土木在线论坛 \ 暖通空调 \ 采暖供热 \ 燃气轮机热电冷联供系统的应用及投资经济性分析

燃气轮机热电冷联供系统的应用及投资经济性分析

发布于:2017-06-30 15:30:30 来自:暖通空调/采暖供热 [复制转发]
   摘要:本文通过对燃气轮机热电冷“三联供”系统运行数据的经济分析,对投资的条件和收益的经济性作出分析,介绍燃气轮机对实现能源的综合利用及环境保护所起的作用,所具有极大的社会价值。

   一、热电冷三联供系统发展背景

  随着我国经济快速、持续的发展,能源的需求量不断增长,特别是对电力的需求增长,使得夏季高峰电力缺口逐年增大,危及电网安全。据统计数据显示,从99年到03年上海地区电力消耗量从5000万MWH增加到7320万MWH,增长了46.4%,年增幅超过10%,同期电量峰值从9010万MW增加到13620万MWH,增长了51.2%,年增幅超过12.8%,2004年电力峰值负荷达到16000MW高峰电力缺口达4000MW,不得不实行限电措施,预计到2010年上海世博会时电力负荷可能增加一倍,峰值负荷将增加一倍多。建筑能耗年增幅达10%,已成为上海终端能源消耗增长的主力。

  应对夏季用电高峰的挑战,已成为全国乃至世界性问题。2004年我国拉闸限电地区扩大到24个省级电网,今年我国最大电力缺口将达2500万千瓦。在美、加、英、意、俄等国,都曾出现大面积停电,损失巨大,停电给社会经济、生活各方面带来了巨大的负面影响,迫使各国政府开始慎重考虑电力安全及其相关问题。

  我们如果不高度重视节约能源和改善能源消费结构,届时将面临难以克服的障碍,经济发展将受到严重的影响。

  我国的电力供应以煤电为主,煤电生产对环境有较大的影响,由此引发的环境保护问题须投入了大量的资金进行环境综合治理。

  目前我国能源利用总效率约为40%,与国际先进水平的50~55%相比,有较大的差距。提高一次能源的梯度利用和终端能耗的节约有许多课题值得研究。从能源的消费现状及发展趋势,能源供给的多元化、清洁化。能源利用的高效和梯度化,将成为我国今后一段时期能源政策的导向和战略方向之一。

  夏季用电高峰恰恰是用气低谷,运用燃气三联供技术可以削电力之峰填燃气之谷缓解用电紧张,而且还能解决天然气管网资源浪费。自1998年起施行《能源法》第三十九条明确国家鼓励发展推广热电联产、集中供热,提高热电机组的利用率,发展热能梯级利用技术,热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术,提高热能综合利用率。把对一种技术、一种生产方式的鼓励以法律形式明确下来的做法,是不多见的。可见,国家对热电联产及由之进一步发展的相关通用节能技术的重视。国家有关部门和各级地方政府积极推广、发展热、电、冷联产技术并以政府财政补贴、融资支持等经济政策支持相结合使之落到实处。

   二、燃气轮机热电冷三联供系统

  燃气热电冷三联供利用天然气做功发电后排出的余热用来制冷、供热,可取得三大效益。一是节能。大型电厂发电效率约30%-40%。三联供以小规模分布在用户附近,获得40%的发电效率后,可将50%的废热就近供冷供热,能源效率提高50%。二是环保。三联供NOx的排放仅为燃煤的5~10%,CO2为燃煤的56%,SO2可略而不计。三是经济。采用三联供,初始投资虽然较高,但发电收益可抵消购买天然气的费用,净获制冷、制热收益,投资回收期短。

  系统的工作原理是:燃料的化学能在燃气轮机的燃烧器中通过燃烧,产生高温、高压烟气推动透平叶轮作功带动发电机发电,电能通过供电系统可供给离心式制冷机组或直接对外输出。燃气轮机排出的中温烟气在余热锅炉中通过与水热交换产生蒸汽,供给溴化锂吸收式制冷机组热能或直接对外供汽。最后低品位的低温烟气被排放(额定工况排烟温度148℃)。

  浦东机场能源中心“三联供”系统的核心设备是一台额定功率4000KW、输出电压10.5KV的燃气轮机发电机组和一台额定蒸发量9.7T/H、供汽压力0.9MPa的饱和蒸汽余热锅炉。此外系统中配备了与供热相关的辅助燃气燃油锅炉,配备了与供冷相关的溴化锂吸收式制冷机组和离心式制冷机组。

  该系统具有如下主要优点:(1)设备简单,安装方便投运快。(2)系统模块化设计,配备了故障自动诊断、监测系统,设备的维护检修方便快捷。(3)系统辅助设备耗能少,自用电率低于2%。(4)设备能快速启动,冷态启动仅40min,能起到可靠的备用电源作用。(5)使用寿命长,保养适当寿命可达20~30年,同类机组有从70年运行至今。

QQ截图20170630153315.png
   三、浦东机场能源中心三联供系统经济性分析

  浦东机场能源中心三联供系统1999年底完成安装调试投入试运行后,由于并网点系统电负荷较低(~2000KW),系统的经济性差。通过试验和对运行数据分析,制定了系统改造方案,调整了负荷。于2002年6月完成了并网点的调整改造工作,2002年7月起就能以70%~80%的额定功率运行(3000~3200KW),系统的经济性明显改善。

b1.png b2.png b3.png b5.png

b6.png

  下面(表6)根据浦东机场能源中心“三联供”系统实际发生的运行管理费用、维护维修费用、尚未大修的费用预提以及设备投资等作综合分析。

  从浦东机场能源中心“三联供”系统运行情况的分析,可以看到主要从以下几个方面来提高“三联供”系统的经济性,一、提高“三联供”系统设备的负荷率,降低单位电量能耗,可以有效的提高系统的运行效率,降低维修成本。二、提高“三联供”系统设备的投运率,提高设备利用率,可以有效的降低管理成本,缩短投资回收期。

   四、燃气轮机热电冷三联供系统投资综合分析

  热电冷三联供系统投资不仅要从能源利用的多样性、提高一次能源利用率、有利于环境保护、削峰填谷作用等社会效益,也要从企业能源供给的安全可靠性确定投资的必要性,更要从企业的经济利益角度进行综合分析,以保证企业在满足上述条件的同时,获得必要的投资回报,因此必须从设施的整个生命周期的投资费用、能源费用、运行管理、设备的维修、投资回报等方面作出分析决策,下面就燃气轮机热电冷三联供系统投资作综合分析。

   投资项目的技术分析

  要使“三联供”系统获得较好节能经济性是有条件的,对于冷、热、电不同的“三联供”系统,选取合适的系统方案设置、设备配置才能有节能效果,且有较大的节能空间,合理配置机组是成功与否的关键。因此,系统设计时就必须按各建筑物逐时电负荷、冷负荷、蒸汽热负荷的测算,得到的负荷曲线并将它们分别叠加。根据负荷情况设计运行方案,系统方案设置、选择合适的热、电、冷比例,选择合适的机型配置,或采用补燃技术以进一步提高燃料利用率(提高约10%)及增加蒸汽产量,或结合采用水蓄冷技术将电能移峰填谷并延长机组运行时间。热电冷“三联供”与热电分产相比的节能条件计算式:
QQ截图20170630153645.png

当上列不等式成立时热电冷“三联供”与热电分产相比才是节能的。该式对我们方案的设计和合理配置机组具有一定的指导作用。

投资项目的财务分析

投资项目财务方面要进行现金流量分析,现金流量是指企业在投资项目所引起的现金支出和现金收入的数量,现金流量的分析是投资项目经济分析的基础。投资项目经济分析主要指标及方法:

08.png
  从浦东机场能源中心的“三联供”运行情况和上列计算公式可显示出,要使“三联供”系统获得较好的经济效益,必须从系统的设计、运行管理上提高设备的负荷率,提高设备的投运率,必须加强设备管理提高维护保养水平,降低设备生命周期成本,提高投资回收率,实现经济效益的最大化。

  五、结论

  热电冷三联供系统投资不仅要从能源利用的多样性、提高一次能源利用率、有利于环境保护、削峰填谷作用等社会效益,对企业提供能源供应可靠的保障作用。企业可并能获得较好的经济效益。协调好各方关系确保电网公司、燃气公司和用户各方获益达到双赢多赢的局面。

  热电冷三联供系统设计时合理配置机组是成功与否的关键,必须对热、电、冷负荷作精确的计算,提高设备负荷率和提高设备的投运率,能有效地提高设备运行效率和降低设备管理成本,获得最大的投资经济效益。

  参考文献:

  [1]柳建华等热电冷三联产系统的能耗分析.上海市制冷学会2003年论文集

  [2]忻奇峰燃气轮机热电联供系统运行经济性分析

  [3]黄如竹发展高效燃气空调,促进上海经济,能源全面协调发展

QQ截图20170630153315.png


QQ截图20170630153645.png


08.png


b1.png


b2.png


b3.png


b5.png


b6.png

  • anarkh00
    anarkh00 沙发
    学习了!!!
    2017-11-28 15:17:28

    回复 举报
    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

采暖供热

返回版块

20.36 万条内容 · 539 人订阅

猜你喜欢

阅读下一篇

注册暖通有通过考试的可以看下

注册岩土、注册暖通 讲师招聘 纳米教育 ,秉承高质量培训理念,飞速发展,现有学员超1000人。因招生规模扩大,诚聘注册结构专业、注册暖通专业讲师。 纳米教育与受聘讲师拟定长期合作协议,充分发挥您的专业和特长,基本要求如下: (1)通过或熟悉注册考试; (2)熟悉考试内容,适应培训讲课要求; (3)有足够自主时间,可以保证每周三次左右的教学安排; (4)对培训有热情,有学员有责任心。

回帖成功

经验值 +10