第七章冷熱電聯(lián)供CCHP第二部分PPT課件

1、賴艷華賴艷華 Prof./Dr.Prof./Dr.山東大學(xué)山東大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院20142014年年1212月月第3節(jié) 余熱利用設(shè)備一、各種原動(dòng)機(jī)余熱溫度范圍及利用方式一、各種原動(dòng)機(jī)余熱溫度范圍及利用方式二、余熱利用常用設(shè)備二、余熱利用常用設(shè)備三、余熱鍋爐三、余熱鍋爐四、吸收式制冷機(jī)四、吸收式制冷機(jī)三、余熱鍋爐1、余熱鍋爐分類、余熱鍋爐分類按燃料分燃油余熱鍋爐燃?xì)庥酂徨仩t其他余熱鍋爐燃煤余熱鍋爐按用途分 余熱熱水鍋爐余熱有機(jī)熱載體鍋爐余熱蒸汽鍋爐三、余熱鍋爐機(jī)組機(jī)組參數(shù)參數(shù)（壓力、主汽和再熱汽溫度）（壓力、主汽和再熱汽溫度）效率效率亞臨界機(jī)組16.7MPa 538/538

2、37%-38%超臨界機(jī)組大于24MPa 540-56040%-41%超超臨界機(jī)組大于30MPa 大于58044%-45%p常見電廠鍋爐型、工作參數(shù)以及總體效率常見電廠鍋爐型、工作參數(shù)以及總體效率1-余熱鍋爐余熱鍋爐 2-除氧器除氧器3-凝汽器凝汽器 4-蒸汽透平蒸汽透平5-發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 6-燃?xì)馔钙饺細(xì)馔钙?7-燃燒室燃燒室 8-壓氣機(jī)壓氣機(jī)9-高壓過熱器高壓過熱器 10-高壓蒸發(fā)器高壓蒸發(fā)器 11-鍋筒鍋筒12-高壓省煤器高壓省煤器 13-低壓蒸發(fā)器低壓蒸發(fā)器2、余熱鍋爐、余熱鍋爐8-壓氣機(jī)壓氣機(jī)7-燃燒室燃燒室 1-余熱鍋爐余熱鍋爐 發(fā)電發(fā)電4-蒸汽透平蒸汽透平11-鍋筒鍋筒6-燃?xì)馔钙饺?/p>

3、氣透平 一般能達(dá)到一般能達(dá)到45%以上，如果燃?xì)獬鯗卦谝陨?，如果燃?xì)獬鯗卦?100度以上度以上 可以達(dá)到可以達(dá)到5058%。3、自然循環(huán)方式的余熱鍋爐1- 膨脹節(jié)膨脹節(jié) 2-進(jìn)口煙道進(jìn)口煙道 3-內(nèi)部保溫材料內(nèi)部保溫材料 4-鍋筒鍋筒 5-煙囪煙囪 6-出口煙道出口煙道 7-膨脹節(jié)膨脹節(jié) 8-省煤器段省煤器段 9-下降管下降管 10-蒸發(fā)器蒸發(fā)器 11-過熱器段過熱器段 12-人孔人孔 13-整整體結(jié)構(gòu)鋼體結(jié)構(gòu)鋼 14-上升管上升管 8-省煤器段省煤器段 11-過熱器段過熱器段 10-蒸發(fā)器蒸發(fā)器 4-鍋筒鍋筒14-上升管上升管 1-蒸發(fā)器和過熱器蒸發(fā)器和過熱器2-省煤器省煤器 3-上部過渡段

4、上部過渡段4-煙囪煙囪 5-鍋筒鍋筒 6-鋼架鋼架 7-彎煙道彎煙道(側(cè)向進(jìn)口側(cè)向進(jìn)口)8-進(jìn)口段進(jìn)口段1-蒸發(fā)器蒸發(fā)器和過熱器和過熱器循環(huán)方式循環(huán)方式變量變量自然循環(huán)自然循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)傳熱面積傳熱面積在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)的使用性在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)的使用性水循環(huán)的自平衡性水循環(huán)的自平衡性循環(huán)泵的設(shè)置循環(huán)泵的設(shè)置外部耗功外部耗功占地面積占地面積鋼結(jié)構(gòu)與管道鋼結(jié)構(gòu)與管道基礎(chǔ)和撐腳基礎(chǔ)和撐腳安裝所需設(shè)備安裝所需設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)運(yùn)行及維護(hù)相同相同廣廣有有無無無無較多較多輕而多輕而多輕而多輕而多輕輕較易較易相同相同窄窄有限有限有有有泵的耗功有泵的耗功較少較少重而少重而少重而少重而少重重較難較難四、

5、吸收式制冷機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域中，工藝系統(tǒng)往往存在大量在工業(yè)領(lǐng)域中，工藝系統(tǒng)往往存在大量微壓蒸汽微壓蒸汽、熱水熱水及及煙氣煙氣等余熱資源，均可作為吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源，制取等余熱資源，均可作為吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源，制取5 5o oC C以以上的冷水上的冷水，用于滿足，用于滿足工業(yè)用冷工業(yè)用冷及及舒適性空調(diào)舒適性空調(diào)等需求。等需求。利用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組來實(shí)現(xiàn)的余熱制冷利用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組來實(shí)現(xiàn)的余熱制冷余熱資源余熱資源最低蒸汽壓力為最低蒸汽壓力為0.001-0.8MPa蒸汽型吸收式蒸汽型吸收式制冷機(jī)制冷機(jī)制取制取5oC以上以上冷水冷水70oC-88oC熱水型吸收熱水型吸收式制冷機(jī)式制冷機(jī)制取

6、制取7oC以上以上冷水冷水80oC以上以上熱水型吸收熱水型吸收式制冷機(jī)式制冷機(jī)制取制取5oC以上以上冷水冷水低壓蒸汽低壓蒸汽熱水熱水煙氣煙氣250oC以上煙以上煙氣氣煙氣型吸收煙氣型吸收式制冷機(jī)式制冷機(jī)制取制取5oC以上以上冷水冷水150oC-250oC煙氣煙氣熱水型吸收式制熱水型吸收式制冷機(jī)（換熱器換冷機(jī)（換熱器換成熱水）成熱水）制取制取5oC以上以上冷水冷水第第4節(jié)節(jié) 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)一、聯(lián)供的主要形式一、聯(lián)供的主要形式二、燃?xì)廨啓C(jī)（微型燃?xì)廨啓C(jī)）驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)二、燃?xì)廨啓C(jī)（微型燃?xì)廨啓C(jī)）驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)三、燃?xì)馊?、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)蒸汽聯(lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)四、燃煤聯(lián)合循環(huán)

7、四、燃煤聯(lián)合循環(huán)五、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)五、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)六、熱氣機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)六、熱氣機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)七、燃料電池驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)七、燃料電池驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 燃?xì)廨啓C(jī)（微型燃?xì)廨啓C(jī)）驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 熱氣機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 燃料電池驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)一、聯(lián)供的主要形式二、燃?xì)廨啓C(jī)（微型燃?xì)廨啓C(jī)）驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)蒸汽型吸收式制冷機(jī)供熱供冷透平燃燒室 燃料發(fā)電機(jī) 供電壓氣機(jī) 空氣 （蒸汽或熱水）排氣余熱鍋爐燃料燃?xì)廨啓C(jī)排氣u 燃?xì)廨啓C(jī)排氣先通過余熱鍋爐后，對(duì)外進(jìn)行供熱，燃?xì)廨啓C(jī)排氣先通過余熱鍋爐后，對(duì)外進(jìn)行供熱，u一部分進(jìn)入吸收式制冷機(jī)進(jìn)行制冷，對(duì)外提供冷量一部分進(jìn)入

8、吸收式制冷機(jī)進(jìn)行制冷，對(duì)外提供冷量二、燃?xì)廨啓C(jī)（微型燃?xì)廨啓C(jī)）驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 空氣 供冷燃?xì)廨啓C(jī)排氣燃燒室 燃料發(fā)電機(jī) 供電供熱燃料壓氣機(jī) 透平排氣煙氣型吸收式冷熱水機(jī)組排氣直接進(jìn)入煙氣型吸收式冷熱水機(jī)組進(jìn)行排氣直接進(jìn)入煙氣型吸收式冷熱水機(jī)組進(jìn)行供熱和供冷供熱和供冷p兩個(gè)循環(huán)結(jié)合在一起就構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)，兩者互為前置和后置 由于從熱力學(xué)角度，燃?xì)廨啓C(jī)（布雷頓循環(huán)）和蒸汽輪機(jī)（朗肯循燃?xì)廨啓C(jī)（布雷頓循環(huán)）和蒸汽輪機(jī)（朗肯循環(huán)）的熱力過程均非完善環(huán)）的熱力過程均非完善，但若將它們串聯(lián)起來以燃?xì)廨啓C(jī)的排氣來產(chǎn)但若將它們串聯(lián)起來以燃?xì)廨啓C(jī)的排氣來產(chǎn)生蒸汽，再去驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功，生蒸汽，再去驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功，

9、為前置循環(huán)，蒸汽輪機(jī)為后置循環(huán)，則可相互補(bǔ)充，提高性能。三、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)1、前置循環(huán)與后置循環(huán)、前置循環(huán)與后置循環(huán)為利用某一動(dòng)力循環(huán)或動(dòng)力系統(tǒng)的先能而附加另一個(gè)動(dòng)力循環(huán)叫做前置，前置循環(huán)的工作溫度應(yīng)該更高。前置循環(huán)為利用某一動(dòng)力循環(huán)或系統(tǒng)的余熱而附加另一利用某一動(dòng)力循環(huán)或系統(tǒng)的余熱而附加另一個(gè)動(dòng)力循環(huán)個(gè)動(dòng)力循環(huán)稱為后置，后置循環(huán)以基本循環(huán)的排放熱量作為熱源。后置循環(huán) 余熱鍋爐排氣空氣 燃料燃?xì)廨啓C(jī)排氣燃燒室 壓氣機(jī) 透平燃料發(fā)電機(jī) 蒸汽型吸收式制冷機(jī)換熱器供熱供冷汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 供電供電三、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)2、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)圖此聯(lián)合循環(huán)效率可達(dá)此聯(lián)合循環(huán)效率可

10、達(dá)45%以上，以上，若燃?xì)獬鯗厝羧細(xì)獬鯗?100以上效率能達(dá)到以上效率能達(dá)到50%-80%燃?xì)獍l(fā)電蒸汽發(fā)電3、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)三、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)系統(tǒng)效率與發(fā)電效率比較高能源利用率高，熱經(jīng)濟(jì)性好對(duì)環(huán)境污染小，占地面積少造價(jià)低、建設(shè)周期短、運(yùn)行費(fèi)用少、維修成本低調(diào)峰性能好、啟?？旖菡{(diào)峰性能好、啟停快捷三、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)4、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)基本類型聯(lián)合循環(huán)類聯(lián)合循環(huán)類型型無補(bǔ)燃余熱無補(bǔ)燃余熱鍋爐型鍋爐型補(bǔ)燃余熱鍋補(bǔ)燃余熱鍋爐型爐型排氣全燃型排氣全燃型增壓鍋爐型增壓鍋爐型給水加熱型給水加熱型系統(tǒng)集成特性燃?xì)廨啓C(jī)為主；余熱鍋余熱鍋爐爐為兩循環(huán)連接點(diǎn)燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽

11、輪機(jī)為主；余熱鍋余熱鍋爐爐為兩循環(huán)連接點(diǎn)蒸汽輪機(jī)為主；鍋爐鍋爐為兩循環(huán)連接點(diǎn)燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)與蒸汽輪機(jī)并蒸汽輪機(jī)并重重；增壓鍋增壓鍋爐爐為兩循環(huán)連接點(diǎn)蒸汽輪機(jī)為主；熱水鍋熱水鍋爐爐為兩循環(huán)連接點(diǎn)系統(tǒng)性能參數(shù)特性主要取決于燃?xì)鈧?cè)性能參數(shù)；蒸汽初參數(shù)蒸汽初參數(shù)受制于燃?xì)馐苤朴谌細(xì)馔钙脚艢鈪⑼钙脚艢鈪?shù)數(shù)取決于補(bǔ)燃補(bǔ)燃比和兩側(cè)性比和兩側(cè)性能參數(shù)能參數(shù)；蒸汽初參數(shù)不受燃?xì)馔钙脚艢鈪?shù)制約主要取決于蒸汽側(cè)性能參數(shù)；蒸汽初參數(shù)不受燃?xì)馔钙脚艢鈪?shù)制約兩循環(huán)的性能參數(shù)都有很大的影響主要取決于主要取決于蒸汽側(cè)性能蒸汽側(cè)性能參數(shù)參數(shù)；蒸汽初參數(shù)不受燃?xì)馔钙脚艢鈪?shù)制約聯(lián)合聯(lián)合循環(huán)類型循環(huán)類型無補(bǔ)燃無補(bǔ)燃余熱鍋

12、爐型余熱鍋爐型補(bǔ)燃補(bǔ)燃余熱鍋爐型余熱鍋爐型排氣排氣全燃型全燃型增壓增壓鍋爐型鍋爐型給水給水加熱型加熱型燃料適應(yīng)性優(yōu)質(zhì)燃料優(yōu)質(zhì)燃料；補(bǔ)燃可用稍差燃料底循環(huán)可用劣質(zhì)燃料不同形式系統(tǒng)適用不同燃料主要燃用劣質(zhì)燃料燃?xì)廨啓C(jī)功能產(chǎn)功主設(shè)備產(chǎn)功主設(shè)備和提供補(bǔ)燃器熱風(fēng)取代鍋爐風(fēng)機(jī)送熱風(fēng)產(chǎn)功主設(shè)備產(chǎn)功主設(shè)備蒸汽輪機(jī)功能頂循環(huán)排熱利用設(shè)備頂循環(huán)排熱利用設(shè)備或產(chǎn)功主設(shè)備產(chǎn)功主設(shè)備產(chǎn)功主設(shè)備產(chǎn)功主設(shè)備蒸燃功率比0.45-0.770.5-0.73-71.4-5大于5三、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)聯(lián)合循環(huán)類聯(lián)合循環(huán)類型型無補(bǔ)燃余熱無補(bǔ)燃余熱鍋爐型鍋爐型補(bǔ)燃余熱鍋補(bǔ)燃余熱鍋爐型爐型排氣全燃型排氣全燃型增壓鍋爐型增壓鍋爐型

13、給水加熱型給水加熱型相對(duì)于簡(jiǎn)單循環(huán)效率增長(zhǎng)值1.3-2.21.03-2.151.02-1.051.01-1.02運(yùn)行特點(diǎn)燃?xì)廨啓C(jī)可單獨(dú)運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)都可單獨(dú)運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)都可單獨(dú)運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)都蒸汽輪機(jī)都不可單獨(dú)運(yùn)不可單獨(dú)運(yùn)行行燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)都可單獨(dú)運(yùn)行三、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)1-余熱鍋爐；2-壓氣機(jī)；3-燃燒室；4-透平；5-負(fù)荷；6-汽輪機(jī)；7-凝汽器；8-泵無補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)廨啓C(jī)可單獨(dú)運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)可單獨(dú)運(yùn)行無補(bǔ)燃燃燒器補(bǔ)燃燃燒器補(bǔ)燃的余熱鍋爐型1-余熱鍋爐；2-壓氣機(jī)；3-燃燒室；4-透平；5-負(fù)荷；6-汽輪機(jī)；7-凝汽器；8-泵燃?xì)廨啓C(jī)

14、和蒸汽輪機(jī)都可單獨(dú)運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)都可單獨(dú)運(yùn)行 傳統(tǒng)直接燃煤面臨越來越大壓力，即提高能源率和環(huán)境保護(hù)。燃煤聯(lián)合循環(huán)（CFCC, Coal Fired Combined Cycle），是將清潔燃煤或煤轉(zhuǎn)化技術(shù)和聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)燃煤發(fā)電系統(tǒng)。整體煤氣化燃?xì)庹w煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)（IGCC，Integrated Gasification Combined Cycle）和增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)（PFBC-CC ，Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle） 是當(dāng)前兩種主要燃煤聯(lián)合循環(huán)。四、燃煤

15、聯(lián)合循環(huán)四、燃煤聯(lián)合循環(huán) IGCC是是IGCC煤貯運(yùn)、預(yù)處煤貯運(yùn)、預(yù)處理、制備和供理、制備和供給子系統(tǒng)給子系統(tǒng)煤氣化子系統(tǒng)煤氣化子系統(tǒng)粉煤氣除灰子粉煤氣除灰子系統(tǒng)系統(tǒng)煤氣顯熱利用煤氣顯熱利用子系統(tǒng)子系統(tǒng)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電聯(lián)合循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)子系統(tǒng)空分制氧子系空分制氧子系統(tǒng)統(tǒng)煤渣處理子系煤渣處理子系統(tǒng)統(tǒng)廢水處理子系廢水處理子系統(tǒng)統(tǒng)煤氣化煤氣化煤氣凈化煤氣凈化設(shè)備（除設(shè)備（除掉灰粒和掉灰粒和硫）硫）燃燒燃燒四、燃煤聯(lián)合循環(huán)IGCC空氣壓縮，提供空氣壓縮，提供氧氣氧氣/空氣空氣煤氣發(fā)生及凈化燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電蒸汽輪機(jī)發(fā)電四、燃煤聯(lián)合循環(huán) 增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)是以一個(gè)增壓的(1.01.6MPa)流化床燃燒室為主體

16、，以蒸汽、燃?xì)饴?lián)合循環(huán)為特征的熱力發(fā)電技術(shù)。 煤和脫硫劑制成水煤漿泵注入燃燒室燃燒鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)燃燒后的煙氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)第一代第一代 增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)PFBC-CC第一代 ：39一41 第二代 （增加煤氣化）： 44一47)四、燃煤聯(lián)合循環(huán)壓縮空氣經(jīng)床底部和壓力風(fēng)室和布風(fēng)板吹入爐膛，使燃料流化、燃燒，在流壓縮空氣經(jīng)床底部和壓力風(fēng)室和布風(fēng)板吹入爐膛，使燃料流化、燃燒，在流化床燃燒室中部注入二次風(fēng)使燃料燃盡。床內(nèi)燃燒溫度一般化床燃燒室中部注入二次風(fēng)使燃料燃盡。床內(nèi)燃燒溫度一般850950C。爐膛出口的高溫高壓煙氣除塵爐膛出口的高溫高壓煙氣除塵/脫硫后，驅(qū)

17、動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，使燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)發(fā)脫硫后，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，使燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。同時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電電機(jī)發(fā)電。同時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃?xì)獍l(fā)電燃?xì)獍l(fā)電 蒸汽發(fā)電蒸汽發(fā)電 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)余熱鍋爐余熱鍋爐高溫?zé)煔飧邷責(zé)煔馕?、?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng)400-60085-95內(nèi)燃機(jī)中循環(huán)冷卻水也是內(nèi)燃機(jī)中循環(huán)冷卻水也是可以利用供熱可以利用供熱35-40%50%-40%15%-20%六、熱氣機(jī)-斯特林機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 供電斯特林機(jī)排氣排氣換熱器回水缸套水換熱器缸套水換熱器供熱排氣斯特林機(jī) 發(fā)電機(jī) 燃料供冷直燃型吸收式冷熱水機(jī)組燃料供熱 與內(nèi)燃機(jī)相似與內(nèi)燃機(jī)相似

18、 熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn) + + 吸收式冷熱水機(jī)組吸收式冷熱水機(jī)組方案1方案2七、燃料電池驅(qū)動(dòng)聯(lián)供系統(tǒng) 吸收式制冷機(jī)組換熱器鍋爐供冷鍋爐給水排氣天然氣空氣燃料電池供電天然氣排氣排氣重整蒸汽蒸汽 燃料電池高溫排氣經(jīng)過吸收式制冷機(jī)組放出熱量，溫度降為300，再通入換熱器中預(yù)熱鍋爐給水，使得鍋爐給水溫度由25升至100。 換熱器排氣溫度約為150。 系統(tǒng)輸入能量約為系統(tǒng)輸入能量約為378.51kW378.51kW，回收余熱，回收余熱167.34kW167.34kW，發(fā)電發(fā)電效率約為效率約為42.27%42.27%，余熱回收效率約為，余熱回收效率約為44.21%44.21%，因此熱電總效率因此熱電總效率約為

19、約為86.48%86.48%。 此為某燃料電池驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供系統(tǒng)。系統(tǒng)提供160kW電量和78kW冷量。 高溫熔融碳酸鹽燃料電池 MCFC的排氣溫度650，用來驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)組工作。6506503030001501502 200 第5節(jié) 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的目標(biāo)：經(jīng)濟(jì)，節(jié)能經(jīng)濟(jì)，節(jié)能，環(huán)保最重要的就是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型階段要考慮全面，設(shè)計(jì)規(guī)劃科學(xué)、合理，特別是在建筑的冷熱電負(fù)荷確定和三聯(lián)供系統(tǒng)構(gòu)成模式兩方面。1、基本設(shè)計(jì)方法、基本設(shè)計(jì)方法 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的主要原則是要求能適應(yīng)各種運(yùn)行模式和運(yùn)行工況，并盡量提高系統(tǒng)的能

20、源綜合利用率，保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型2、設(shè)計(jì)的原則與要求、設(shè)計(jì)的原則與要求 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)置、負(fù)荷匹配合理的情況下，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)越性才能真正體現(xiàn)出來。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意的問題為：（1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)流程先進(jìn)行方案設(shè)計(jì)；（2）準(zhǔn)確預(yù)測(cè)冷熱電負(fù)荷及負(fù)荷變化規(guī)律；準(zhǔn)確預(yù)測(cè)冷熱電負(fù)荷及負(fù)荷變化規(guī)律；（3）根據(jù)負(fù)荷規(guī)律合理確定運(yùn)行方式；根據(jù)負(fù)荷規(guī)律合理確定運(yùn)行方式；（4）合理選擇發(fā)電機(jī)組類型和容量；（5）最終優(yōu)化設(shè)計(jì)冷熱電系統(tǒng)。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型p 冷熱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常依據(jù)下述原則：冷熱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常依據(jù)下述原則： 1、

21、以電定冷（熱）電定冷（熱） ：即根據(jù)建筑配電負(fù)荷來確定發(fā)電根據(jù)建筑配電負(fù)荷來確定發(fā)電機(jī)功率機(jī)功率。根據(jù)發(fā)電機(jī)尾氣余熱來配套制冷和制熱設(shè)備，注重了余熱回收效率，再考慮樓宇冷熱負(fù)荷要求； 2、以熱（冷）定電以熱（冷）定電：即根據(jù)建筑的冷熱負(fù)荷確定發(fā)電即根據(jù)建筑的冷熱負(fù)荷確定發(fā)電機(jī)功率機(jī)功率。由于項(xiàng)目對(duì)能源的需求主要是電力、采暖、制冷和生活熱水，其中熱力和制冷一般是無法得到外部支持的其中熱力和制冷一般是無法得到外部支持的，而電力可以依靠電網(wǎng)補(bǔ)充，而電力可以依靠電網(wǎng)補(bǔ)充，所以在燃?xì)獍l(fā)電裝置的選擇上，主要依照“以熱（冷） 定電”的原則，這樣可以兼顧余熱利用效率和樓宇能源負(fù)荷，綜合性能好。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)

22、備優(yōu)化選型3、主要設(shè)計(jì)流程、主要設(shè)計(jì)流程（1）根據(jù)建筑種類和建筑規(guī)模確定冷、熱、電的需求量建筑種類和建筑規(guī)模確定冷、熱、電的需求量及日、月負(fù)荷規(guī)律。（2）確定三聯(lián)供系統(tǒng)冷熱電供應(yīng)量，冷熱電供應(yīng)量，提供選型依據(jù)。（3）確定動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)種類、發(fā)電容量、發(fā)電效率動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)種類、發(fā)電容量、發(fā)電效率。（4）確定系統(tǒng)余熱利用量及方式系統(tǒng)余熱利用量及方式。（5）設(shè)定余熱系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。（6）設(shè)定冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。（7）確定系統(tǒng)運(yùn)行方式。確定系統(tǒng)運(yùn)行方式。（8）確定技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。包括年發(fā)電量、年余熱量、年燃料消耗量、余熱利用量、余熱利用率、系統(tǒng)總效率等。（9）與其他供能方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行比較，

23、看是否滿足要求。（10）若滿足要求，則最終確定系統(tǒng)方案，準(zhǔn)備進(jìn)入施工階段。若不滿足要求，則重新進(jìn)行機(jī)組的選型，調(diào)整技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，直至滿足要求為止 。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型4、對(duì)環(huán)境影響最小、對(duì)環(huán)境影響最小 冷熱電聯(lián)供是環(huán)保型能源供應(yīng)系統(tǒng)再加上一些低氮處理技術(shù)，可使氮氧化物的排放值降得很低。 但發(fā)電機(jī)噪聲和振動(dòng)的危害應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)合理解決。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型6、發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定供電與市電并網(wǎng)、發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定供電與市電并網(wǎng) 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行取決于發(fā)電機(jī)與市電的并網(wǎng)運(yùn)行，對(duì)于 100 kW的發(fā)電機(jī)應(yīng)爭(zhēng)取與市電并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)應(yīng)爭(zhēng)取與市電并網(wǎng)，以提高供電的穩(wěn)定性、連續(xù)性和系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

24、。5、 發(fā)電機(jī)組優(yōu)化配置寧小勿大發(fā)電機(jī)組優(yōu)化配置寧小勿大 應(yīng)本著寧小勿大的原則確定發(fā)電機(jī)發(fā)電能力和余熱利用能力，電力不足部分由市電補(bǔ)充電力不足部分由市電補(bǔ)充，熱、冷不足部分由直燃機(jī)或熱、冷不足部分由直燃機(jī)或鍋爐鍋爐+ 吸收式制冷機(jī)補(bǔ)充，吸收式制冷機(jī)補(bǔ)充，以保證三聯(lián)供系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 避免出現(xiàn)由于設(shè)備選擇過大、系統(tǒng)長(zhǎng)期低效運(yùn)行的不利情況。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型7、冷熱電負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、冷熱電負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測(cè) 冷熱電負(fù)荷的目標(biāo)目標(biāo)是：根據(jù)建筑類型、使用規(guī)律、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、窗墻比、當(dāng)?shù)貧庀髼l件等預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)冬季熱負(fù)荷和冬季熱負(fù)荷和夏季冷負(fù)荷月日規(guī)律及其峰谷值夏季冷負(fù)荷月日規(guī)律及其峰谷值； 分析建筑物各種

25、用電負(fù)荷的特點(diǎn)各種用電負(fù)荷的特點(diǎn)，分別預(yù)測(cè)電負(fù)荷在冬季、夏季和過渡季的月日規(guī)律以及峰谷值； 詳細(xì)分析冷熱電負(fù)荷在一年四季的匹配規(guī)律，以便確定確定合理的發(fā)電機(jī)容量及系統(tǒng)的運(yùn)行方式。合理的發(fā)電機(jī)容量及系統(tǒng)的運(yùn)行方式。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型p 冷熱電負(fù)荷的預(yù)測(cè)的三種基本方法冷熱電負(fù)荷的預(yù)測(cè)的三種基本方法：在實(shí)際計(jì)算時(shí)可根據(jù)具體條件選擇使用：第一種 根據(jù)現(xiàn)有的建筑規(guī)根據(jù)現(xiàn)有的建筑規(guī)范和建筑物特征，范和建筑物特征，通過對(duì)建筑的各組通過對(duì)建筑的各組成元素規(guī)定計(jì)算出成元素規(guī)定計(jì)算出一個(gè)限值。一個(gè)限值。 第二種 在現(xiàn)有建筑的改造在現(xiàn)有建筑的改造項(xiàng)目中，項(xiàng)目中，可根據(jù)歷可根據(jù)歷史記錄的負(fù)荷數(shù)據(jù)史記錄的負(fù)荷數(shù)

26、據(jù)，進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)，進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析與計(jì)算，采據(jù)分析與計(jì)算，采用一定的計(jì)算模型用一定的計(jì)算模型對(duì)當(dāng)前建筑負(fù)荷的對(duì)當(dāng)前建筑負(fù)荷的需求量進(jìn)行估計(jì)和需求量進(jìn)行估計(jì)和預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)。第三種 使用計(jì)算機(jī)專業(yè)軟使用計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件對(duì)建筑及其能耗件對(duì)建筑及其能耗系統(tǒng)進(jìn)行模擬系統(tǒng)進(jìn)行模擬 前兩種方法計(jì)算（統(tǒng)計(jì)）方法明確客觀，而且可以方便的轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)指前兩種方法計(jì)算（統(tǒng)計(jì)）方法明確客觀，而且可以方便的轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，比較容易被接受和運(yùn)用。標(biāo)，比較容易被接受和運(yùn)用。 第三種方法是建筑能耗系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)和建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一致性評(píng)估的第三種方法是建筑能耗系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)和建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一致性評(píng)估的一種有效方法，針對(duì)性好，計(jì)

27、算精度高。一種有效方法，針對(duì)性好，計(jì)算精度高。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型8、冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成模式選擇、冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成模式選擇針對(duì)不同的用戶需求，系統(tǒng)方案的可選擇范圍很大，在系統(tǒng)構(gòu)成方式和各設(shè)備選型時(shí)應(yīng)全面考慮。須解決須解決 三大部分如何匹配的問題三大部分如何匹配的問題 余熱回收裝置（供熱）余熱回收裝置（供冷）動(dòng)力系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)（供電）二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型（1） 不同動(dòng)力系統(tǒng)的模式選擇不同動(dòng)力系統(tǒng)的模式選擇 目前可用于三聯(lián)供系統(tǒng)的動(dòng)力發(fā)電設(shè)備類型很多。目前可用于三聯(lián)供系統(tǒng)的動(dòng)力發(fā)電設(shè)備類型很多?；仡櫿n件第一部分，常用的主流類型是回顧課件第一部分，常用的主流類型是小型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)小型燃

28、氣輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和微燃機(jī)，燃機(jī)和微燃機(jī)，除此之外還有除此之外還有燃料電池燃料電池等等，應(yīng)根據(jù)用戶等等，應(yīng)根據(jù)用戶具體條件選擇。具體條件選擇。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型（1） 不同動(dòng)力系統(tǒng)的模式選擇不同動(dòng)力系統(tǒng)的模式選擇 目前可用于三聯(lián)供系統(tǒng)的動(dòng)力發(fā)電設(shè)備類型很多，常用的主流類型是小型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)和微燃機(jī)，除此之外還有燃料電池等等，應(yīng)根據(jù)用戶具體條件選擇。啟動(dòng)快啟動(dòng)快二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備優(yōu)化選型（2）不同余熱設(shè)備的模式選擇）不同余熱設(shè)備的模式選擇 燃?xì)廨啓C(jī)和微燃機(jī)可利用余熱的形式主要是煙氣； 內(nèi)燃機(jī)可利用余熱的形式除煙氣外，還有大量冷卻水。 余熱利用設(shè)備的基本形式可歸納為兩類：第一類燃?xì)庠谌紮C(jī)發(fā)

29、電后高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入余熱吸收式制冷機(jī)發(fā)電后高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入余熱吸收式制冷機(jī)（余熱直燃機(jī)） 夏季制冷、冬季得到熱水供熱。省掉了余熱鍋爐及相關(guān)系統(tǒng)，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單第二類燃?xì)庠谌紮C(jī)發(fā)電后高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐或余熱直燃機(jī)發(fā)電后高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐或余熱直燃機(jī)，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽可由吸收式制冷機(jī)制冷或直接供熱。蒸汽的利用相對(duì)容易，蓄熱也較方便（3）制冷與供熱方式的選擇）制冷與供熱方式的選擇 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中的制冷系統(tǒng)最常見的是溴化鋰制冷機(jī)組和氨制冷機(jī)組。第6節(jié) 冷熱電聯(lián)產(chǎn)實(shí)例 一、赤峰市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱示范工程一、赤峰市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱示范工程 二、蟹島三聯(lián)供能源中心二、蟹島三聯(lián)供能源中心一、赤峰市熱電聯(lián)

30、產(chǎn)集中供熱示范工程清華大學(xué)與赤峰市富龍熱力公司合作，實(shí)施了20萬平米吸收換熱式熱熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)的實(shí)驗(yàn)工程，從2008底開始運(yùn)行。該工程是基于吸收式換熱的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)的完整示范,包括新包括新型供熱首站型供熱首站(設(shè)置于富龍熱電廠) )和熱力站和熱力站( (設(shè)置于穆家營(yíng)鎮(zhèn)政府熱力站)各一座。運(yùn)行一年之后節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟(jì)效應(yīng)顯著，可以大規(guī)模推廣應(yīng)用。換熱器130702515冷卻塔汽輪機(jī)采暖抽汽蒸汽凝汽器換熱器換熱器QhQh為了提高能效、降低排放，熱電廠為了提高能效、降低排放，熱電廠容量越來越大，目前新上熱電廠的容量越來越大，目前新上熱電廠的主力機(jī)型是主力機(jī)型是300MW熱

31、電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，帶來兩個(gè)問題：帶來兩個(gè)問題：1、熱網(wǎng)輸送能力有限；、熱網(wǎng)輸送能力有限；130-70 2、凝汽器損失大；、凝汽器損失大；熱量熱量損失損失一、赤峰市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱示范工程u常規(guī)系統(tǒng)常規(guī)系統(tǒng)n示范工程整體解決方案示范工程整體解決方案首站改進(jìn)首站改進(jìn)- -電廠內(nèi)：電廠內(nèi)：設(shè)置余熱回收專用機(jī)組。余熱回收專用機(jī)組。小區(qū)熱力站改進(jìn)：小區(qū)熱力站改進(jìn)：設(shè)置吸收式換熱機(jī)組吸收式換熱機(jī)組；一、赤峰市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱示范工程吸收式換吸收式換熱機(jī)組熱機(jī)組130202515冷卻塔汽輪機(jī)采暖抽汽蒸汽凝汽器溴化鋰余熱回收機(jī)組溴化鋰余熱回收機(jī)組Qh2QhQhl首站余熱回收機(jī)組，回收電廠首站余熱回收機(jī)組，回收電廠凝汽器余熱，凝汽器余熱，采用大溫差供熱采用大溫差供熱130-20l熱電廠供熱能力提高熱電廠供熱能力提高50%，供，供熱能耗降低熱能耗降低50左右，左右，l大幅度減少大幅度減少CO2和其他污染物排和其他污染物排放，減少冷卻水蒸發(fā)損失。放，減少冷卻水蒸發(fā)損失。l首站改進(jìn)一、赤峰市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱示范工程2515冷卻塔汽輪機(jī)采暖抽汽蒸汽凝汽器l熱力站改進(jìn)熱力站改進(jìn)換熱器吸收式換吸收式換熱機(jī)組熱機(jī)組吸收式換吸收式換熱機(jī)組熱機(jī)