1、简 介分 布 式 能 源 系 统 （ n ） 在 许 多 国 家 、 地 区 已 经 是 一 种 成 熟 的 能 源 综 合 利 用 技 术 ， 它以 靠 近 用 户 、 梯 级 利 用 、 一 次 能 源 利 用 效 率 高 、 环 境 友 好 、 能 源 供 应 安 全 可靠 等 特 点 ， 受 到 各 国 政 府 、 企 业 界 的 广 泛 关 注 、 青 睐 。 分 布 式 能 源 系 统 有 多种 形 式 ， 区 域 性 或 建 筑 群 或 独 立 的 大 中 型 建 筑 的 冷 热 电 三 联 供（ e ， 简 称 ） 是 其 中 一 种 十 分 重 要 的 方 式 。 燃 气 冷
2、 热 电 三 联 供 系 统 是 一 种 建 立 在 能 量 的 梯 级 利 用 概 念 基 础 上 ， 以 天然 气 为 一 次 能 源 ， 产 生 热 、 电 、 冷 的 联 产 联 供 系 统 。 它 以 天 然 气 为 燃 料 ， 利用 小 型 燃 气 轮 机 、 燃 气 内 燃 机 、 微 燃 机 等 设 备 将 天 然 气 燃 烧 后 获 得 的 高 温 烟气 首 先 用 于 发 电 ， 然 后 利 用 余 热 在 冬 季 供 暖 ； 在 夏 季 通 过 驱 动 吸 收 式 制 冷 机供 冷 ； 同 时 还 可 提 供 生 活 热 水 ,充 分 利 用 了 排 气 热 量 。 提
3、高 到 80%左 右 ， 大量 节 省 了 一 次 能 源 。 燃 气 气 冷 热 电 三 联 供 系 统 按 照 供 应 范 围 ， 可 以 分 为 区 域 型 和 楼 宇 型 两 种 。区 域 型 系 统 主 要 是 针 对 各 种 工 业 、 商 业 或 科 技 园 区 等 较 大 的 区 域 所 建 设 的冷 热 电 能 源 供 应 中 心 。 设 备 一 般 采 用 容 量 较 大 的 机 组 ， 往 往 需 要 建 设 独 立 的能 源 供 应 中 心 ， 还 要 考 虑 冷 热 电 供 应 的 外 网 设 备 。 楼 宇 型 系 统 则 是 针 对 具有 特 定 功 能 的 建
4、筑 物 ， 如 写 字 楼 、 商 厦 、 医 院 及 某 些 综 合 性 建 筑 所 建 设 的 冷热 电 供 应 系 统 ， 一 般 仅 需 容 量 较 小 的 机 组 ， 机 房 往 往 布 置 在 建 筑 物 内 部 ，不 需 要 考 虑 外 网 建 设 。 编 辑 本 段 燃 气 热 电 冷 三 联 供 的 特 点1） 与 集 中 式 发 电 -远 程 送 电 比 较 ， 燃 气 热 电 冷 三 联 供 可 以 大 大 提 高 能 源利 用 效 率 ： 大 型 发 电 厂 的 发 电 效 率 一 般 为 30 40 ； 而 经 过 能 源 的 梯 级利 用 cchp 使 能 源 利
5、用 效 率 从 常 规 发 电 系 统 的 40%左 右 提 高 到 80 90 ， 且没 有 输 电 损 耗 。 热 电 产 生 过 程 就 是 天 然 气 燃 烧 产 生 热 量 ， 然 后 通 过 能 量 转 换 得 到 电 能 或机 械 能 。 天 然 气 在 燃 气 轮 机 或 发 动 机 中 燃 烧 产 生 电 能 或 机 械 能 用 于 空 气 调 节或 压 缩 空 气 ， 泵 水 等 ， 在 这 个 过 程 中 ， 热 能 没 有 浪 费 而 被 利 用 ， 并 被 广 泛 应用 。 废 热 回 收 锅 炉 生 产 蒸 汽 用 于 工 艺 加 热 、 空 气 调 节 、 空 间
6、 加 热 及 工 商 业 蒸炉 等 。 从 发 动 机 回 收 的 热 量 用 于 加 热 液 体 ， 供 工 艺 使 用 或 其 他 用 途 ， 例 如 ：空 间 加 热 系 统 、 吸 收 式 空 调 装 置 或 满 足 热 水 需 求 等 。 燃 气 轮 机 排 放 的 烟 气 是洁 净 的 且 含 有 不 饱 和 的 水 蒸 汽 。 排 放 温 度 大 约 500 ， 烟 气 适 用 于 蒸 炉 或 干燥 器 。 对 于 卫 生 要 求 高 的 情 况 下 ， 例 如 食 品 工 业 ， 烟 气 通 过 燃 气 空 气热 交 换 器 间 接 加 热 。 通 过 利 用 原 本 要 浪
7、费 的 热 量 ， 天 然 气 的 热 电 联 产 可 以 达到 75%80%的 效 能 。 当 热 能 和 电 能 需 求 达 到 平 衡 时 ， 热 电 联 产 是 最 经 济 的 。如 下 图 热 电 冷 联 供2） 燃 气 热 电 冷 三 联 供 在 降 低 碳 和 污 染 空 气 的 排 放 物 方 面 具 有 很 大 的 潜力 ： 据 有 关 专 家 估 算 ， 如 果 将 现 有 建 筑 实 施 燃 气 热 电 冷 三 联 供 的 比 例 从4 提 高 到 8 ， 到 2020 年 CO2 的 排 放 量 将 减 少 30 ， 有 利 于 环 境 保 护 。 分 布 式 冷 热
8、电 三 联 供 贴 近 用 户 进 行 能 量 转 换 ， 将 温 度 向 下 利 用 ， 利 用 发电 后 的 余 热 ， 而 不 是 用 电 来 交 换 ， 通 过 提 高 能 源 的 综 合 利 用 效 率 来 弥 补 发 电效 率 的 降 低 。 虽 然 分 布 式 热 电 联 产 设 备 的 发 电 效 率 一 般 在 28 43%左 右 ，但 综 合 利 用 效 率 在 75 90%之 间 。 而 且 ， 气 体 燃 烧 生 成 氮 氧 化 物 量 极 小 ， 排放 量 也 很 小 ， 极 易 被 周 围 植 被 吸 收 ,是 改 善 大 气 环 境 的 有 效 措 施 。 3）
9、缓 解 电 力 短 缺 ， 平 衡 电 力 峰 谷 差 。 燃 气 热 电 冷 三 联 供 采 用 自 发 电 ，可 以 避 开 电 网 用 电 高 峰 ， 并 且 大 大 提 高 了 建 筑 供 电 可 靠 性 和 安 全 性 。 4） 扩 大 了 燃 气 使 用 量 ， 平 衡 燃 气 峰 谷 差 。 5） 投 资 回 报 率 高 ， 具 有 良 好 的 经 济 性 。 编 辑 本 段 燃 气 热 电 冷 三 联 供 的 主 要 方 式以 燃 机 为 核 心 的 燃 气 冷 热 电 三 联 供 系 统 方 式 有 多 种 ， 基 本 方 式 有 两 种 ：燃 气 机 （ 包 括 内 燃 机
10、 、 燃 气 轮 机 等 ） +余 热 吸 收 式 制 冷 机 （ 余 热 直 燃 机 ） ，如 图 ， 以 天 然 气 为 燃 料 送 入 燃 气 轮 机 燃 烧 发 电 后 ， 高 温 排 气 进 入 余 热 吸 收式 制 冷 机 （ 余 热 直 燃 机 ） ， 夏 季 供 冷 、 冬 季 供 热 ， 根 据 冷 负 荷 、 热 负 荷 的 需要 可 补 燃 天 然 气 。 图 为 燃 气 机 （ 包 括 内 燃 机 、 燃 气 轮 机 ） 余 热 锅 炉 蒸 汽 吸 收 式 制 冷 电 制 冷 机 燃 气 锅 炉 的 流 程 示 意 图 。 天 然 气 送 入 燃 气 轮 机 燃 烧 发
11、 电 后 ， 高温 排 气 送 入 余 热 锅 炉 制 取 蒸 汽 ， 蒸 汽 经 分 汽 缸 至 蒸 汽 溴 化 锂 吸 收 式 制 冷 机 ；冬 季 蒸 汽 经 分 汽 缸 至 换 热 器 制 取 热 水 供 热 。 根 据 建 筑 群 夏 季 的 冷 负 荷 需 要 ，不 足 冷 量 由 电 动 压 缩 制 冷 机 提 供 ； 冬 季 不 足 热 量 由 热 泵 和 燃 气 锅 炉 提 供 。 图 、 图 两 种 燃 气 冷 热 电 联 供 系 统 示 意 图 及 设 备 配 置 是 基 本 的 方 式 ，依 据 具 体 工 程 项 目 的 实 际 情 况 可 以 变 化 为 多 种 系
12、 统 和 设 备 配 置 方 式 。 对 于 采用 燃 气 内 燃 机 的 ， 由 于 该 机 型 有 类 以 上 的 余 热 介 质 ， 即 缸 套 等 余热 热 水 和 高 温 排 气 余 热 等 ， 其 系 统 和 设 备 的 配 置 与 上 述 图 示 有 一 定差 异 ， 但 其 余 热 利 用 也 是 采 用 余 热 溴 化 锂 吸 收 式 制 冷 机 或 热 水 蒸 汽 型 溴 化锂 吸 收 式 制 冷 机 ， 也 可 将 热 水 或 蒸 汽 直 接 用 于 需 要 热 水 蒸 汽 的 场 所 。 图 燃 气 轮 机 余 热 吸 收 式 制 冷 机 示 意 图 热 电 冷 联 供
13、来 源 ： 燃 气 冷 热 电 三 联 供 的 能 量 消 耗 分 析 研 究 作 者 ： 陈 霖 新 、 唐 艳 芬 、王 建 热 电 冷 联 供 图 燃 气 机 余 热 锅 炉 制 冷 电 制 冷 燃 气 锅 炉 示 意 图 燃 气 机 余 热 锅 炉 制 冷 机 燃 气 锅 炉 热 电 冷 联 供 电 制 冷 机 （ 含 热 泵 型 ） 换 热 器 分 汽 缸 来 源 ： 燃 气 冷 热 电 三 联 供 的 能 量 消 耗 分 析 研 究 作 者 ： 陈 霖 新 、 唐艳 芬 、 王 建 编 辑 本 段 国 内 外 分 布 式 能 源 应 用 情 况美 国 ： 电 力 公 司 必 须 收
14、 购 热 电 联 产 的 电 力 产 品 ， 其 电 价 和 收 购 电 量 以 长期 合 同 形 式 固 定 。 为 热 电 联 产 系 统 提 供 税 收 减 免 和 简 化 审 批 等 优 惠 政 策 。 截止 2002 年 末 ， 美 国 分 布 式 能 源 站 已 近 6000 座 。 美 国 政 府 把 进 一 步 推 进“分 布 式 热 电 联 产 系 统 ”的 发 展 列 为 长 远 发 展 规 划 ， 并 制 定 了 明 确 的 战 略 目标 ： 力 争 在 2010 年 ， 20%的 新 建 商 用 或 办 公 建 筑 使 用 “分 布 式 热 电 联 产 ”供 能 模 式
15、 ； 5%现 有 的 商 用 写 字 楼 改 建 成 “冷 热 电 联 产 ”的 “分 布 式 热 电 联产 ”模 式 。 2020 年 在 50%的 新 建 办 公 楼 或 商 用 楼 群 中 ， 采 用 “分 布 式 热 电联 产 ”模 式 ， 将 15%现 有 建 筑 的 “供 能 系 统 ”改 建 成 “分 布 式 热 电 联 产 ”模 式 。 有 报 道 称 ,美 国 能 源 部 计 划 在 2010 年 削 减 460 亿 美 元 国 家 电 力 投 资 ,采取 的 办 法 是 加 快 分 布 式 能 源 发 展 。 美 国 能 源 部 计 划 ， 2010 年 20%的 新 建
16、商用 建 筑 使 用 冷 热 电 三 联 供 发 展 计 划 ， 2020 年 50%的 新 建 商 用 建 筑 使 用 冷 热电 三 联 供 发 展 计 划 。 欧 盟 ： 据 1997 年 资 料 统 计 ， 欧 盟 拥 有 9000 多 台 分 布 式 热 电 联 产 机 组 ，占 欧 洲 总 装 机 容 量 的 13%， 其 中 工 业 系 统 中 的 分 布 式 热 电 联 产 装 机 总 容 量 超过 了 33GW， 约 占 热 电 联 产 总 装 机 容 量 的 45%， 欧 盟 决 定 到 2010 年 将 其 热电 联 产 的 比 例 增 加 1 倍 ， 提 高 到 总 发
17、电 比 例 的 18%。 丹 麦 ： 热 电 上 网 ； 1MW以 上 燃 煤 燃 油 锅 炉 的 天 然 气 热 电 联 产 改 造 项 目 享 受 政 府 30%的 补 贴 ； 对 热电 工 程 给 予 低 利 率 优 惠 贷 款 ； 将 环 保 所 得 税 作 为 投 资 款 返 还 工 商 业 ； 对 工 商业 的 天 然 气 热 电 联 产 项 目 发 电 价 格 补 贴 。 法 国 ： 对 热 电 联 产 项 目 的 初 始 投 资给 予 15%的 政 府 补 贴 。 英 国 ： 免 除 气 候 变 化 税 、 免 除 商 务 税 、 高 质 量 的 热 电联 产 项 目 可 申
18、请 政 府 关 于 采 用 节 约 能 源 技 术 项 目 的 补 贴 金 。 荷 兰 ： 建 立 热 电联 产 促 进 机 构 ； 热 电 联 产 的 发 电 量 优 先 上 网 日 本 ： 重 视 节 能 工 作 ， 节 能 系 统 的 研 究 程 度 很 高 ， 以 天 然 气 为 基 础 的 分布 式 冷 热 电 联 供 项 目 发 展 最 快 ， 而 且 应 用 领 域 广 泛 。 日 本 政 府 从 立 法 、 政 府补 助 、 建 立 示 范 工 程 、 低 利 率 融 资 以 及 给 予 建 筑 补 助 金 等 角 度 来 促 进 能 源 开发 及 节 能 事 业 的 发 展
19、。 对 热 电 联 产 项 目 给 予 诸 多 减 免 税 。 截 止 2000 年 底 ，已 建 热 电 (冷 )系 统 共 1413 个 ， 平 均 容 量 477kW， 主 要 是 小 型 系 统 。 我 国 政 府 将 天 然 气 的 开 发 和 利 用 作 为 改 善 能 源 结 构 ， 提 高 环 境 质 量 的 重要 措 施 。 西 气 东 输 、 广 东 进 口 液 化 天 然 气 、 东 海 天 然 气 开 发 等 大 型 项 目 的 全面 实 施 ， 推 动 了 全 国 天 然 气 的 建 设 。 北 京 、 上 海 等 城 市 已 经 采 取 一 些 优 惠 政策 鼓 励 冷 热 电 三 联 供 项 目 的 发 展 。 到 目 前 为 止 已 建 成 上 海 浦 东 国 际 机 场 、 北京 燃 气 大 楼 、 北 京 燃 气 集 团 次 渠 门 站 大 楼 等 的 项 目 。
