热电冷三联供系统节能环保效能分析

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　　【摘  要】在全球气候变暖的危机意识下，环境是否受到污染，能源是否安全、绿色，能源的效能是否被充分利用等问题受到人们的高度关注，热电冷的三联产业的前景备受重视。本文就热电冷三联产业在当下经济形势中的应用和未来发展前景的可能向做论点开展讨论。
　　【关键词】热电冷三联供;效能分析;节能;环保
　　一、热电冷三联供系统简介
　　目前，在我国已在北京、上海、杭州建成多个热电冷联供系统。热电冷三联供系统在西方发达国家应用也比较广泛，热电冷联供系统成为燃气、电力之后的第三大公益事业。热电冷联产是指采用能量阶梯利用的方式把燃料发电后的低品位热能用于供热，或通过驱动吸收式制冷机为夏季空调供冷，从而形成热电冷三联供系统。
　　热电冷三联供中的冷热联供系统主要由热源、一级管网、冷暖站、二级管网和用户设备组成。常见的热电冷联产系统有两种，一种是热电厂热电冷联产系统，利用锅炉产生的高压高温蒸汽带动汽轮机发电，同时利用汽轮机的抽汽式或背压式排汽对外供热和驱动吸收式制冷机组制冷;另一种是楼宇热电冷联产，利用燃气轮机发电，其排气预热直接或间接用于供热和带动吸收式制冷机组制冷。
　　二、技术特征与效益分析
　　 1.综合效率高
　　 一般普通的火力发电系统，输入热量按100%计算，扣除送电损失约2%、未利用的排热约60%、其发电效率约38%。而对清洁能源天然气冷热电联供系统，同样输入热量按100%，发电占25%～40%，排热利用占40%～50%，如果把用电和用热分配好，综合效率可以达到70%～80%，而没利用的排放热仅为20%～30%。因此，天然气冷电热联供系统由于增加了排放余热的利用，其综合效率比普通的火力发电系统高约30%～40%。
　　 2.节省能源
　　 天然气燃烧可得到1500℃的高温能源，将这部分能源由高到低进行多阶段的利用，可以把制冷、采暖、电力和卫生热水等优化整合为一个新的、统一的能源系统，可实现不同形式、不同能量的梯级利用，以获得整个系统最佳能量综合利用效果。
　　 3.有利于环保
　　 天然气是一种清洁、优质的能源，特别在环境方面，不会产生造成酸雨的SOx和灰尘等，和其他化石燃料相比，产生CO2和NOx的量也少。采用天然气三联供的环保效益是非常明显的。
　　 4.有利于电力负荷的调峰
　　 天然气冷热电联供系统可作为传统电力系统的补充调峰，更好地保证电力供应。在用电高峰时，能使电力负荷平均化。夏季城市大量使用电力空调时，电力负荷会在一段时间内出现负荷高峰，同时夏季也是用气的低谷时期，有富余的供气能力。通过利用天然气冷热电联供可在满足高峰用电的同时，还可以利用排放余热来制冷，也可减少电力调峰装置投资和运行费用，用电负荷得以改善，更好更充分地发挥天然气基础设施的功能。
　　 5.经济性较好
　　 配备有冷热电联供系统发电设备的单位，可以减少对电网电力的使用量。虽然天然气费随着天然气用于发电的需求量的增加而增加，但由于排放余热的利用使其他热源设备减少，整体来说能源费用大大降低。
　　 另外冷热电联供系统虽然比原来系统设备费用增加了，但可减少变电设备，并可兼作应急用发电设备，也减少了自备应急用电设备的费用。
　　 6.增强了能源供给的可靠性
　　 冷热电联供系统在保证商业电力电源的同时，也可保證供冷供热设备的多渠道，并且天然气冷热电联供系统可作为防灾设施使用。对原来的用电系统，需配备应急发电机。而天然气冷热电联供系统的发电设备便可作为电力公司供电的应急发电机。在供热方面，天然气冷热电联供系统的排放余热利用可作为供热热源，增加了供给的可靠性。
　　 在看到冷热电联供系统的优点的同时，也不可忽略它本身不可避免的缺点：一是燃料的限制，只能使用天然气或轻质油品，费用受市场影响;二是冷热电联供系统规模小，只能满足小区域用户的需要，同时又不如家庭用户用电那么方便。
　　三、燃气热电冷三联供系统流程模式
　　 作为能源系统的常见形式，天然气分布式冷热电联供系统也凭借其节能、环保、电力可靠的优良特性得到了广泛运用和发展。天然气分布式热电冷联供系统具有极为复杂的结构形式，并且在热电冷等能量的输出方面，极易受到相关因素的影响，如天然气价格、建筑负荷波动等，此外，系统运行方式以及容量配置在一定程度上也会影响到系统的工作性能。
　　 热电冷三联供系统是一种能在产生电能的同时也能利用热能和冷能的能源系统，系统通过燃气轮机，达到对燃气合理利用的目的，即利用高品位的热能发电以及利用低品位的热能取暖和制冷效果。在该系统中，热、电、冷被逐级利用，能够在很大程度上减少电厂污染物的排放，产生巨大的社会效益和经济效益。
　　 燃气内燃机发电以满足用户基本电力需求，热水进入余热锅炉产生热水，在外界温度较高时，热水驱动热水型吸收式制冷机达到制冷目的，在严寒天气时，余热进入换热器供暖。通常，燃气热电冷三联供系统运行方式是以热定点，带动设备根据用户所需的热量运行，而若发电量比所需电量高时，则将剩余电量卖出，大电量不足时，则购买补充。
　　四、国内外热电冷三联供系统应用情况
　　 热电冷联供系统是建立在能量梯级利用的前提下，结合供热、发电以及供冷过程为一体的多联供系统。实践证明，热电冷联供系统作为第二代能源系统，具有提高能源利用效率，减少有害气体的排放的优势，目前，已在国内外得到了迅速发展。欧美等发达国家对热电冷联供系统的研究，明显领先于世界其他国家的水平，此外，就美国而言，多年来美国一直重视并持续对热电冷技术的研究，从技术和政策上寻求联供领域的支持，走在了世界上其他国家的前面。
　　 相对而言，我国对热电冷联供系统技术的发展起步较晚，且存在明显差距。改革开放后，我国经济得到了快速发展，另一方面也使得我国对世界先进技术的发展有了更高的重视和发展的资本，受到能源结构、环境、经济条件等因素的制约，热电冷联供系统首先在沿海城市得到了快速发展，并且积累了很多经验。现阶段，我国的热电冷联供项目通常是在热电厂基础上修建的，其中山东省淄博时的热电冷三联供工程极具代表性。
　　五、冷热电三联供目前发展状况以及政策
　　 燃气冷热电三联供作为一种高效清洁的能源利用方式在北京、上海等一线城市早已开始试点工作，而在欧美等发达国家已经得到了全面的推广。分布式能源发电量占比在丹麦已达53%.丹麦认为热电联产可以节约28%的燃料，减少47%的CO2，在英国，过去20年中，已超过1，000个小型成套的分布式能源CHP设备被安装在遍布饭店、购物商城、休闲中心、医院、学校、机场、写字楼等公共场所提高能源利用效率，在美国已有6000多座分布式能源站，占总装机容量7.8%，以天然气热电联供和冷热电联供为主。
　　 同时我国政府相关的扶持、鼓励政策陆续出台。2014年10月国家能源局、发改委和住建部联合发布了《天然气分布式能源发展的细则》，又召开了120人参加的“发展天然气分布式能源”座谈会，要求到2020年要做1000个示范项目，装机容量达到5000万千瓦。各个地方政策也相距出台，鼓励推广发展燃气冷热电三联动系统的发展。
　　结语
　　在市场经济快速发展，资源消耗日益加重的形势下，开发新能源成为我国经济发展的主要目标。燃气热电冷联供技术是分布式能源系统中一种重要的形式，其通过燃烧天然气，充分的利用烟气排热实现了发电、供热以及制冷等功能，是对我国现有能源供应的一种补充，最大限度的实现了资源的优化配置，是资源梯级利用的重要表现形式。燃气热电冷联供技术作为一种新兴技术，不仅能够创造巨大的经济效益，同时又实现了保护环境的目的，将会是我国以后发展的主要趋势。
　　参考文献
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