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分布式能源之冷熱電三聯供系統
2015-06-29 10:08:57|點擊次數:

分布式能源在冷熱電三聯供系統中,燃料通常使用天然氣等清潔能源,燃料首先進入發動機産生動力用來驅動發電機産生電力,然後利用發動機排出的餘熱供熱和制冷。燃料輸入的能量經過梯級利用,提高了燃料的綜合利用率和利用價值。發揮冷熱電三聯供系統的優

勢,發電餘熱的綜合利用是系統設計的關鍵,必須綜合考慮各個方面的要求,才能取得經濟效益。

在燃氣冷熱電三聯供技術工程應用方面,我院是北京市最早也是承擔項目最多的設計單位,已完成了大量方案設計、可行性研究和工程設計。燃氣内燃機是小型冷熱電三聯供項目最常用的設備,燃氣内燃機餘熱利用方式靈活多樣,以下簡單介紹我們這幾年

在工程設計中采用的技術方案及節能措施。

1燃氣内燃機的特點

燃氣冷熱電三聯供系統經常采用的發電設備有燃氣輪機和内燃機。燃氣輪機的餘熱形式主要是煙氣,餘熱利用系統較簡單;燃氣内燃機的餘熱形式除煙氣外,還有較大量的冷卻水,餘熱利用系統較複雜。

燃氣内燃機的餘熱有以下幾種形式:

1)煙氣:-般發動機排氣溫度在400℃以上。

2)缸套冷卻水:一般内燃機缸套水溫度在80℃至120℃之間,。.

3)潤滑油冷卻水和中冷器冷卻水:水溫較低、熱量較少。

2燃氣内燃機主要餘熱利用方式

燃氣内燃機發電餘熱的形式多樣,其中煙氣和缸套水熱量較大,是餘熱利用系統需要考慮的主要部分。三聯供系統制冷主設備一般為溴化锂吸收式冷溫水機,目前工程中應用的形式有煙氣型、熱水型、煙氣/熱水型溴化锂吸收式冷溫水機;供熱主設備為溴化锂吸收式冷溫水機、煙氣及熱水換熱器等。

在制冷工況,内燃機餘熱煙氣進入吸收式冷溫水機高壓發生器,缸套水進入低壓發生器。溴化锂吸收式冷溫水機高壓發生器煙氣出口溫度一般為170℃,低壓發生器熱水出口溫度不低于80℃。

在供熱工況,内燃機餘熱煙氣進入吸收式冷溫水機高壓發生器,缸套水進人低壓發生器或熱水換熱器。冷溫水機煙氣出口溫度一般不低于130℃,熱水出口溫度不低于50℃。

燃氣内燃機排氣的背壓較高,在一級常規餘熱利用設備後還有條件再安裝第二級餘熱利用設備,進一步降低排煙溫度,利用較低品位的熱量。

3進一步利用餘熱的途徑

3.1煙氣餘熱

煙氣的熱量包括兩部分,即顯熱和潛熱。煙氣顯熱可通過降低煙氣溫度的方式利用,但吸收式冷溫水機因工藝要求煙氣出口溫度不宜太低,煙氣熱量不能全部回收。天然氣的主要成分為甲烷,燃燒後排出的煙氣中含有大量水蒸汽,因為溫度過低會造成煙氣冷凝腐蝕設備,所以系統主要設備的排煙溫度必須高于煙氣的露點溫度,煙氣中這部分水蒸汽含有大量潛熱,有效利用在經濟上也是很有價值的。

1)制冷

在溴化锂吸收式冷溫水機高壓發生器煙氣出口設置煙氣換熱器,加熱進入低壓發生器的缸套水,增加機組吸收制冷量,進一步降低煙氣出口溫度,回收一部分煙氣顯熱。

2)供應生活熱水

對有生活熱水需求的用戶,在溴化锂吸收式冷溫水機高壓發生器煙氣出口設置煙氣冷凝器,加熱生活熱水,因給水溫度較低,可回收煙氣中的大量冷凝潛熱。

3)供應采暖熱水

對沒有生活熱水需求的用戶,在煙氣冷凝器側可設置熱泵,煙氣冷凝放出的熱量作為熱泵的低溫熱源,産生的高溫水供應采暖系統使用。熱泵的形式可以選用壓縮式熱泵或吸收式熱泵吸收式熱泵可以用燃氣内燃機排出的高溫煙氣驅動,也可以天然氣直接

燃燒驅動。

3.2低溫水餘熱

燃氣内燃機的低溫冷卻水主要是中冷器冷卻水,水溫一般低于50℃,一般工程都是設風冷式散熱器将熱量排掉。雖然這部分熱量較少,利用價值不高,但設置風冷式散熱器長期運轉,産生的噪音影響周圍環境。

1)采暖

因為中冷器冷卻水溫度低,不可能用于熱水采暖系統,但可以用于熱風采暖,冬季利用低溫水餘熱。

2)預熱生活熱水

因為水溫低、熱量少,僅由中冷器冷卻水加熱生活熱水很難滿足使用要求,可以用中冷器冷卻水預熱冷水,再用缸套水、煙氣或鍋爐加熱至要求溫度。

4小結

能源綜合利用率是評價冷熱電三聯供系統的重要指标,提高發電餘熱的利用率,才能進一步提高系統的能源綜合利用率。

由于用戶的負荷性質和系統設置各不相同,我們在燃氣冷熱電三聯供系統的實際工程設計中,根據用戶冷熱負荷的用途、參數要求,結合場地條件、自動化水平、用戶管理經驗及投資等情況,在技術經濟比較的基礎上,分别采取适用的技術方案,收到了較好的效果。

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