冷负荷由部份电制冷（y）和部份余热制冷（x） 提供 ,计算供冷期节能率(B),*表中数据为COPa=1.2时的节能率 *表中数据为COPa=0.7时的节能率,1、CCHP的节能率计算,假设 a）设内燃机的发电效率e=0.38，
11、余热利用效率 h=0.44 b）市电网ce=0.40.9=0.36 c）LiBr吸收制冷机COPa=1.2，电制冷机COPe=4.5 燃气锅炉热效率b=0.9,例5：,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能率35.3%,供热期节能效率,1、CCHP的节能率计算,供冷期节能效率,A、冷负荷全部由内燃机余热制冷供应,节能率27.6%,节能率(A),1、CCHP的节能率计算,节能率34.5%,供冷期节能效率,B、冷负荷由电制冷（y）和余热制冷（x）供应,*表中数据为COPa=1.2时的节能率 *表中数据为COPa=0.7时的节能率,节能率(B),1、CCHP的节能率计算,假设 a）设
12、微燃机的发电效率e=25%，余热利用效率 h=55% b）市电网ce=0.40.9=0.36 c）LiBr制冷COPa=0.7（热水型），电制冷 COPe=4.5，燃气锅炉热效率b=0.9,例6：,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能率23.4%,供热期节能效率,1、CCHP的节能率计算,供冷期节能效率,A、冷负荷全部由内燃机余热制冷供应时,多耗一次能7.3%,节能率,1、CCHP的节能率计算,节能率2.3%,供冷期节能效率,B、冷负荷由电制冷（y）和余热制冷（x）供应时,注：微燃机发电效率为e=0.25、h=0.55时的节能率 微燃机发电效率为e=0.28、h=0.37时的
13、节能率 微燃机发电效率为e=0.22、h=0.68时的节能率,节能率,1、CCHP的节能率计算,假设a）设燃气机采用双压余热蒸汽锅炉,高压蒸汽驱动背 压式汽轮机发电,背压蒸汽供热;烟气排放温度120。 发电效率e=32%，余热效率h=50% b）市电网ce=0.550.9=0.495或 ce=0.40.9=0.36 c）LiBr制冷机COPa=1.2，电制冷COPe=4.5，燃气锅炉 热效率b=0.9,例7：,1、CCHP的节能率计算,计算CCHP的节能率：,节能率16.8%(ce=0.495)或30.8%（ce=0.36）,供热期节能效率,1、CCHP的节能率计算,供冷期节能效率,A、冷负荷
14、全部由余热LiBr供应,不节能，多耗能-9.3%(ce=0.495)或 节能20.6%（ce=0.36）,节能率,1、CCHP的节能率计算,多耗能0.1%(ce=0.495)或节能26.6%（ce=0.36）,供冷期节能效率,B、冷负荷由电制冷和余热制冷供应,*表中数据为h=0.495时的节能率*表中数据为h=0.36时的节能率,节能率,1、CCHP的节能率计算,从以上各例计算分析可得出： *采用燃气轮机发电装置的CCHP系统,（1）供热期 燃气轮机， e=28%， h=50% 市电网ce=0.495时，CCHP节能约11%。 市电网ce=0.36时，CCHP节能约25%。 燃气轮机， e=3
15、2%， h=46% 市电网ce=0.495时，CCHP节能13.6%。 市电网ce=0.36时， CCHP节能为28.5%。,1、CCHP的节能率计算,（2）供冷期 由燃气轮机余热吸收制冷机供冷时 燃气轮机， e=28%， h=50% 市电网ce=0.495时，CCHP不节能，需多消耗一次能源约20%。 市电网ce=0.36时，CCHP系统节能约13%。 燃气轮机的发电效率为32%， h=46% 市电网ce=0.495时，CCHP系统不节能，需多消耗约12%； 市电网ce=0.36，则CCHP节能18.6%。,1、CCHP的节能率计算,（3）供冷期 由余热吸收制冷机和电制冷机供冷时 燃气轮机， e=28%， h=50% 市电网ce=0.495时，电制冷/吸收式制冷0.10.9/0.90.1时，CC
