北方分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)介紹

1、1北方分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)介紹北方分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)介紹倪允之1，晉宏師2，王愛華2，張洪偉2，隋軍3（1.內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院，內(nèi)蒙古呼和浩特010020；2.中國電力投資集團(tuán)公司，北京100030；3.中國科學(xué)院工程熱物理研究所，北京100080）摘要：摘要：針對北方地區(qū)氣候寒冷，冬長夏短的特點(diǎn)，提出一種適合北方地區(qū)的分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)方案，方案中采用了先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)、余熱驅(qū)動的熱泵技術(shù)和分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)的集成技術(shù)，并采用新型

2、熱泵技術(shù)和冷暖負(fù)荷的調(diào)配措施，以發(fā)揮系統(tǒng)的最大效能。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：分布式聯(lián)產(chǎn)供能；冷熱電聯(lián)產(chǎn)；供能系統(tǒng)；優(yōu)化配置方案0引言引言分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)因具有安全可靠、能源效率高、環(huán)境友好、社會效益和經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)而受到廣泛重視[13]。分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)中前景最為明朗、最具實(shí)用性和發(fā)展活力的技術(shù)[46]。分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)不僅在節(jié)能、環(huán)保、可靠性等方面具有“第二代能源系統(tǒng)”的先進(jìn)性，對推進(jìn)節(jié)能減排工作具有積極的作用，還

3、能為解決城市電力和燃?xì)庳?fù)荷的季節(jié)峰谷問題及電網(wǎng)應(yīng)急備用開辟新的途徑，并能展示我國電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整的開放性、靈活性以及實(shí)現(xiàn)能量優(yōu)化配置的多元化特點(diǎn)。近年來，美、日等發(fā)達(dá)國家正在研究和開發(fā)以天然氣為燃料的小型或微型能源技術(shù)與分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)共同構(gòu)架的“第二代能源系統(tǒng)”，力圖將能源利用水平和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高到一個新的層次。在我國，隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，作為清潔燃料的天然氣在城市能源消費(fèi)中的比例將大幅提高，而冷熱電聯(lián)產(chǎn)則是實(shí)現(xiàn)天然氣高效利用的先進(jìn)

4、技術(shù)。國家《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》中將分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)列入“能源規(guī)劃與節(jié)能規(guī)劃”的優(yōu)先發(fā)展內(nèi)容，目前分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)與集中發(fā)電的有機(jī)結(jié)合是新世紀(jì)能源工業(yè)的發(fā)展方向。高效清潔利用天然氣是提高能源利用效率、促進(jìn)節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化的重要措施。分布式能源技術(shù)可實(shí)現(xiàn)天然氣綜合梯級利用，有利于改善天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)、提高用戶的經(jīng)濟(jì)效益。本文將結(jié)合北方某分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)示范工程項(xiàng)目，介紹一種適合北方地區(qū)的分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)的設(shè)計方案。1項(xiàng)目方

5、案簡介項(xiàng)目方案簡介本項(xiàng)目選擇北方某文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園作為示范工程，采用分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)為園區(qū)約10萬m2商業(yè)建筑提供采暖、生活熱水、園區(qū)供冷以及全部電力供應(yīng)。該方案以天然氣為能源，符合北方地區(qū)氣候、資源和環(huán)境的要求，方案中選用小型3能源、資源綜合高效利用的社區(qū)新模式，為周邊和區(qū)域的負(fù)荷發(fā)展提供高效清潔的能源保障。園區(qū)分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)方案在規(guī)劃和設(shè)計中遵循的原則如下：（1）梯級利用熱能。根據(jù)“溫度對口，梯級利用”原則，對燃燒過程中產(chǎn)生的不

6、同溫度區(qū)間內(nèi)的熱量進(jìn)行不同方式的利用，以達(dá)到能源的最合理使用，如：高溫段發(fā)電；中溫段用于驅(qū)動熱泵和制冷機(jī)，從環(huán)境提取更多有用的熱量；低溫段直接滿足一般的用熱需求；排放時盡量降低排放溫度，減少排放損失和環(huán)境污染。（2）綜合利用傳統(tǒng)能源、環(huán)境能源和水資源。作為北方新建的高檔社區(qū)，園區(qū)社區(qū)在規(guī)劃和設(shè)計方案中結(jié)合北方地區(qū)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源與環(huán)境能源、水資源的綜合利用及天然氣與地?zé)?、水資源的綜合互補(bǔ)利用，重視綠色能源的推廣、應(yīng)用。區(qū)域內(nèi)擬修建污

7、水處理與回收設(shè)施，產(chǎn)生的中水可作為景觀、衛(wèi)生、灌溉用水，并為分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)提供低溫?zé)嵩春铜h(huán)境熱阱；結(jié)合園區(qū)建筑低密度（均為1～4層）的特點(diǎn)，采用地?zé)崮艿拈_發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)與中水相同的低溫?zé)嵩垂δ?，且采用的中水在區(qū)域內(nèi)應(yīng)達(dá)到自我平衡。（3）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無縫連接并網(wǎng)運(yùn)行。將分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)與市政配電網(wǎng)系統(tǒng)無縫連接，以提升電力系統(tǒng)的開放性和靈活性。（4）實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境與人文的一體化設(shè)計。在考慮園區(qū)歷史、文化內(nèi)涵的背景下，實(shí)現(xiàn)能源技術(shù)的先進(jìn)性、工

8、程項(xiàng)目與建筑規(guī)劃及環(huán)境的協(xié)調(diào)性以及項(xiàng)目與歷史文化的相容性。2.2系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)設(shè)計方案園區(qū)分布式聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)、吸收式制冷系統(tǒng)及壓縮式與吸收式結(jié)合的雙級水源熱泵等設(shè)備組成，見表1所示，其工作流程如圖1所示。其中：①采用了燃?xì)廨啓C(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，以提高系統(tǒng)可靠性；②采用吸收式熱泵與壓縮式熱泵聯(lián)合運(yùn)行，配合中水資源的有效利用，環(huán)境溫度低時以熱泵方式供熱；③采用吸收式制冷機(jī)對部分區(qū)域進(jìn)行集中供冷，并擬在區(qū)域內(nèi)建設(shè)冷庫、制冰等項(xiàng)目，以提高冷