冷热电联供系统的设计和系统集成
冷热电联供系统的设计和系统集成是分布式能源的一种重要形式,通过将热电联产与电网相连接,充分利用余热,提高系统的经济性和供电的可靠性。本文将从冷热电联供系统的设计原则、系统节能的条件、系统集成典型三个方面对冷热电联供系统进行剖析。
冷热电联供系统的设计原则
冷热电联供系统的设计原则是分布式能源设计的关键。正确合理的设计原则是系统经济性的保证。热电联产系统的设计需要考虑到热电之间的平衡关系,取得的热量多、得热的品位(温度)高,就势必要降低发电效率;反之亦然。在设计中,需要充分发挥发电效率和充分利用排热,提高系统的经济性。
在设计中,需要考虑到用户的热电需求,热电比的不同时需要采取不同的设计方案。如果用户的热电需求比在2:1左右,可以将系统的能源充分利用。但是,并不是所有的项目都满足此热电比,因此需要根据实际情况进行设计。
冷热电联供系统的设计还需要考虑到系统的供电和供热(供冷)的动态变化,用户的用电用热的峰谷难以同步,这就需要系统具有相对灵活的适应性。系统设计中,若按照冷热电负荷的峰值确定容量,势必系统容量太大,全年低负荷运行,失去了冷热电联供的意义;若按照平均基本负荷设计容量,又必然会发生可能是高峰能力不足,低谷能力过剩。
系统集成典型
冷热电联供系统一般包括:动力系统、供热系统、制冷系统等。天然气冷热电联供系统的模式有许多种,这主要取决于能源需求结构。针对不同用户需求,联产系统方案可选择范围很大。
在冷热电联供系统中,蒸汽系统和排气系统是两个常见的模式。蒸汽系统燃气轮机的高温排气进入排烟锅炉(余热锅炉),产生蒸汽,通过蒸汽吸收式制冷机制冷或通过换热器制成热水供采暖及生活热水。排气系统则充分利用了直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的特点,将直燃机与燃气轮机“无缝”结合。
系统节能的条件
冷热电联供系统的节能也是有条件的。我们从一次能源利用率PER(primary energy rate)来计算系统是否节能,其定义为获得的能量与一次能源的需要量之比。冷热电分产系统采用电制冷,联供系统采用吸收式制冷,故可求得冷热电分产系统的一次能源消耗量和冷热电联供系统的一次能源消耗量,并通过比较两者的差异来计算一次能源节约率PES。
如果PES>0,表示吸收式制冷系统比压缩式制冷系统节能;若PES<0,则表示吸收式制冷机组不节能,同时可以反应出节能度。在节能的前提下,还要根据实际情况,综合考虑地域的气候,经济状况,对供冷、供热的需求以及天然气、电的供应条件和价格,因地制宜,而不是生搬硬套。
冷热电联供系统的设计和系统集成需要充分考虑到用户的热电需求、系统的经济性和供电的可靠性,同时也需要根据实际情况,综合考虑地域的气候,经济状况,对供冷、供热的需求以及天然气、电的供应条件和价格,因地制宜,而不是生搬硬套。