【分布式能源系列】分布式能源冷热电联供集成技术概述

2023-06-13 16:38:22

分布式能源冷热电联供技术集成作为一种最常见的综合能源供应解决方案，最适合大型楼宇建筑，容积率较高的综合物业形态区域，那其关键技

分布式能源冷热电联供技术集成作为一种最常见的综合能源供应解决方案，最适合大型楼宇建筑，容积率较高的综合物业形态区域，那其关键技术以及应用现状又是怎么样呢？本文将会为您解答~

一、概述

常规模式冷、热、电的供应由大型电厂通过燃煤实现，目前我国发电量的供电标煤消耗为326g/kWh，供电效率39%。电能通过高压线路远距离输送至各用能建筑，建筑内夏季冷需求通过电制冷机制冷，冬天通过锅炉采暖。远距离电力输送浪费严重电能损失超过总发电量的6%，极大影响电厂总的发电效率。热电冷三联产系统可以实现现有冷、热、电供应模式的改变，其综合能效可达到甚至超过75%。该技术在不同应用领域其配置有所不同，配置方案主要取决于当地的能源需求结构，而主要设备无论那种模式都包括原动、制冷及供热等装置。目前应用该技术可实现节能量9万tce/a，CO2减排约24万t/a。

二、技术内容

1.技术原理

用能建筑就近建设能源站，采用一次能源天燃气作为主要能源发电，发电机产生的尾气用来制冷与采暖，能源梯级利用，能源利用率可高达85%。同时直接在需能单位就近建设，避免输送浪费。

2.关键技术

(1)溴化锂吸收式余热设备：远大自主研发可应用于冷热电联供系统的余热设备，利用发电机尾气或余热，进行制冷或制热或提供卫生热水，一机三用，共计拥有50余项吸收式技术专利，稳定可靠。

(2)多能源组合模式：远大针对冷热电联供系统的特点，开发出了热水制冷机组、蒸汽制冷机组、烟气制冷制热机组、混合能源型制冷制热机组，与各类发电机组无缝对接。

(3)精确冷热电配比：远大通过多年项目经验，总结出冷热电设计项目规范，自主开发了冷热电配比软件，针对不同用户采用软件精确分析冷、热、电需求，并根据需求设计最节能环保的冷热电系统。远大设计的冷热电系统已经在多个项目上得到验证。

(4)冷热电自动控制系统：远大通过多个项目的运营管理经验，自主研发，开发了冷热电自动化控制系统与能耗监测系统，实现对各个设备自动控制，实时监测设备能耗，绘出能流图，通过软件分析能耗情况，自动调整运行策略，保障经济运行。

3.工艺流程

工艺流程见图1所示。

工艺流程图

三、主要技术指标

年平均标煤节能量：12.86kg/m2;
年平均CO2减排量：37.7kg/m2;
年综合能源利用率：70%以上。

传统用能的能耗及碳排放现在，根据国家统计数据：每kWh发电量的供电标煤消耗325g，供电效率38%。

制冷：电制冷机的能耗，根据运行COP值折算成每kWh冷量消耗的相应电量，并换算成对应的标煤消耗，社会平均电制冷机运行COP为4.5。锅炉的能耗：根据全国平均水平的燃气锅炉效率，社会平均锅炉效率为85%。

四、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术于2013年被评为北京市高新技术成果转化项目，并获得多项专利。该技术在美国、欧洲、日本等许多国家被广泛的推广应用。而在我国从上个世纪开始探索并应用，目前在北京、上海、江苏等地应用较为普遍。

五、典型应用案例

典型案例1

案例应用单位：航天五院1期

技术提供单位：远大能源利用管理有限公司

建设规模：航天五院总面积70余万平米，1期面积17.6万平米，机房配置2台1160kW发电机组，1台800万大卡余热机组，1台800万大卡燃气机组，1台500万大卡燃气机组，为整个园区供冷，供热以及部分电力。建设条件：有较为稳定的冷热负荷及电负荷;有稳定可靠的天燃气供应;有相应的场地可供建设。主要技改内容：突破传统建筑供能模式，直接在建筑附近建设能源站;主要输入能源只有天燃气，发电自发自用;利用发电机尾气余热制冷采暖利用天燃气对余热制冷进行补充，保障系统的稳定性。主要设备：发电机、余热制冷机组、天燃气制冷机组、水泵若干、散热设备若干。节能技改投资额对比传统模式，增加投资1516万元。建设期1年，年节能量1302吨标煤/年，节能经济效益130万/年，投资回收期11年。

典型案例2

案例应用单位：黄花机场

技术提供单位：远大能源利用管理有限公司

建设规模：黄花机场总面积15.4万平方米，机房配置2台1163发电机，1台余热机组。建设条件：有较为稳定的冷热负荷及电负荷;有稳定可靠的天燃气供应;有相应的场地可供建设。主要技改内容：突破传统建筑供能模式，直接在建筑附近建设能源站;主要输入能源只有天燃气，发电自发自用;利用发电机尾气余热制冷采暖;利用天燃气对余热制冷进行补充，保障系统的稳定性。主要设备：发电机、余热制冷机组、天燃气制冷机组、水泵若干、散热设备若干。节能技改投资额8200万元。建设期1年，年节能量3300吨标煤/年，节能经济效益1020万/年，投资回收期10.5年。

六、推广前景及节能减排潜力

分布式能源作为一种新型的能源利用方式，与传统电力系统相比具有节省投资、降低损耗、提高系统可靠性、能源种类多样化、减少污染等诸多优点，在美国、欧洲、日本等许多国家被广泛的推广应用。我国从上个世纪开始探索并应用分布式能源，经过多年的经验积累，分布式能源在我国有了很大的发展。预计未来五年，该技术在行业内的推广比例可达到10%，，总投入15亿元，节能能力90万tce/a，减排能力238万tCO2/a。

文章参考：远大科技

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