1推廣天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的必要性
①環(huán)保的需要
據(jù)2005年杭州市大氣環(huán)境質(zhì)量公告，SO，、N0，年均排放量達到國家二級標準，可吸人顆粒物年均排放量超國家二級標準，市區(qū)空氣質(zhì)量達到一、二級的時間全年累計達301 d，大氣環(huán)境總體質(zhì)量與現(xiàn)代化風景旅游城市的要求還有一定差距。造成大氣污染的主要原因是能源消費結(jié)構(gòu)以煤為主，因此杭州市必須以清潔燃料代替煤炭，大力發(fā)展天然氣。
②提高供電可靠性的需要
近年來，杭州市夏冬季城區(qū)電力負荷逐年增加，面臨被迫拉閘限電的局面。如果遭遇地震、臺風等不可預測的災難導致供電系統(tǒng)的破壞，即使是雙路供電，也難以保證用電安全。使用天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)能解決以上問題，不但減少了供電線路負荷，而且提高了供電的可靠性。
③天然氣利用的需要
杭州市在2003年引進天然氣后，大量天然氣被用于餐飲業(yè)、鍋爐燃料等，使天然氣資源大多轉(zhuǎn)化為低品位熱能，造成能源的綜合利用水平低。因此，應加強*在能源供應和消費領(lǐng)域的應用，增加能源開發(fā)和消費中的科技含量，全面提高能源綜合利用水平。天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)正以其環(huán)保、經(jīng)濟等優(yōu)勢蓬勃發(fā)展，杭州市在能源應用上應不斷引進和消化該項新技術(shù)。
2推廣天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的可行性
2．1可靠的氣源條件
杭州市目前的天然氣來源于西氣東輸長輸管道，隨著東海天然氣的開發(fā)和建設(shè)以及杭甬高壓輸氣管線的建設(shè)，杭州可獲得東海天然氣的供應。這樣，杭州市就有西氣和東氣兩路氣源，為推廣應用天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的氣源保障。
2．2天然氣熱電冷聯(lián)供市場需求分析
①工業(yè)用戶
杭州市的天然氣工業(yè)用戶主要為需要蒸汽的生產(chǎn)企業(yè)和熱電廠，杭州市區(qū)目前有21家熱電廠，總裝機容量為30．52×10。kW，建有鍋爐75臺，總蒸發(fā)量為2 890 t／h，單位熱量平均煤耗量為42·27 kg／GJ，單位電量平均煤耗量為486 g／(kw·h)。對上述熱電廠進行技術(shù)改造，采用天然氣聯(lián)合循環(huán)機組，提高發(fā)電效率，減少氮氧化物和一氧化碳的排放。對于需要蒸汽而無法由熱電廠供應的生產(chǎn)企業(yè)，天然氣引入后可通過新建天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)解決，該部分用汽企業(yè)主要有造紙、食品、化工及電子企業(yè)等，總裝機容量預計為65．9 MW。
②樓宇熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)
采用樓宇熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的用戶主要有醫(yī)院、學校、辦公樓、賓館、商場及大型體育館等，這些建筑的用能特點是以空調(diào)制冷為主，伴有部分蒸汽和生活熱水需求，用電量全年較平均，冷、熱負荷季節(jié)性強，生活熱水負荷較穩(wěn)定。根據(jù)樓宇熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)容量系數(shù)和負荷小時系數(shù)可將建筑歸為以辦公大樓為代表和以商場、醫(yī)院為代表的兩大類進行測算，總裝機容量預計為53．5 MW。
③區(qū)域能源中心
區(qū)域能源中心是熱電冷聯(lián)供的發(fā)展方向，使得管理更方便、系統(tǒng)更可靠、配置更靈活，對業(yè)主而言更節(jié)省空間、更經(jīng)濟。在杭州，正在建設(shè)的錢江新城是建設(shè)區(qū)域能源中心zui有前景的區(qū)域，其他具備建設(shè)前景的區(qū)域有武林廣場、高教園區(qū)、城站廣場和技術(shù)開發(fā)區(qū)，總裝機容量預計為73．5 MW。
這些用戶每年的能源購置費占運行成本比例較大，采用天然氣熱電冷聯(lián)供技術(shù)后，將使能源消耗大幅降低，帶來可觀的經(jīng)濟效益。
2．3系統(tǒng)模式Ⅲ]
①模式1
模式1的系統(tǒng)流程見圖1，蒸汽輪機+蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組。蒸汽鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽通過蒸汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電后的乏汽及從蒸汽輪機中抽出的蒸汽驅(qū)動蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組制備冷水，或進人汽一水換熱器換熱制備熱水，或直接供應蒸汽。
②模式2
模式2的系統(tǒng)流程見圖2，燃氣輪機+補燃型余熱鍋爐+蒸汽輪機+蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組。燃氣進入燃氣輪機燃燒室燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓煙氣通過燃氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，出燃氣輪機的煙氣進入補燃型余熱鍋爐，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽通過蒸汽輪機推動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電后的乏汽及從蒸汽輪機中抽出的蒸汽用于驅(qū)動蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組制備冷水，或進入汽一水換熱器換熱制備熱水，或直接供應蒸汽。
③模式3
模式3的系統(tǒng)流程見圖3，燃氣輪機+煙氣補
燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組。
燃氣
④模式4
模式4的系統(tǒng)流程見圖4，燃氣內(nèi)燃機+煙氣_熱水補燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組。
2．4工程實例
一座位于杭州西湖大道旁，具有三標準的多功能涉外賓館，總建筑面積為2．5×104 m：．原有l(wèi)臺直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機組用于供暖和制冷。賓館考慮到用電安全和經(jīng)濟性等原因，經(jīng)多次方案比較，決定對原有系統(tǒng)進行改造，采用天然氣樓宇熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。
①系統(tǒng)負荷
冬季供暖熱負荷為1 215．0 kW，夏季空調(diào)冷負荷為1 938．6 kW，過渡季空調(diào)冷負荷為379．6 kW。春、秋、冬季，8：00--22：00的電力負荷為375 kW． 22：00--8：00的電力負荷為125 kW。夏季，8：00—22：00的電力負荷為515 kW，22：00--8：00的電力
②設(shè)備選型
選擇4臺英國寶曼公司的TG80型微型燃氣輪機，發(fā)電效率為23．03％，熱電綜合效率為88．02％．天然氣耗氣量為52．26 m3／h。
③冷熱水機組改造
按照天然氣樓宇熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的運行要求，需對原有直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機組進行改造。新增設(shè)一套熱源煙氣系統(tǒng)，主要由一套煙氣管道、煙氣三通閥和測量、監(jiān)控裝置組成。這樣微型燃氣輪機的排煙可通過熱源煙氣系統(tǒng)進入溴化鋰吸收式冷熱水機組用于制備冷水或熱水。
④系統(tǒng)造價
系統(tǒng)造價見表1。在原冷熱水機組的基礎(chǔ)上新增投資額447．21×10。元。
⑤經(jīng)濟性分析
計算條件為：a．本項目的經(jīng)濟效益計算是分析新增投入資金得到新增效益。b．系統(tǒng)經(jīng)濟壽命為14 a。c·固定資產(chǎn)折舊率為6．79％。d．天然氣價為2·4元／m。，自發(fā)、自用電價為0．9形(kW．h)．供
表1系統(tǒng)造價
Tab．1 System cost
項目 | 費用／元 |
微型燃氣輪機 | 326.36×10。 |
冷熱水機組改造費 | 20.00×100 |
配套系統(tǒng) | 52.00×10。 |
安裝費 | 48.85×10。 |
總造價 | 447.21×10。 |
冷、熱價為0。255元/（KW.h）,免征增值稅。e冷熱水機組年檢修費為210元，微型燃氣輪機年檢修費為4×10‘衫a。f．系統(tǒng)年運行管理費按單位發(fā)電量0·05形(kw·h)計。系統(tǒng)年供電量為175·2×10。kW·h，年供熱量為8 503．1 GJ，年供冷量為20 225．0 GJ，年耗燃氣量為117．9×104 m。．
經(jīng)計算，該項目靜態(tài)新增投資回收期為8．49。．新增投資內(nèi)部收益率為8．98％。按照財務評價準則，該項目靜態(tài)新增投資回收期小于行業(yè)靜態(tài)基準投資回收期(10 a)，新增投資內(nèi)部收益率大于行、基準投資內(nèi)部收益率(8％)，因此該項目可行。
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