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1、四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估 四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估1.编制可研的目的编制可研的目的2.编制方法编制方法3.评价体系评价体系4.可研中应包含的主要内容可研中应包含的主要内容5. 经济性评价及适宜发展类型经济性评价及适宜发展类型四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估1.编制可研的目的编制可研的目的v论证项目建设的可能性论证项目建设的可能性v论证项目建设的经济性论证项目建设的经济性v论证项目建设的必要性论证项
2、目建设的必要性2.编制方法编制方法v 收集负荷资料收集负荷资料v 负荷分析负荷分析v 确定技术方案确定技术方案v 进行技术经济比较进行技术经济比较 可参照可参照 小型热电联产可行性研究报告编制方法小型热电联产可行性研究报告编制方法及及参数与方法参数与方法进进行编制行编制四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法v 收集负荷资料，主要包括以下内容收集负荷资料，主要包括以下内容1现状和规划冷热负荷现状和规划冷热负荷项目的建筑规划和能源规划拟建项目周边的可再生能源的情况分别列出现状和规划建筑中采用集中空调的建筑物的冷热负荷、建筑物性质和一日之内的用能时
3、间户内系统，供回水温度规划建筑物的建设进度蒸汽负荷，蒸汽负荷日及季节变化规律，各时段蒸汽负荷量，使用蒸汽负荷的点是否有稳定的生活热水负荷？用量是多少？采暖制冷期四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法v 收集负荷资料，主要包括以下内容收集负荷资料，主要包括以下内容3 市政条件市政条件现有电力系统介绍，电源情况、几路供电、电压等级现有及规划配电室位置、变压器容量燃气供应情况上、下水供应情况3原材料及能源价格原材料及能源价格目前从供电局购电价格是否使用自来水、水价燃气价格采暖、制冷单位平米销售价格、蒸汽销售价格4.能源中心的设置能源中心的设置拟采用
4、独立机房的方式设置能源中心，可以为地下建筑，能源中心可以设置的区域能源中心如设置在建筑物内的可行性四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法v 负荷分析负荷分析负荷预测的常用方法：负荷预测的常用方法： 面积指标预测法、逐时系数预测法、计算机辅助模拟分析方法负荷预测的步骤：负荷预测的步骤： 掌握基本信息。 通过与用户进行沟通了解，以确定即将或已建成的建筑物规模和使用性质。重点了解建筑物或建筑群的建筑面积、供热面积、制冷面积以及人员使用情况。 确定冷热电设计负荷 采用面积指标法或规范中给出的计算公式对设计负荷进行确定。 分析负荷特性，绘制逐时负荷变化
5、图 利用逐时系数法或其他计算机辅助方法，分析不同建筑的负荷变化规律，找出最大负荷、最小负荷出现的时间以及变化量，并绘制出典型日的逐时负荷变化图。 计算年负荷量 根据公式计算或图表累计计算冷热电年负荷量，为后面经济分析做准备四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案v发电机形式的选择发电机形式的选择v运行方式及电力接入系统运行方式及电力接入系统v供能系统的确定供能系统的确定v余热利用系统的确定余热利用系统的确定四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案v
6、发电机形式的选择发电机形式的选择目前用于燃气热、电、冷三联供系统的发电机有燃气轮发电机、燃气内燃发电机、微燃发目前用于燃气热、电、冷三联供系统的发电机有燃气轮发电机、燃气内燃发电机、微燃发电机三种形式。电机三种形式。燃气轮机：燃气轮机： 燃气轮机发电机组具有体积小、运行成本低和寿命周期较长（大修周期在6万小时左右）、出口烟气温度较高、氮氧化物排放率低等优点。 燃气轮机发电机组发电电压等级高、功率大，供电半径大、适用于用电负荷较大的场所，发电机组输出功率受环境温度影响较大。 燃气轮机发电机组余热利用系统简单、高效。 燃气轮机发电机组启动时间较燃气内燃发电机组长。 燃气轮机发电机组一般需要次高压或
7、高压燃气。 燃气轮机发电机组在正常情况下，需要利用市电作为机组的起动电源。在停电起动时需要配备一台小容量的起动用发电机组，启动时间较长。总结来说，燃气轮机的优点是余热利用较简单，环保排放值较低，但缺点是发电机组出力随海拔高度和环境温度的变化量较大，除个别机型外，发电效率较低，进气压力要求较高，单位投资较大。四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案燃气内燃机：燃气内燃机： 燃气内燃发电机组突出的优势是发电效率高、环境变化（海拔高度、温度）对发电效率的影响力小、所需燃气压力低、单位造价低，当然也有余热利用较为复杂、氮氧化物排
8、放量略高的缺陷。但燃气内燃发电机组利用在发电产业上，有其它原动机所不及的优点：v单机能源转换效率高，发电效率最高可达46%，能源消耗率低。 v地理环境造成动力输出影响最小，高温、高海拔下可正常运行。 v发电负载波动适应性强。v操作运转技术简单易掌握。v可直接利用低压天然气进入燃气内燃发电机组燃烧。 总结来说，燃气内燃发电机组优点集中在发电效率高，通常在3040之间，发电效率随负载负荷的影响较小，从100%负荷降到50%负荷时，内燃发电机组的发电效率从40%变化到34%左右，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低，再次，内燃发电机组启动快
9、，0.515min即可完成启动。 四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案燃气内燃机：燃气内燃机：但是内燃发电机组也有一些不足的地方：（1）内燃发电机组燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降；（2）内燃发电机组需要频繁更换机油和火花塞，消耗材料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影响比较大，有时不得不采取增加发电机组台数的办法，来消除利用率低的影响。燃气微燃机燃气微燃机燃气微燃机：一般发电量小于200千瓦，适用小容量场所、多机组组合时切换较灵活。具有体积小，发电效率高，噪音小，机房不需消声改
10、造、氮氧化物排放量低等优点。但燃气微燃发电机折合每千瓦发电造价较内燃机要高，所需燃气的进气压力较高。四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案性能比较表性能比较表项项 目目燃气轮机燃气轮机燃气内燃机燃气内燃机燃气微燃机燃气微燃机发电机组功率（发电机组功率（kWkW）一般一般10001000一般一般50005000300300发电机组电压（发电机组电压（kVkV）0.40.4或或10100.40.4或或10100.40.4发电效率（发电效率（% %）20-3320-3325-4325-4328-2928-29排烟温度（排烟温
11、度（）350-650350-650400-550400-550280280余热回收型式余热回收型式烟气烟气烟气烟气+ +缸套水缸套水烟气烟气余热回收系统余热回收系统简单简单复杂复杂简单简单大修期（小时）大修期（小时）60000600003000030000-60000-600006000060000振动振动小小大大小小噪声分贝（噪声分贝（dBdB）罩外罩外8080裸机裸机100-110100-110罩外罩外8080减振措施减振措施不需要不需要需要需要不需要不需要所需燃气压力（所需燃气压力（MPaMPa）110.20.50.5四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估
12、2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案 常用的发电机品牌常用的发电机品牌 燃气轮机：美国燃气轮机：美国Solar 、日本川崎、日本川崎 型号项目0615D30D60D70D180D发电机组电力输出(kW)610143528255265650017080(kW)51024104400564015240燃料类型天然气、柴油、煤油、液化石油气燃料消耗(天然气)( Nm3)3326221246186422375498排气量(Nm3/hr)022600452006080075000163000排气温度时()475520520560520549热电联产余热量(kW)1968(至)3533(至)706
13、6(至)10410(至)11725(至)27240(至)四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案 常用的发电机品牌常用的发电机品牌 燃气内燃机：颜巴赫、瓦锡兰、道一茨、卡特比勒、康明斯燃气内燃机：颜巴赫、瓦锡兰、道一茨、卡特比勒、康明斯型号型号容量kW最高发电效率%烟气系统缸套水系统中冷水系统外形尺寸排烟温度排烟流量kg/h余热量（kW）(至)进/出口温度余热量kW进/出口温度（）余热量（kW）长宽高315GFBE315GFBE31535.250819
14、8023790/9517840/54723.41.152.05575GQHA575GQHA57535.96455370838780/8533948/521173.902.102.25C995NC995N99540.5465558059883/9050950/60805.122.232.77C1160NC1160N116039.3469.3698475585/9568850/541115.02.332.97C1400NC1400N140041.8434781276479/9076340/501105.122.232.77C1540NC1540N154038.15088532105682/9560
15、550/603666.242.102.97C1750NC1750N175038.84999972116882/9567250/604066.312.102.972000GQNC2000GQNC200040.945311700119675/92114950/52.21376.072.162.78四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案发电机组形式确定的原则发电机组形式确定的原则四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案运行方式及电力接入系统运行方式及电
16、力接入系统v发电机与并网运行v燃气发电机组独立运行 联联供系供系统统的的电电气主接气主接线线宜采用宜采用单单母母线线或或单单母母线线分段接分段接线线四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案供能系统的确定供能系统的确定 与项目的用能情况密切相关 与运行方式密切相关：以电定热、以热定电、最大满负荷运行小时数等不同模式 一般情况下，三联供系统带基本负荷，其他能源方式做为补充 初投资高的设备承担基本负荷、设备投资低的设备承担调峰负荷 考虑周围的资源情况 考虑项目的经济性 四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统
17、的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案余热利用系统的确定余热利用系统的确定燃气轮机余热燃气轮机余热 燃气轮机是一种以气体为工质的将热能转变为机械能的动力发动机。它主要由进气道、压气机、燃烧室和动力输出机构-尾喷管或动力涡轮以及燃料供给系统、控制调节系统、启动启动组成。其工作原理为：压气机从外界连续吸入空气并使之增压，同时空气温度也相应提高，压送到燃烧室的空气与燃料混合燃烧成为高温、高压的燃气，燃气在透平中膨胀做功，推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，从透平中排出的乏气排至大气自然放热。对于燃气轮机来说，其乏气的排气温度在350650，即为可利用的余热，此外，燃气轮机在
18、运行时，润滑油需要冷却，但这部分热量量很小，且出水温度很低，品位低，一般不予以利用。 四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案余热利用系统的确定余热利用系统的确定燃气内燃机燃气内燃机 燃气内燃机也是一种以气体为工质的将热能转变为机械能的动力发动机。在内燃机中，燃料在缸内依靠活塞上行压缩的气体着火燃烧，放出大量热能，使可燃混合气（工质）的压力和温度急剧增高，并在缸内膨胀推动活塞做功，膨胀终了的气体，已经为不能在缸内做功的废气，必须将其排出去。内燃机做功，必须具备进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程。燃烧所产生的热量只有一部
19、分转化为机械功，使内燃机运转并对外输出做功；另一部分热量被排出的废气带走；还有一部分热量（约占燃烧热量的三分之一）内燃机组件（气缸盖、活塞、气缸套、气门）的冷却水带走。从燃气内燃机的工作原理上可以看出燃气内燃机的排热主要有：发电后的烟气乏气，温度在400550之间，是完全可以利用的；此外还有气缸的冷却水，其温度在80100之间，也可以进行利用； 此外还有燃气内燃机的中冷水换热器等的冷却水，其温度在40左右，很难利用。 四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案余热利用系统的确定余热利用系统的确定 主要两种利用形式主要两种利
20、用形式v余热锅炉+蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机、汽水热交换器方式v烟气型或烟气热水型溴化锂吸收式冷热水机组方式 适用范围适用范围v前者更适用于有较大蒸汽或热水负荷需求的场合。这种工艺尤其适用于有一定蒸汽和热水需求的场合，可以通过调节从余热锅炉出来的进入直燃机的蒸汽量方便的调节负荷分配。v后者系统简单且能源利用效率较高，应用日益广泛。直接利用余热的烟气热水型溴化锂吸收式冷热水机组设备制造技术在近年来发展成熟，使得余热利用工艺和设备得以简化。具有工艺简单、占地少的突出优势，而且由于减少了换热环节，采用直接连接系统的热效率更高。 与发电机组的连接宜采用单元制连接与发电机组的连接宜采用单元制连接 燃气轮
21、机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法确定技术方案确定技术方案余热利用系统的确定余热利用系统的确定燃气微燃机燃气微燃机 燃气微燃机是微型透平机，是应用了往复式引擎的过给机的量产技术所制造出来的小型透平机，其压缩机和永久磁石式发电机的同轴运转可以达到高速回转（65000100000rpm），另外，交直流变换器（频率变换器）组合起来，它是低成本、高效率的透平机（容量300kW以下）。从其工作原理来看，其发电余热主要是发电后的乏气，排烟温度在350650，是可被利用的余热。 项 目燃气轮机发电
22、机燃气内燃发电机燃气微燃发电机余热回收型式烟气烟气+缸套水烟气烟气排烟温度（）350-650400-550280缸套水温度（）80100燃气轮机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估2.编制方法编制方法技术经济比较技术经济比较 经济分析经济分析 计算各方案的能耗和收益，计算项目的投资回收期、内部收益率等 进行项目的财务分析：包括盈利能力分析、偿债能力分析、财务生存能力分析、盈亏平衡分析、敏感性分析等 技术分析技术分析 燃气轮机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度四四 燃气冷热电三联供系统的可
23、研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估3.评价体系评价体系 经济评价经济评价 一般需要和常规用能方式进行比较，常用的有全投资比较和增量投资比较两种方法 技术评价技术评价 可行性 先进性：年能源综合利用率是重要评价指标、节能率 安全性评价安全性评价 环保评价环保评价 减排量、节煤量 社会评价社会评价 燃气轮机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估4.可研中应包含内容可研中应包含内容v概述概述项目概述编制范围建设的必要性本项目采用冷热电三联供系统的必要性和有利条件本项目采用冷热电三联供系统的必要性和有利条件v能
24、源供应及市政配套现状能源供应及市政配套现状供电方案天然气供应情况冷热源供应情况其它配套市政v负荷分析负荷分析建筑性质及建筑面积电力负荷预测冷热负荷预测年能耗预测 燃气轮机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估4.可研中应包含内容可研中应包含内容v三联供系统的设置原则三联供系统的设置原则冷、热、电特点与方案要求发电机组选择燃气发电机组运行方式余热利用系统v工程方案工程方案 能源中心的供能范围 方案概述 方案详述 安全性论述v 消防消防v 节能节水节能节水v 环境保护环境保护v 劳动安全劳动安全 燃气轮机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度四四 燃气冷热电三联供系统的可研与评估燃气冷热电三联供系统的可研与评估4.可研中应包含内容可研中应包含内容v 工业卫生工业卫生v 工程实施进度工程实施进度v 投资估算投资估算v 融资方案融资方案v 财务分析财务分析v 风险分析风险分析v 结论及建议结论及建议 燃气轮机发电机、燃气内燃发电机及燃气微燃机发电机可利用余热温度
