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。
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。
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：
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：
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
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