天然气分布式能源系统设计原则及机组配置方案.pdf

天然气分布式能源系统是近年来逐渐兴起的一种新型能源利用方式，其优势在于将能源利用系统设置在负载近处，以可再生能源作为一次能源，如天然气，兼顾供热、供冷和发电等多种功能。这种系统具有投资小、能源综合利用率高、可靠性好等诸多优点。具体来讲，天然气分布式能源系统的设计和机组配置是实现高效能源利用的关键。以下是关于天然气分布式能源系统设计原则及机组配置方案的知识点。 分布式能源系统主要分为几种类型：燃气内燃机驱动系统、燃气轮机驱动系统、微燃机驱动系统和燃料电池驱动系统。每种驱动方式都有其特定的技术参数和应用场景。 燃气内燃机驱动系统主要由燃气内燃机、溴化锂制冷机组、换热器等组成。该系统利用天然气进行发电，并通过溴化锂制冷机组和换热器实现余热利用，达到供暖和制冷的目的。燃气内燃机驱动系统的发电效率为30～40%，余热可以转化为缸套水或烟气，以用于供热等。这种系统适用于小型楼宇式联供系统，比如医院、酒店、商场等。 燃气轮机驱动系统通过内部燃料燃烧产生高温高压气体，驱动涡轮机做功以发电。其发电效率为30～35%，余热主要是烟气。该系统适用于规模较大的楼宇式联供系统，尤其适用于蒸汽需求量大的企业。燃气轮机驱动系统可进一步细分为蒸汽系统、热水系统、吸收式冷温水机系统和燃气蒸汽联合循环系统。 微燃机驱动系统的特点是燃料室内高压空气与燃料混合燃烧，通过涡轮机发电。其发电效率约为25～31%，同样余热利用方式为烟气。微燃机适用于小型及中型楼宇式联供系统。 燃料电池驱动系统包括熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池等，其单独与联合循环发电效率分别可达50%和60%，具有排放污染少、排烟温度高等特点，但目前技术尚不成熟，且成本较高。 天然气分布式能源系统的设计原则主要包括以下几点： 1. 根据用户实际的电、冷、热负荷需求，确定系统冷、热、电容量，并科学配置原动机、余热回收装置。 2. 发电机组应尽可能长时间运行，以满足用户需求。 3. 合理确定热电比，确保机组在不同工况下的电力和余热输出与用户需求相匹配，从而提高能源利用率，减少浪费。 4. 对于大型天然气分布式能源系统设计，若用户电负荷比偏大，原动机发电量不足时，可以配置余热锅炉和蒸汽轮机，以增加供电量。 5. 当用户存在较大峰谷负荷差距时，可以通过配置储能系统来平衡负荷。 在机组配置方案方面，需要严格根据项目特点和要求进行技术经济比较，综合确定原动机种类与型号。同时要确保在一台机组处于检修状态时，用户的冷热电供应仍可正常进行。原动机的选择主要考虑燃气内燃机、燃气轮机、微燃机和燃料电池，其中燃气内燃机和燃气轮机应用最为广泛。在确定原动机数量和单机容量时，还应当考虑系统的可靠性和维护要求。 通过上述原则和方案，可以实现天然气分布式能源系统的高效配置，充分发挥其在能源供应可靠性、用户使用成本降低以及环境污染减少方面的综合效益。