三联供介绍.doc

一、三联供技术简介
1、发展背景
随着人类生产和生活的发展，各种常规能源的大量消耗促使人们一方面不断探索利用太阳能、地热等各种可再生能源，另一方面更在积极寻求高效、环保的能源利用方式。
分布式能源是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电能、热能或冷能的系统。分布式能源中心作为大电网的补充，进一步加强了大电网的稳定性并有效减低了输电能耗，提高了一次能源利用率。随着分布能源技术的不断发展，以天然气为主要燃料，推动燃气轮机或内燃机发电，再利用发电余热向用户供冷、供热的燃气冷热电三联供系统已成为分布式能源的一种主要形式。
基本原理
燃气冷热电三联产系统基本原理是温度对口、梯级利用，其原理图如图1所示。首先洁净的天然气在燃气发电设备内燃烧产生高温高压的气体用于发电做功，产出高品位的电能,发电做功后的中温段气体通过余热回收装置地回收利用，用来制冷、供暖，其后低温段的烟气可以通过再次换热供生活热水后排放。通过对能源的梯级利用，充分利用了一次能源，提高了系统综合能源利用率。
高温段
中温段
低温段
环境温度
电 能
驱动热泵
驱动吸收式制冷机
除 湿
生活热水
排 放

天然气

燃气内燃机
电力负荷
发电机

空 气

制热负荷、热水负荷
高温烟气

烟气余热机

制冷负荷
天然气补燃

排 气

图2 典型冷热电联产系统示意图
2、系统特点
1）能源综合利用率提高
大型发电厂的发电效率为35％-55％，而冷热电三联供可实现能源的梯级利用，使燃料的利用效率（冷、热、电综合利用效率）达到80%左右。
有良好的环保效益
天然气是洁净能源，烟气中NOx等有害成分远低于相关指标要求，具有良好的环保性能。美国有关专家预测如果将现有建筑实施CCHP的比例从4％提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。
2）电力和燃气双重削峰填谷
目前城市天然气基本用于采暖，冬夏城市的峰谷日差已经高达近8倍。用气结构的不合理导致了天然气资源浪费以及输配管道、门站等天然气设施利用率的下降，引起供气成本增加和燃气价格上升。冷热电联产夏季可以替代电空调制冷而节约大量电力，减小大电网负担。因此，以天然气为燃料的热电冷联产系统具有燃气系统、电力系统双重调峰的作用。
3）良好的经济性
根据北京目前实行的商业峰谷电价政策，在峰平时段平均电价已经达到0.9元以上，因此采用传统电制冷除了增加大电网的负担以外，还使用户必须承担高额的运行费用。而采用三联供系统利用发电后的余热来供热供冷，由于整个系统能源效率的提高导致了能源供应成本的下降，在不断增长的能源价格体系下更具有良好的经济效益。
表1 三联供和常规方案运行费用比较（以1Nm3天然气为基准）
方案
蒸汽价/电价
元/kWh
供热量
kWh
供电量
kWh
总产出
元
燃气锅炉
0.314/0.95
8.778

2.756
直燃机
9.022

2.833
三联供
3.932
2.906
3.996

3、适用类型以及范围
燃气三联供技术将首先应用在满足以下几个条件的项目中：1）冷热电负荷相对稳定，运行时间较长；2）较高的电价和相对较低的天然气价格；3）对使用冷热电的收费有保证；4）相对较为严格的环境保护要求；5）需要有事故备用或备用电源，即对电源的可靠性要求较高。符合上述条件的行业主要是宾馆、医院、大型商用建筑、写字楼、机场、工厂等。
二、北京恩耐特分布能源技术有限公司介绍
1 公司简介
根据三联供市场发展的需求，北京燃气集团公司全资子公司北京因万斯特投资公司、北京群鹰创业科技有限公司和美国鹰能有限公司于2002年9月合资成立了北京恩耐特分布能源技术有限公司。
恩耐特公司作为国内首家提供中小型冷热电分布能源技术的专业公司，定位于利用自身在工程技术和管理方面的优势，推广环保、高效、节能的CCHP技术，参与开发、投资、建设和运行维护CCHP项目；为用户提供CCHP项目的工程管理、运行管理和设备系统集成服务，同时应用和开发CCHP系统的前沿技术；最终成为具有专业工程技术和运行管理能力的能源服务公司。
恩耐特公司是依据国外发展三联供的经验，并结合中国的具体条件建立起来的第一家推广三联供技术的能源服务公司。近7年的实践，已充分证明了这种公司组织形式的必要性和优越性。几乎是从零开始，公司为在中国开辟燃气三联供市场做出了艰苦努力，同时使自己迅速地成长起来。面对正在兴起的三联供市场，恩耐特公司已成为一个最成熟、最有能力的公司，恩耐特也已成为中国三联供技术的第一品牌。
2 恩耐特公司的人员组成
三联供技术是一门综合的、新型的边缘技术，它不仅包括与发电供热有关的全套技术，还涉及到城建工程、暖通、楼宇自动化等更广泛的技术，技术难度和跨度不亚于建设一个小型燃气轮机热电厂。考虑到三联供项目的特点，公司非常重视在技术上的配套，在组织技术队伍时，不仅注重吸收有电力项目建设和管理经验、有燃气轮机、燃气内燃机、燃气直燃机安装和运行经验、以及熟悉电力系统和自动控制方面的人才，同时注重在城市暖通等各个相关专业上的配套。公司目前有市场开发、项目管理、法律、技术经济、概预算、工程管理、各类专业工程师、律师、经济师和技术人员共36人，其中教授级高级工程师1人，高级工程师2人，硕士5人，工程师15人，技术人员13人。同时公司还聘请了8位各个不同专业的知名高级工程师组成了公司的专家委员会。
3 目前公司的主要业务范围
（1）开拓燃气三联供和其它分布能源项目市场，为投资者或用户开发相关项目。
（2）为项目提供技术方案、区域能源规划方案，使用自有的负荷分析、系统配置软件和区域能源综合规划软件为项目提供可行性研究报告和概念设计。
（3）协助项目方使项目获得必要的批文，特别是电力并网批准。
（4）组织对项目的投资或融资。
（5）协助或为投资者和用户提供对项目的评价。
（6）有选择性地对项目进行独立投资、合资或合作建设并运营CCHP和其它分布能源项目，为用户提供综合能源服务。
（7）为三联供和其它分布能源项目提供设计、招标、设备采购、施工管理和系统调试等提供技术支持和咨询。
（8） 为三联供、综合能源系统、区域能源系统提供控制系统总包和优化控制软件。
（9）为用户或投资者提供全面系统的建设服务，包括：项目管理、建设管理、设备成套或系统集成等。
（7）为用户或投资者提供运行管理人员的招聘和培训服务；承接对项目的运行管理、维护和维修，以及设备和系统的大修管理等；或为运行管理和维护提供技术保驾服务。
三、项目案例介绍
1、北京燃气集团指挥调度中心大楼冷热电三联供项目
北京市燃气集团指挥调度中心大楼总建筑面积为3.2万平方米，地上十层，地下二层。三联供机房建筑面积600平方米，包括主机房、控制室、水泵间等。
项目采用两台美国卡特比勒公司生产的燃气内燃机组，一台发电容量为480kw，一台发电容量为725kw，分别与远大公司生产的两台余热型直燃机联合工作。大楼设计最大用电负荷1640kw，设计最大冷负荷3148kw，设计最大热负荷2296kw。三联供系统以天然气为燃料，燃气内燃机作为原动机驱动发电机发电，产生高品位的电能供大楼使用。燃气内燃机发电产生的余热被余热型直燃机回收利用，冬季为大楼提供采暖热水，夏季提供空调冷水，实现冷、热、电三联供，使天然气资源得到合理的梯级利用。
北京燃气大楼三联供系统在2003年成功试运行以来，发电效率达到35%，能源综合利用效率达70%以上。经过系统测试，三联供系统与常规分供方式相比一次能源节约15.8%，全年发电量约为280万kwh，消耗天然气95万立方米，节省电费、并由发电余热制冷供热节省直燃机燃料（天然气）费用共计约96万元。每年可减少2141吨的CO2排放，节约燃煤1168吨。
2、北京火车南站能源站项目
北京南站位于北京市南二环右安门东滨路，是京津和京沪高速铁路的起点站。北京南站能源中心供能范围为14万平米，包括12万平米的站房面积和2万平米左右的写字楼，设计冷负荷12500kW，设计热负荷12000kW。
南站能源供应方式采用：热电冷联产与污水热泵相结合的能源系统，动力站采用2台1570kW的燃气内燃发电机组，与两台1620kW的烟气热水型余热吸收式空调机组直接对接，动力站为独立建筑，与市政污水泵站相邻，距主站房最近端约250米，因此调峰设备采用了的是污水源热泵系统（两台3692kW的离心机和两台890kW的螺杆机）。能源站总投资7000多万元。南站主站房屋顶大面积采用太阳能光伏发电系统，总装机容量300kW，投资约5000万元。
北京南站冷热电三联供技术的应用通过能源的梯级利用使天然气的最高使用效率从50%提高到90%以上，可满足北京南站总用电量的48.7%，其自发电以及综合节能使得与常规供能系统相比北京南站每年可以节省约600万元的运行费用，因此本能源系统高出常规供能系统的增量投资预计4.8年即可收回。三联供系统运行后，每年可以减少2000t左右的CO2排放，节约标煤约1000t。
南站中央站房的屋面布设了3264块太阳能电池板，每年可发电约18万千瓦时，一年可减排100多吨废气，替代60吨标准煤。南站太阳能光伏发电系统的实用对于支持和鼓励节能环保技术具有积极的示范作用和社会效益。