天然气分布式能源系统

2024-09-09

天然气分布式能源系统（共8篇）

天然气分布式能源系统篇1

摘要：分布式能源系统拥有输电成本低、供电效率高、经济性能好、环保性强以及安全可靠等优势,因此近年来受到了社会各界的关注与投资者的青睐。基于此,主要探讨天然气分布式能源系统的主要特征及其技术应用。

关键词：天然气,分布式能源,技术应用

天然气作为20世纪70年代以来发展速度最快的能源,到今天为止天然气的年消耗量已经趋近于石油,继煤炭与石油之间开始成为世界第三大重要商品能源。2011年10月,我国正式出台《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,进而不断促进我国天然气分布式能源系统的应用及相关技术的发展,这是提升能源实际利用效率的有效途径,对于我国可持续战略的发展来说具有十分重要的意义。

1 天然气分布式能源系统概述

天然气分布式能源即是以天然气为燃料,设置于用户侧可以独立输出冷、热、电能的综合能源利用系统。天然气分布式能源系统的基本构成和工艺流程如图1所示,天然气充当燃料进入燃烧动力设备并驱动发电机发电,剩下的余热根据其品质不同来驱动设备制冷制热,进而实现能源的高效利用,以防止能源的浪费[1]。天然气分布式能源系统实际发电效率按照动力设备的差异通常在25%~40%,总能源利用率通常保持在80%左右。天然气分布式能源系统的应用和推广,能够在很大程度上释放大电网在用电高峰阶段的压力与负荷。

2 天然气分布式能源系统的特征分析

2.1 能源损失少,输送成本低

按照国际分布式能源联盟给出的报告,现阶段很大一部分电量损耗出现在输配环节,如果从用户端进行计算,集中式供电的能源利用效率不到35%。而天然气分布式能源的利用效率最高能达到80%甚至90%。直接设置在用户附近的天然气分布式能源和大电网联系起来,能在很大程度上补充大电网在可靠性方面的缺陷,进而有效地增强用户供电的安全稳定性,特别是当电网出现崩溃或者意外事故的状态下,依旧能够持续对重点用户予以供电。

2.2 装机容量小,灵活性较大

与集中式功能系统相比,分布式能源的装机容量相对较小(k W级到MW级)。其中,楼宇型天然气分布式能源系统装机容量一般保持在20MW内;而区域型天然气分布式冷热电联系统因为功能规模更大,因此装机容量一般是在100~200MW;装机容量大于200MW时,则予以限制。可以说,天然气分布式能源系统和用户的实际需求联系十分紧密,系统规模更小且灵活性较强,天然气分布式能源系统更有助于进行调节,具有十分突出的节能减排优势。

2.3 系统集成多学科交叉协同

天然气分布式能源系统集成技术发展较快,同时表现出多种学科交叉协同的特点。所以,针对用户实际需求的集成方式有不同的类型,拥有十分明显的个性化特征,复制性较差。现代新型天然气分布式能源系统借助于选择有针对性的科学技术,通过系统优化与调整,可确保同时实现多个不同的功能目标,以符合不同用户的具体需求。

3 天然气分布式能源技术的应用

3.1 楼宇型天然气分布式能源

楼宇型天然气分布式能源系统主要应用于某一建筑的耗能需求,该系统的规模不大,因为在同一建筑中不同用户的能耗需求差异较小,同时负荷变化方向一般比较趋同,供需之间的缓冲空间较小,回旋余地也相对较小。因此,系统应当对用户的实际能耗需求变化进行第一时间的快速反应,联产系统的运行必须要根据负荷变化而调整,运行工况也必须要及时予以变化,始终处在一种相对被动的状态下,这就对系统的全工况性能要求有所提升。根据系统集成原则,可以选择输出能力比例可调、蓄能调节,另外将部分常规分产系统和联产系统进行整合,也可选择网电配合的优化运行模式来加以调整。

燃气轮机-余热吸收式冷热电联产系统,根据其热力循环的差异可以划分为简单循环型和回热循环型两类。前者系统相对简单,维护便利,但发电效率仅仅可达30%左右,比如适用于用电需求较小但对冷热量需求较大的用户,冷热电比约为1.5~2.5;后者更加适合冷热电相对较低的用户,一般其冷热电比为1.0~1.5,热能用于发电的比例较高。近年来,楼宇型天然气分布式能源出现了新的发展趋势,即是以燃用天然气的微小型燃气轮机作为分布式能源系统的核心动力,广泛的应用在一些别墅或者庄园。

3.2 区域型分布式冷热电联供系统

所谓区域型分布式冷热电联供系统,主要针对某一区域中部分建筑共同组成的建筑群,和单一建筑目标相比,建筑群的实际能耗需求更大,同时因为各个建筑自身的实际功能差异,其能耗需求也存在较大差异性。所以,不同用户的负荷变化难以同步,一般不会遇到同时高峰、低谷耗能的现象。因此,系统运行过程中必须充分结合负荷的同时使用系数,增强供需的回旋余地,进而降低系统全工况性能要求。所以,如果规模相对较大,能够选择更加高效的燃气轮机——汽轮机发电机组,确保燃气、蒸汽、冷气及热水的科学匹配,有效增强能源利用效率。比如,华电集团建造的国内较大的广州大学城区能源站工程,便是2×7.8MW燃气-蒸汽联合循环机组作为基础的天然气冷热三联供系统。燃气能的38%经过燃气轮机变为电能,50℃左右的烟气在余热锅炉形成4.0MPa的蒸汽,之后进抽凝式汽轮机继续做功发电;拿出0.5MPa蒸汽供给第一制冷展的溴化锂吸收制冷机,余热锅炉产生的烟气能够应用到生活用水的加热上,不足热量通过蒸汽透平冷凝潜热予以补充。该系统能够让燃气能源的利用率提升到75%左右,与过去的火力发电厂的燃煤利用率35%相比已经有了非常大的进步。该能源站早在2010年便正式投入实际运行,能够为大学城内各个大学和附近20万用户供应电能、生活热水及空调制冷。

3.3 产业型分布式冷热电联供系统

较集中的一些现代工业园区,搭建天然气分布式冷热电联供系统,所需面对的一般是若干产业相对接近的企业或者中型企业,相对的用户负荷拥有趋同的特性。系统运行状态下,往往会让这些企业用户同时处在高峰或者谷底用能状态,同时因为负荷规模相对较大,对系统的全工况要求更高。所以,在对系统进行设置时,须尽可能考虑蓄能设备对联产系统高效运行和满足用户负荷的协调作用。

国内化工、食品、建材及造纸等工业都属于耗能大户,在终端耗能构成中,热电比一般在3以上,用热主要有蒸汽与物流加热。不同过程需要加热的温度范围也有差异性。而工业用冷温度范围较广,包含了从0~20℃的一般浅冷,到乙烯工业、空气液化分离所需的-180℃的深冷。上述工业用热、用冷都能借助联产及联供技术的集成组合来实现,进而最大限度提升能源的利用效率与经济效益。

4 结语

分布式能源系统属于一种更加环保、经济及安全的能源系统,也必然会成为未来电力工业的主要发展趋势。因此,必须紧跟时代发展的步伐,积极跟踪国家产业政策与行业发展信息,努力做好相关技术的研究创新工作,推进分布式冷热电联供能源系统的发展,为我国降低能源消耗、确保能源安全、优化能源结构作出积极贡献。

天然气分布式能源系统篇2

时间：2013-08-08 来源：中国能源报

文章类别：转载作者：仝晓波

核心提示：国家已表示将大力支持天然气分布式能源发展，并已将天然气分布式能源列入天然气产业“十二五”规划中。受此政策鼓舞，近两年，国内众多发电企业、燃气公司积极涉足天然气分布式能源项目，一批专业从事天然气分布式能源项目的第三方能源服务公司也应运而生。关键字：天然气分布式能源财政补贴

国家已表示将大力支持天然气分布式能源发展，并已将天然气分布式能源列入天然气产业“十二五”规划中。受此政策鼓舞，近两年，国内众多发电企业、燃气公司积极涉足天然气分布式能源项目，一批专业从事天然气分布式能源项目的第三方能源服务公司也应运而生。

“分布式能源项目在国内处于初期发展阶段，阻碍其发展的因素很多。国家虽然鼓励天然气分布式能源项目，但目前只有一个框架，其对应的政策和法规不完善，缺乏可操作性，企业自身也在摸索。”安讯思息旺能源分析师韩小庆指出。

“而相关企业除了改进技术、加强管理、提高利用效率外，并没有太多的举措抵御外部风险。” 中投顾问天然气行业分析师任浩宁说。

分布式能源还要依托于国家制订有利于发挥其优势的政策以鼓励、引导发展。

补贴应真正体现节能减排

分布式能源界一直在呼吁国家给予财政补贴支持。上海市已于2008年先行实施了对天然气分布式能源的补贴政策。

“目前全国发电用煤将近20亿吨，今年以来，煤价一路下跌，每吨至少降价200元，已经腾出4000亿元的空间，弥补了发电公司1000亿元的亏损之外，还有3000亿元的空间，是否可应用于鼓励新能源和天然气分布式能源项目?”有业内人士提出。

北京恩耐特分布能源技术有限公司总经理冯江华建议，参照国家财政对页岩气的补贴政策，对用于符合国家标准的分布式能源项目，或每立方米天然气补贴0.4元，或所发电力每千瓦时补贴 0.10-0.20元。为鼓励项目在满足全年综合能效不低于70%的条件下尽可能多发高品位电力，补贴发电更为有效。同时相关政府部门还应继续支持设备国产化。

记者获悉，目前财政部正在考虑制订天然气分布式能源的补贴政策。

在中国城市燃气协会分布式能源专委会主任徐晓东看来，天然气分布式能源在节能与环保方面具有优势已是共识，“这种能源利用方式代表着未来能源利用模式的发展方向。目前来看，天然气分布式能源处于发展初期，执行的是政府定价，给予适当补贴是必要的。但补贴的形式、环节需要仔细研究。”徐晓东说。

“在计划经济体制下，补贴方式是补贴生产环节以扩大生产能力。在目前多元化发展的市场经济条件下，沿用计划体制的补贴政策存在许多问题。首先，不同所有制企业有同等申请补助资格，形成的生产能力都归企业所有，对国有企业而言，至少名义上增加了国有资产;而对民营企业或私人企业来说，就是变相私有化，造成公共资产的流失。公共财政投入形成的资产，国家要占有相应的份额。这种公私不分是争补贴、争投资的主要根源。其次，补贴生产环节而不是补贴消费环节，虽增加了产能但不能保证市场，政府还要想办法扩大市场需求。第三，不以市场需求为导向，扩大产能可能形成虚假的供应。所以扩大产能、增加供应这种传统补贴方式是值得反思的。应避免类似金太阳示范工程骗补这样的不良现象再次发生。”徐晓东说。

徐晓东认为，不是贴上分布式能源标签的项目就要给予补贴，给予补贴的前提是这个项目产生了实实在在的节能减排效果。“我们一直主张分布式能源项目要以节能减排的效果、具体数据来理直气壮地获取补贴。所以我们力推制定检测标准，推动建立在线监测系统，并通过第三方监测机构严格监督。这些做法意在通过对项目进行公正严格的检测，最终反映出这个项目是否满足指定运行条件和符合相关要求。我们希望国家财政支持建设这样的机制，这是政府转变职能、加强监督的重要措施和条件。没有扎扎实实的基础工作，就不能实现转变政府职能、完善市场环境的目标。”徐晓东说。

“总结金太阳示范工程骗补教训，我们建议成立一个专门的分布式能源基金会，将所有种类的分布式能源项目纳入其中，然后在总基金下面分设不同门类的分布式能源基金。同时建立责任追踪制，并做到纳入基金管理的每一个项目、责任人、管理者都必须信息完全公开。”任浩宁说。

制定鼓励分布式能源的能效电价

天然气分布能源系统使用的一次能源是天然气，产出的是电能与热能。除系统本身的转化效率和气价之外，电价也是影响分布式能源项目经济性的关键。

有专家指出，目前上网电价与销售电价受国家管制，我国的电力生产以煤为主要一次能源，动力煤价对电力价格起主导作用，各地均以煤电作为上网电价的标杆。因此，电网公司实际可接受的天然气上网电价也必然以各地燃煤脱硫标杆上网电价为基准。2011年国家发改委曾对各地燃煤发电企业上网电价进行适应性调整。

但在我国，目前天然气价是煤价的3-5倍，天然气分布系统发电成本远远高于火电。

“即使天然气发电或分布式能源项目较燃煤发电能效高10%-50%，调整后的电价依然很难使天然气电厂获得合理的投资回报，远不能满足天然气分布式能源项目投资回报的基本要求。”中国城市燃气协会分布式能源专委会一位专家指出。

以北京为例，据介绍，北京的亦庄华润协鑫150 兆瓦燃机分布式能源电厂和太阳宫700兆瓦燃机热电厂等6个大中型燃机电厂，总装机容量约 300万千瓦。国家发改委规定的临时上网电价为0.573元/千瓦时(北京的燃煤脱硫标杆上网电价为0.4683元/千瓦时)。在此基础上，北京市对天然气发电的财政补贴约为0.14元/千瓦时，一年电价补贴超过20亿元。

一些地方政府此前曾表示，为了鼓励企业投资天然气分布式能源项目的积极性，欲根据当地实际情况抬高上网电价，或以补贴形式疏导产业发展矛盾。

浙江省物价局于7月10日下发了《关于调整浙江非居民用天然气价格的通知》，根据通知，各燃气公司对燃气电厂的天然气销售门站价格进行了上调。

“为了缓解此次调价带来的更大幅度的亏本，浙江省政府同意将燃气电厂的上网电价上调至0.904元/千瓦时(含税)，以转嫁这部分成本压力。” 浙能某燃气电厂人士表示。据了解，此前浙江燃气电厂上网电价为0.744元/千瓦时(含税)，此番上网电价调整后增幅达21.5%。

冯江华以上海的价格体系为基准，对某四个天然气分布式能源项目做了测算。得出的结论是，为保证项目8%的基本投资，当气价为3元/方时，反算出装机容量为22万kW、15.75万kW的区域型项目电价应分别为0.823元/kWh、0.837元/kWh;装机容量为6082、2978kW的楼宇型项目电价则分别为1.183元/kWh、1.384元/kWh。当气价上升到3.5元/方时，上述四个项目的电价需分别调至0.95元/kWh、0.926元/kWh、1.352元/kWh、1.707元/kWh。(其中两个项目的详细测算见表

1、表2)

冯江华建议，国家发改委应根据天然气的利用能效，制定鼓励分布式能源发电的能效电价。“对于发电上网的区域型分布式能源项目，应获得高于煤电脱硫电价的能效电价。对于楼宇型分布式能源项目，应可在电网供电的高峰和平峰时段，将多余的电量按此能效电价售给电网。”他说。

天然气分布式能源系统篇3

关键词：分布式能源,天然气,天然气处理站

天然气分布式能源所采用基本燃料其实是天然气,它一般是经过冷热电三联供等多种渠道进行能源上梯级运用,总的来说,能源利用率超过了百分之七十。而天然气最为高效应用的方式之一就是于负荷中心附近完成能源供应上面的一种现代能源供应手段。中国原本已经规划好在“十二五”计划进行前期需要举办一次天然气分布式能源演练示范,而”十二五“实行过程中则是建设好大概有一千个左右的天然气分布式能源工程,并且还要创建十个左右的具备不同典型特点地分布式能源演练区。而总的来说,天然气CCHP项目在进行时对于地区的条件要求是非常严厉的,一定要拥有着非常充足的天然气能源,而且在热电比上也比较高,地域在负荷中心地方,环保条件要求比较高,供电可靠性也比较高。而此文就是针对天然气站中对天然气分布式能源系统运用进行分析。

1天然气处理站简述

石油天然气中非常核心的一个生产装置就是天然气处理站,而这个处理站首要工作任务就是处于一定温度、压力条件下把从井架中开采出来的初级天然气里面蕴含的进行重组分离,还要把里面存在的一些多余杂质提取出来,以形成最符合标准且纯净的天然气产品。当然这其中包含着低温、高温、高压等不同的气体与液体。可是因为天然气进行开采的工序操作复杂及储备量过大等多个因素,导致天然气处理站要求长时间稳定运作,一般而言,平均每年进行一次时长1星期左右的定期设备检修环节。从这一点可以看出能源供应可靠性、稳定性方面的要求是非常严格的。

2天然气分布式能源系统具备的独特性分析

2.1能源在整体利用效率上来说比较高。最新数据显示, 处于当前这种科技水平操作条件下,集中供电手段达到的发电率统计出来有40%至58%左右,从数据上来看是非常高的,可是因为跟终端用户的距离过于大,剩下的42%至60%能源不好使用。至于冷热电三联供通常是设立于能源使用者附近的,不单单能够得到百分之四十的发电率,更可以把中温废热进行再回收循环利用,用以供冷或供热,以此达到这种天然能源综合梯级式地循环利用,如此一来该能源利用效率可以达到八成之上,跟一般凝汽式发电厂及燃气、蒸汽联合循环机组相比高出很多。

2.2对于燃气与电力来说具备着两种不同效果在,可以改变完善能源的组织结构。在中国北方地区多数地方在冬天过冷,在夏天过热。有着这种规律在,空调的过度使用导致夏季用电超负荷,与冬季相比高出非常多,如此一来,既给电网络带来了很大的压力,还因为冬季发电设备闲置时间过长,导致发电设备跟输配设备利用效率极速下降。

2.3有着非常好的经济效率。跟燃气锅炉、燃气-蒸汽联合循环机组相比来说,分布式能源系统每消耗掉1立方的天然气可以获得的经济利益是非常高的。

2.4有着非常优良的环境保护效益。天然气去跟其他能源相比较算是一种清洁型能源,燃气发电机组都运用的是最为先进地燃烧方面高科技技术,NOx、SO2的排放指标都可以达到国家规定的环保标准。从研究数据表明,它跟煤电相对比,天然气进行发电所显示出来的环境价值是8.964分/kwh。

3天然气能源系统于发展过程中可能存在的不足之处分析

分布式能源系统其实在国内发展速度是非常惊人的,前景也是非常看好的,它对于提升国内能源利用效率上、节省发电供热能源上这两个地方都扮演着一个核心的角色,即使如此, 它于分布式能源系统推广应用上仍存在着很多问题:

3.1跟分布式能源系统发展相关的环保政策需要改善

3.2需要大力推广分布式能源新技术的发展与运用,对于天然气的运用上需要提高效率

3.3天然气发电上网电价机制需要改善,而天然气发电所要依据的调峰电价政策需要建立起来。

4解决发展中存在不足的方法措施

4.1建立起一项天然气分布式能源长远有效发展相关的一些专项规划,引领保障该行业健康地发展。让政府从旁协助, 以保证热电联产项目尽快早日上网。

4.2实施一些财税金融方面的扶持政策。就分布式能源所需的国产设备及上网电量当作扶持对象,对这些对象按照优惠政策征税,在资金方面加大扶持力度,而其他电价补贴等几个方面仍能给予一定的优惠政策上的补助。

4.3制定及完善天然气行业有关地技术指标。给予产业化天然气地长久顺利发展创建一定保障。

4.4制定并完善并网运作管理系统。

4.5推动扩大电网创建,替分布式能源连接电网建立起更加有利地环境。

5结语

现在能源供应上的问题与环境保护问题现在已经成为阻碍中国经济持续发展一个重要因素。天然气作为一种清洁度高且效率好的能源,更是现如今国内政府将国内能源往能源优质化发展最重要的一个领域。由于国家政府对于各个相关政策措施地慢慢落实跟不断完善,中国天然气分布式能源系统正面临一个向上发展的契机。从国家能源局颁布出来的一整套规划中可以看出2011年之前的目标已经圆满达成,而至2020年止,所制定的新计划目标就是希望于全国规模以上城市大力推广分布式能源系统,装机规模可以达到5000万k W,同时建立好10个左右具备不同典型特色分布式能源示范区域。有着这么宏大的目标,我想只有各个部分正确运行自己的工作任务,一定会有好的收获。

参考文献

[1]关于发展天然气分布式能源的指导意见.发改能源[2011]2196号.

[2]张晓红,熊建文,胡斐,分布式能源在数据中心应用的可行性,电力和能源,2012.8,P361-363.

天然气分布式能源系统篇4

天然气具有洁净, 高效, 储量丰富, 价格稳定等特点, 在人们的日常生活中和社会生活中的重要性是不言而喻的。从居家过日子的做饭, 取暖, 到作为汽车燃料, 到作为发电能源, 到工商业用途可以说是包罗万象地分布在我们生活中的方方面面。

1.1 世界天然气能源的日产量走势和消量费走势

由于近年来, 世界能源压力的不断增大, 再加上人们环保意识和可持续发展意识的不断提高, 在这种形势下, 清洁、优质、高效的天然气能源正日益受到重视, 大力发展天然气已成为世界各国改善环境和保持经济可持续发展的最佳选择。为了适应国家推动能源革命的迫切要求, 建立现代天然气能源产业体系, 应对天然气产业发展所遇到的挑战已势在必行[2]。据统计, 2015年世界天然气产量3538.649969十亿m3, 同比增长2.18%。2015年世界天然气消费量达到3468.648852十亿m3, 同比增长1.7%。关于具体的2012~2015年度天然气日产量走势情况和天然气消费走势情况分别见表1~2。

1.2 国内天然气下游市场的相关情况

在我国, 长期以煤炭作为最主要的能源, 而天然气在能源市场中并不占主流, 这也导致了我国的天然气消费需求比与世界平均水平相比有着较大差距。据不完全统计, 2014年我国天然气消费比不到6.3%, 而同期的世界天然气消费比达到了24%。作为世界第三大天然气消费国, 我国人均天然气消费量仅为123m3/人, 远低于全球平均452m3/人的水平, 更不及OECD国家的1265m3/人。这主要与我国长期以来的能源结构和能源消费观念有关。从长远来看, 这显然是亟待改观的。我国的2012~2014的天然气消费结构天然气分区域用气情况见表3。

从天然气的消费量来看一直在持续稳定增长。此外, 我国的天然气分区域用气情况在持续增长。并且, 北方地区的用气量总体大于南方地区, 西部地区的用气量总体大于东部地区。其中用气量最大是东北地区, 其次是西北地区和中西部地区。用气量最小的是长三角地区。这主要与西部地区, 尤其是东北地区的天然气资源较丰富有关。

2 分布性能源是天然气高效利用的最佳途径

2.1 分布性能源系统简介

分布式能源系统 (Dist ributed Energy System) 简称DES, 是在有限区域内冷热电三联供 (CCHP) 技术, 通过管网和电缆向用户同时提供电力, 蒸汽, 热水和空调用冷冻水服务的综合能源供应系统, 所以总称“冷热电联供” (DES/CCHP) 。其原理在于, 对一次能源通过各种转换方式的组合, 最大程度地提高其效率性和经济性, 给用户的生活及工商业等方面提供终端能源服务。它最大的优势是:

(1) 能源转化过程中的不可逆损失较小, 能源使用效率较高。尤其是在一些工商业密集区或居民密集区, 这方面的优势更为明显, 其能源使用效率可以由原先的70%提高到90%, 更进一步地实现了能源的充分利用, 减少了能源的浪费, 满足了节能的需要。

(2) DES/CCHP发电是在10k V电压下就地直供的, 有效地避免了不必要的损失, 有效地减少了运营方面的费用。此外, 它依靠大电网的巨大能量来保证供电的负荷, 电压和频率相对较稳定, 可作为事故备用电源。

(3) 分布式能源系统的建设周期相对较短, 全年运行时间可达5000~6000h。可以说是在很大程度上提高了性价比, 充分实现了天然气的高效使用。

2.2 国外分布性能源系统的应用状况

在国外, 分布性能源系统已经得到了较广泛的使用。从美国于1978年开始研发这一系统起, 世界各国对于分布性能源系统的开拓都相继起步。目前, 在欧美国家和一些亚洲国家都已经在分布性能源系统的使用上至臻成熟。以美国为例, 截止去年, 美国在公共建筑中使用分布性能源系统的数量已经超过1000座, 总装机容量超过4.9GW;在工业系统使用布性能源系统的数量已经超过1000座, 总装机容量超过45.5GW。在欧洲也已经达到十分可观的比例。现在, 欧洲国家由于分布性能源系统的大量普及, 在能源使用效率上也提高了1/4左右。

2.3 我国应当如何正确开发和使用分布式能源系统

国外应用分布性能源系统的经验, 自然对于我国而言也有着重要的借鉴意义。但是, 由于在具体国情上的不同, 所以我国在开发和使用分布性能源系统上, 也要充分结合我国的国情, 不能照搬国外的经验。以建筑用能为例, 我国建筑用能的特点是:

(1) 我国的城市建筑相对较密集, 城市人口大多居住在市中心区, 不像国外很多市民选择在郊区居住。

(2) 由于我国人口基数大的特点, 对建筑用能的总体需求要远远大于国外。尤其是对热水, 对空调等方面的需求。

(3) 我国的居民区常常与其他区域如工业区, 商业区混杂。不像国外, 居民区通常与其他区域泾渭分明。

尤其是近年来, 随着城市化进程的加快, 更是导致了城市内的能源使用压力暴增。这对于分布性能源系统的开发和使用, 是个得天独厚的机遇。

2.4 以某大学城能源站为例, 兼谈应用分布性能源系统在我国的开发和使用

基于分布式能源系统的主要设备建立不同能源系统, 根据冷热电负荷需求、能源价格和设备技术信息等, 运用非线性整数规划方法, 建立分布式能源系统的优化模型。这是分布式能源系统开发和使用的初始原则[3]。以某大学城为例, 这是一片面积达到18km2的区域, 总人口达30万, 其中大学生20万, 居民10万。其中学生每天需求60℃的热水共40L, 居民每天需求60℃的热水共60L。如此庞大的人口基数和需求量, 决定了一方面能源的供应要确保连续性;另一方面又要尽可能地做到节能, 减少能源的浪费。

目前, 该能源站选用2台FT8 Twin燃气轮机, 单台发电输出为51.35MW, 一次发电效率为38.4%。由于2台FT8 Twin燃气轮机的并联组合, 带一台发电机, 一台余热锅炉和一台汽轮机, 所以在实际的运行中, 基本能满足整个大学城的需要。最大程度上实现了资源的充分利用, 减少了资源浪费。这对于我国的布性能源系统的开发和使用, 是一个具有推广价值的范例。最大程度上实现了资源的充分利用, 减少资源浪费, 这无疑是十分符合我国的国情的。

3 天然气市场开拓分布式能源的作用

即使是对于经营天然气的城市煤气公司而言, DES也是它们扩展天然气市场的重要方向之一。以广州煤气公司为例, 它和大鹏企业签订的一期合同达到了410000m3/d, 远期目标为1200000m3/d。但到了2006年, 只能供应128000m3/d, 仅仅能够满足不到二十万人口的日常使用。

已具有天然气项目的该地区, 通过发展DES项目, 能够得到更多开拓市场的机会, 而还没有开发天然气项目的地区, 如果选择在一开始就规划DES/CCHP项目, 就不需要面对联合循环电站和城市煤气的两难局面。对于沿海有LNG项目的地区而言, 采用罐箱运输和管网输送相互配合的送气方法, 可以保证在节省运输成本的同时, 也不会受制于管道覆盖范围的影响, 这也是目前开发天然气市场最高效的方式。

目前利用天然气发电是最主要的领域, 利用天然气联合循环发电的方法, 其发电效率可以达到一半以上。主要的发电方式有两种:第一种是建造大型的联合循环发电厂, 将发电项目集中入网;第二种是建立DES/CCHP, 在某些冷、热、电的负荷中心或单独的建筑工厂采用分布式发电系统。

4 结语

对于电网企业来说, 采用DES/CCHP并不会对整个电网形成冲击, 也能够保障电力企业的利益。对于目前我国缺电严重的现象来说, 一味地采用远距离输电会徒增损耗。DES CCHP能够直接供应电力和热能, 在很大程度上减轻远距高压电网的工作负担, 并为电网起到错峰填谷的作用, 另外, DES/CCHP需要电网对频率和安全性的保障, 因此电网企业还可以适当收取一些费用, 协调两者之间的利益, 共同发展。

参考文献

[1]李娜.天然气分布式能源系统的发展[J].电力科技与环保, 2013, 4 (6) :56~60.

[2]姜子昂, 冯勐, 张宏, 李隽.关于推动中国天然气能源革命的思考[J].天然气工业, 2015, 3 (2) :152~155.

天然气分布式能源发展探讨篇5

一、制约天然气分布式能源发展相关因素

(一) 思想因素。

制约天然气分布式能源发展的思想因素主要包括两个方面:一是认识不全面。对于天然气分布式能源的相关概念, 国家虽然做出了定义, 但由于在整个能源系统当中天然气分布式能源不处于主要地位, 因此在实际的运行当中, 无论是各地企业、政府, 还是相关的研究机构, 在对天然气分布式能源的含义以及重要性的认识以及看法上都存在不一致的情况, 甚至一些地方的政府部门对其发展的必要性以及优势也缺乏最为基本的认识。这不仅对天然气分布式能源的发展造成了严重的阻碍, 同时也为其相关发展标准、政策的制定造成了困难, 在发展的过程中极容易出现规范标准难以落实、资金补贴预算匮乏等一系列的问题;二是具有代表性的成功案例较少。由于天然气分布式能源是近年来发展起来的一种新生事物, 因此具有示范性的案例较少, 在发展经验、技术等方面都极为匮乏。当前我国发展中的天然气分布式能源, 半数以上由于技术、经济效益、电力并网等问题处于停顿的状态。

(二) 企业运营因素。

企业运营因素是制约天然气分布式能源发展的内在因素, 主要体现在较高的燃料以及设备运行成本、资金回收期较长、成本投资较高等方面。就固定投资成本来讲, 当前我国还不能实现自主对天然气分布式能源的相关设备进行生产, 其中一些较为关键的技术以及设备仍需依靠进口。高昂的设备进口成本是阻碍我国天然气分布式能源发展的一个至关重要的因素。同时, 国内天然气分布式能源专业型、技能型人才的缺失, 大大增加了设备的安装成本, 也在一定程度上增加了投资的人工成本。此外, 也正是由于当前我国的天然气分布式能源设备主要依靠进口, 而这些设备每年的定期维修、部件的更换、设备的检查、系统的更新等也就都要依赖于国外, 这就为天然气分布式能源企业的运营和发展增加了一定的负担, 阻碍了我国天然气分布式能源的顺利发展。

二、发展天然气分布式能源相关路径

(一) 加大技术研发力度, 提升生产效率。

为使天然气分布式能源在我国得到更好的发展, 我国必须加大关键技术的研发力度, 突破技术壁垒, 在高效蓄能、燃气轮机等关键技术方面实现自给, 以降低天然气分布式能源的生产成本, 提升生产效率。为此, 国家应组织专项资金以及人员, 调集社会上的各方力量, 对我国天然气分布式能源企业给予大力的鼓励和扶持, 使其能够对国际上相关先进技术进行更好地引进、吸收和消化, 并以此为基础进行开拓创新。其中开发的重点应放在对天然气分布式能源关键技术的研发以及企业的产业化发展道路上, 以使我国天然气分布式能源系统的运行效率得以提升, 技术得以改进, 并在此过程中不断积累大量的管理、运行经验, 为我国未来的天然气分布式能源的发展提供相关的经验支持。

(二) 制定价格分摊政策, 降低价格制约。

就当前我国天然气分布式能源的发展情况来看, 其面临的最主要的问题就是较高的企业投资、燃料成本以及不健全的冷热产品在定价方面的相关标准。换句话说, 制约我国当前天然气分布式能源发展的最为核心的问题就是价格问题。为使得天然气分布式能源在我国得到更好的发展, 当前我们急需解决的问题就是对冷热产品的价格制定以及其网上电价进行完善。而考虑到燃煤电厂的电价要远低于天然气分布式能源的上网电价, 我们建议电网企业、天然气供应企业以及政府、社会等方面应做到集其合力、相互分摊, 来对天然气分布式能源的发展贡献自身的一份力, 大力扶持其在我国的发展。具体而言, 电网、电力企业应对分布式能源企业的上网予以允许, 并在直供的基础上对其进行分别计价, 还要在电价中纳入环保效益;天然气供应企业, 应对天然气分布式能源的气价给予最大的优惠, 以更好地鼓励能源的综合利用, 在社会中推行集约型理念;政府应加强对天然气分布式能源企业的财政补贴, 降低价格调节基金, 亦或者也可以从其他相关政府扶持基金中抽调出一部分资金来支持天然气分布式能源企业建立示范性项目。

天然气分布式能源系统篇6

1 主要性能参数

(1)余热锅炉的效率，是指通过对燃气轮机排气热量的余热回收利用的利用率程度，而该余热锅炉排气温度的利用率程度和选择设备所用的蒸汽循环模式、节点温度比值以及燃料属性和成分有着紧密的关系；(2)节点温度比值就是节点温差，是余热锅炉中蒸发器入口处的燃气温度与饱和温度之间的差值，节点温差减小，会相应减少余热锅炉的排气温度，提高余热利用率；(3)接近点温度比值是接近点温差，是在余热锅炉正常汽包工作压力下温度达到饱和状态与进入汽包前省煤器出口水温之间的差值，一般5～20℃，是控制省煤器汽化的参数；(4)排气温度，直接影响到其经济性。单压汽水系统的余热锅炉，排气温度160～200℃，采用双压或三压汽水系统，排气温度可以降至110～120℃；(5)余热锅炉烟气阻力，按联合循环设备国际标准规定，对于单压、双压和三压余热锅炉分别为2.5、3.0、3.3kPa。一般燃气轮机背压每增加1kPa时，其功率下降0.6～0.7%，热耗率会增大0.6～0.7%。

2 余热锅炉型号的选择

余热锅炉型号的选择，需从以下三方面进行考虑。

2.1 汽水循环系统中的压力级别的考量

多压系统的采用首先取决于不同蒸汽作用力的利用选择。在汽水循环系统中的压力级别即是指余热锅炉中余热回收利用产生的蒸汽的作用压力的级别，通常情况下分为单压、双压和三压三种级别。

单压锅炉投资较省，但是其排烟温度较高，理论上可在主蒸汽省煤器出口另外增加一套换热装置，并产生较低参数的蒸汽，以提高余热锅炉的效率。小型燃气轮机联合循环电厂由于汽轮机容量较小，进汽压力较低，建议采用单压余热锅炉，并在尾部加装省煤器产生98℃的高温热水作为吸收剂冷热源。燃气轮机排气量相对较大，考虑调节灵活方便，可采用一拖一方案。对燃气内燃联合循环，其排气量远小于燃气轮机，可采用四拖二方案，即4台内燃机分别进入2台单压余热锅炉产生蒸汽，再共同进入一台汽轮机发电，并在尾部加装省煤器产生80℃的高温热水作为吸收剂冷热源。

当压力级别达到三压时，其余热锅炉中的高压蒸汽直接作用于气轮机，而中压蒸汽则供给与气轮机中的补气发电。基于三压余热锅炉与双压余热锅炉相比，不管哪一种级别的压力模式均可以通过对尾部受热面的扩大从而提高水温，并供给高温热水。在实际运用中，三压和双压的初期投资成本较高，两种压力级别的余热效率的差距仅为2.5%左右，其间比较中双压余热锅炉较于三压余热锅炉能产生较多的高压蒸汽。不能用于发电，利用价值不大。因此，根据工程的情况，一般推荐采用双压余热锅炉。

2.2 锅炉的循环方式的选择

较为普遍的余热锅炉炉型区分是按照其受热面的分布进行分类，有卧式和立式两种，这两中类型的余热锅炉均可以联合循环机组进行使用。余热锅炉联合循环机组的循环方式主要有两种，即是：强制循环和自然循环。

自然循环通常应用在锅炉循环水循环中，通过气体流动方面流过各级别压力的受热面，而其受热面管束呈水平分布。强制循环通常应用于锅炉水循环中，通过使用循环泵作为水循环的动力进行强制执行。两种循环方式比较中，强制循环比自然循环的冷启动更快。强制循环的气体流动为垂直进行，余热锅炉的安装呈垂直状，更加节约空间面积，但是较于自然循环，强制循环还需要加装循环泵设备。

2.3 锅炉补燃与否的选择

余热锅炉补燃与否的选择是余热锅炉选型要考虑的重要一个环节，一般不选择锅炉补燃的情况是在余热锅炉出力匹配于气轮机额定的进气量时，可不采用补燃方式。采用余热锅炉补燃的循环机组可提高余热锅炉的蒸汽品质，但补燃中燃料的利用率较低，同时也增大了系统的阻力，使得大大降低了联合循环机组的工作效率，且补燃燃料的属性和成分的选择也会增加余热锅炉利用的成本。一般情况下会较不采用补燃的方式高25～35%。

3 结束语

汽轮机余热锅炉是天然气分布式能源电站的主要设备组成，余热锅炉的选型在具体实施时应经过技术经济比较确定。同时在选定汽机型号后，需核算余热锅炉出力是否满足汽机参数要求，以达到余热锅炉出力与汽轮机额定进汽量相匹配。

参考文献

[1]杨爱丽,徐传海.联合循环电站中余热锅炉主要参数的计算与选择[J].燃气轮机技术,2003,16(2):48-51.

[2]张学荣.大型联合循环机组余热锅炉选型比较[J].东北电力技术,2007,(1):37-39.

[3]聂铭,林介东,刘红文,等.锅炉受热面管的复合涂层防护技术[J].冶金丛刊,2004,(6):17-19.

某分布式天然气能源站经济性分析篇7

随着我国经济建设的快速发展,节能减排工作越来越受到重视,天然气分布式能源站项目,因其综合能源利用效率高(大于70%)也逐渐为世人所关注,且各地方对天然气用于分布式发电多有政策补贴和鼓励。本文将对某商业综合体的天然气分布式能源站项目,在两种方案配置下进行经济性分析。

一、项目概况

华东某商业综合体园区能源站规划设计,拟分期建设。一期计划在建设数据中心一期(3 000 个机架)及4 万平方办公建筑;预留远期规划。根据初步测算,本工程规划一期设计整个园区最大小时冷负荷总和为22 800k W,最大小时热负荷总和为2 800KW。预计年需冷量617 414.5 GJ;热量29 030.4GJ;用电量1.27×108kwh。

二、方案的选定

采用冷热电三联供的分布式供能方案,含全供电方案和发电自用两个方案,其中,包含数据中心的供电方案为全供电方案。

三、分布式全供电方案

主机配置方案:

能源站主机配置为:4×4MW燃气内燃机+2×2.8MW热水锅炉(1 用1 备)+4 台烟气补燃型溴化锂制冷机组+2 台电制冷机(办公地块用)+1 台蓄能罐。

4 台内燃机发的电用于供应数据中心用电及能源站内部设备的用电,不足部分由市电补充,两路市电作为备用。

数据中心制冷系统选用4 台烟气热水补燃型溴化锂机组作为余热利用设备,常年由溴化锂机组提供基本冷负荷。同时,数据中心设置4 台备用电制冷离心式冷水机组。

同期建设的办公地块冷源为2 台700RT离心式冷水机组及1 个2 000m3蓄冷罐。夏季冷水机组开启,单独供冷。

四、分布式自用电方案

主机配置方案:

本方案能源站主机配置为:2×2MW燃气内燃机+2 台烟气热水补燃型溴化锂机组+6 台电制冷机+1 台蓄能罐。

2 台内燃机发的电用于能源站内部设备的用电,余电用于供应数据中心,不足部分由市电补充,两路市电作为备用。