天然氣分布式能源項目基礎(chǔ)知識PPT課件

天然氣分布式能源項目基礎(chǔ)知識 2015年8月 最新信息 1 近日 華電 廈門 分布式能源有限公司的2個集中供熱項目 華電廈門集美分布式能源站一 二期項目 和1個資源共享設(shè)施項目列入集美 杏林 臺商投資區(qū)循環(huán)化改造示范試點園區(qū)的9個重點項目之中 獲批中央財政資金支持 2 2015年7月13日 國家能源局發(fā)布 關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導(dǎo)意見 進一步明確可再生能源發(fā)展 十二五 規(guī)劃把新能源微電網(wǎng)作為可再生能源和分布式能源發(fā)展機制創(chuàng)新的重要方向 3 截止到2014年底 我國已建和在建天然氣分布式能源項目裝機容量已達380萬KW 其中已建成項目82個 在建項目22個 籌建項目53個 天然氣分布式能源相關(guān)政策 1 2011年 國家發(fā)展改革委等聯(lián)合下發(fā)了 關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見 提出 十二五 期間建設(shè)1000個左右天然氣分布式能源項目 到2020年使天然氣分布式能源裝機規(guī)模達到5000萬kw的計劃 我國分布式能源產(chǎn)業(yè)步入了發(fā)展的第一個春天 2 2014年國家出臺 天然氣分布式能源示范項目實施細則 特別是2015年天然氣價格并軌 且下半年燃氣價格有望繼續(xù)向下調(diào)整 對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生較大利好促進 同時天然氣供應(yīng)的大幅增加為分布式天然氣發(fā)展提供了十分利好條件 一 分布式能源概念 世界分布式能源聯(lián)盟的定義 分布式能源是分布在用戶端的獨立各種產(chǎn)品和技術(shù) 包括 1 高效的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 功率在3KW 400MW的燃氣輪機 蒸汽輪機 內(nèi)燃機 燃料電池 微型燃氣輪機等 2 分布式可再生能源 包括光伏發(fā)電系統(tǒng) 小水電 生物能發(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電 國家發(fā)改委的定義 分布式能源是利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應(yīng)的新型能源利用方式 與傳統(tǒng)的集中式能源相比 分布式能源接近負荷 不需要建設(shè)大電網(wǎng)進行遠距離高壓或超高壓輸送 可大大減少線損 節(jié)省輸配電建設(shè)投資和運行費用 由于兼?zhèn)浒l(fā)電 供熱等多種能源服務(wù)功能 分布式能源可以有效的實現(xiàn)能源的梯級利用 達到更高的能源綜合利用率 一 分布式能源概念 實際上 分布式能源技術(shù)組合包括柴油和燃氣往復(fù)式發(fā)動機 燃氣輪機 燃料電池 太陽能電池板和小型風(fēng)機 雖然沒有標(biāo)準(zhǔn)定義 中國業(yè)界普遍認為分布式能源 相對于傳統(tǒng)的集中供能方式而言 是指將冷熱電系統(tǒng)以小規(guī)模 模塊化 分散式的方式布置在用戶附近 可獨立地輸出冷 熱 電能的系統(tǒng) 分布式能源靈活性高且適于許多應(yīng)用領(lǐng)域 包括電力 機械能源和推進系統(tǒng) 可獨立工作或在集成式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一起工作 以滿足大型和小型能源用戶的需求 一 分布式能源 天然氣 概念 1 天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料 通過冷熱電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)能源的梯級利用 綜合能源利用效率在70 以上 并在負荷中心就近實現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式 是天然氣高效利用的重要方式 與傳統(tǒng)集中式供能方式相比 天然氣分布式能源具有能效高 清潔環(huán)保 安全性好 削峰填谷 經(jīng)濟效益好等優(yōu)點 2 天然氣分布式能源就是在用戶終端實現(xiàn)冷熱電三聯(lián)供 也叫CCHP CombinedCooling Heating Power 它主要是利用燃氣輪機或燃氣內(nèi)燃機燃燒潔凈的天然氣發(fā)電 對作功后的余熱進一步回收 用來制冷 供熱和生活熱水 就近供應(yīng) 二 天然氣分布式能源概念 主要特點 1 它將能源系統(tǒng)以小規(guī)模 數(shù)千瓦至50MW 模塊化 分散式的方式布置在用戶附近 2 可獨立地輸出冷 熱 電三種形式的能源 天然氣利用率高 大氣污染物排放少 是一種高效的能源綜合利用方式 3 供電原則上以自用為主 并網(wǎng)不上網(wǎng) 并網(wǎng)的目的是調(diào)峰和應(yīng)急 二 天然氣分布式能源概念 分布式能源是相對于傳統(tǒng)的集中式供電方式而言的 是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模 小容量 數(shù)千瓦至15MW 模塊化 分散式的方式布置在用戶附近 可獨立地輸出電 熱和冷能的系統(tǒng) 其中燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)屬于分布式能源 二 天然氣分布式能源概念 概念小結(jié)什么是 分布式天然氣 是梯級利用能源方法之一 以天然氣為燃料 通過 冷 熱 電三聯(lián)供 等方式 在負荷中心就近實現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式 綜合能源利用效率一般可以達到70 以上 是天然氣高效利用的重要方式 什么是 冷 熱 電三聯(lián)供 天然氣冷熱電三聯(lián)供示范項目的工作原理是以天然氣為燃料 利用小型燃氣輪機 燃氣內(nèi)燃機 微燃機等設(shè)備將天然氣燃燒后獲得的高溫?zé)煔馐紫扔糜诎l(fā)電 然后利用煙氣余熱 高溫缸套水等的熱量在冬季供暖 在夏季通過制冷機供冷 同時還可提供生活熱水 哪些地方正在應(yīng)用 冷 熱 電三聯(lián)供 目前 分布式天然氣系統(tǒng)已經(jīng)走進了機場 火車站 醫(yī)院 酒店 商場 寫字樓 區(qū)域型分布式能源則可應(yīng)用在大學(xué) CBD 中央商務(wù)區(qū) 度假村 工業(yè)園區(qū) 不僅如此 現(xiàn)在還有部分新城區(qū) 偏遠城鎮(zhèn)和農(nóng)村等超大型區(qū)域也在利用分布式天然氣發(fā)電 分布式能源沒有統(tǒng)一的定義 發(fā)展處于探索階段 在中國 相關(guān)配套政策 技術(shù) 設(shè)備等都正在逐步出臺 三 天然氣分布式能源的基本原理 三聯(lián)供系統(tǒng)基本原理 能源的梯級利用 三 天然氣分布式能源的基本原理 樓宇式天然氣冷熱電三聯(lián)供技術(shù)是一項先進的供能技術(shù) 它首先利用天然氣燃燒做功產(chǎn)生高品位電能 再將發(fā)電設(shè)備排放的低品位熱能充分用于供熱和制冷 實現(xiàn)了能量梯級利用 因而是一種高效的城市能源利用系統(tǒng) 是城市中公共建筑冷熱電供應(yīng)的一種新途徑 三 天然氣分布式能源的利用原理 分布式能源的能量梯級利用 三 天然氣分布式能源的利用原理 三 天然氣分布式能源的利用原理 三 天然氣分布式能源的利用原理 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 1 燃氣輪機 余熱吸收式分布式聯(lián)產(chǎn)蒸汽型聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 余熱鍋爐透平排氣的余熱被回收 用以產(chǎn)生蒸汽 夏季用蒸汽驅(qū)動溴化鋰吸收式機組制冷 冬季可利用這部分蒸汽直接供熱或驅(qū)動吸收式熱泵供熱 排煙溫度多為350 550 發(fā)電效率為24 34 冷電比 熱電比 通常為1 5 2 5 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 2 燃氣輪機煙氣吸收式分布式聯(lián)產(chǎn)直接通過煙氣型溴化鋰吸收式機組回收利用 沒有余熱鍋爐這一中間環(huán)節(jié) 排煙溫度多為350 550 發(fā)電效率為24 34 冷電比 熱電比 通常為1 5 2 5 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 3 回?zé)嵫h(huán)燃氣輪機 煙氣吸收式分布式聯(lián)產(chǎn) 與簡單循環(huán)燃氣輪機 煙氣吸收式分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相比 系統(tǒng)增加一套空氣預(yù)熱器 利用排氣給空氣預(yù)熱 發(fā)電效率相對于簡單循環(huán)燃機要高 有高達38 冷電比 熱電比 多為1 0 1 5 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 4 汽輪機 余熱吸收型分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 系統(tǒng)性能與機組容量關(guān)系很大 容量較小的機組性能比較差 而大型機組生產(chǎn)冷量對外傳輸半徑小 用蒸汽送至用戶端然后做吸收式制冷 管道造價高 蒸汽系統(tǒng)以水為循環(huán)工質(zhì) 系統(tǒng)復(fù)雜 不適合中小型用戶 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 5 內(nèi)燃機 余熱吸收型分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 內(nèi)燃機排氣溫度350 450 缸套水溫度大于90 其余熱量占輸入燃料能量的30 40 可直接用供熱 另外可考慮在煙氣型機組尾部增加一級換熱器 回收170 以下的余熱用于生產(chǎn)熱水 冷電比 熱電比 通常為1 0 1 5 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 6 斯特林發(fā)動機 余熱吸收性分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 該系統(tǒng)與內(nèi)燃機聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相似 斯特林機是一種外部加熱的閉式循環(huán)發(fā)動機 與內(nèi)燃機相比 斯特林機的排氣溫度更高 回收利用是更便利 但冷卻水溫相對于內(nèi)燃機的缸套水低 同時冷卻水帶走的熱量在全部輸入能量中所占的份額較大 三 天然氣分布式能源冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程 7 燃料電池 燃氣輪機 余熱吸收型分布式聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) SOFC固體氧化物燃料電池 單獨發(fā)電效率為50 60 與燃氣輪機組合成混合動力系統(tǒng) 其發(fā)電效率可達到70 NOx的排放量低于1ppm 是目前最潔凈的能源系統(tǒng)之一 電輸出占很大比重 冷電比 熱電比 僅為0 2 0 5 此系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展還不成熟 尚處實驗階段 四 天然氣分布式能源三聯(lián)供常用設(shè)備及系統(tǒng)形式 示意圖一 四 天然氣分布式能源三聯(lián)供常用設(shè)備及系統(tǒng)形式 示意圖二 五 天然氣分布式能源三聯(lián)供常用設(shè)備及系統(tǒng)形式 常用設(shè)備圖 五 天然氣分布式能源三聯(lián)供常用設(shè)備及系統(tǒng)形式 常用設(shè)備圖 六 天然氣分布式能源三聯(lián)供常用設(shè)備及系統(tǒng)形式 各類發(fā)電裝置特點 七 天然氣分布式能源三聯(lián)供系統(tǒng)項目適用條件及應(yīng)用 經(jīng)濟性原則 以熱定電 燃機滿發(fā) 三聯(lián)供系統(tǒng)適用項目特點 電價相對較高的公共用戶 有冷 熱負荷需求或有常年熱水負荷需求的公共建筑 對電源供應(yīng)要求較高的用戶 電力接入困難的用戶 需要備用發(fā)電機的用戶 在目前政策 價格條件下 賓館 綜合商業(yè)及辦公 機場 交通樞紐 娛樂中心 產(chǎn)業(yè)園區(qū)等用戶適于采用三聯(lián)供系統(tǒng) 七 天然氣分布式能源三聯(lián)供系統(tǒng)項目適用條件及應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)要點適用條件 發(fā)電機總?cè)萘啃∮诨虻扔?5MW 適用階段 工程設(shè)計 施工 驗收和運行管理 供電系統(tǒng)運行方式 推薦與市電并網(wǎng)運行 設(shè)計原則 電能自發(fā)自用 熱 冷 電平衡 七 天然氣分布式能源三聯(lián)供系統(tǒng)項目適用條件及應(yīng)用 能效指標(biāo)節(jié)能指標(biāo) 年平均能源綜合利用率應(yīng)大于70聯(lián)供系統(tǒng)配置指標(biāo) 余熱利用率應(yīng)大于60 八 天然氣分布式能源國內(nèi)項目應(yīng)用案例一 北京蟹島三聯(lián)供能源中心 一 北京蟹島三聯(lián)供能源中心 三聯(lián)供 熱泵 太陽能 冰蓄冷 北京蟹島燃氣冷熱電三聯(lián)供能源站工程是2009年底竣工 2010年初成功投入運行的燃氣冷熱電三聯(lián)供工程 該工程以熱泵機組配合蓄冷 蓄熱裝置作為供冷 供熱的補充 能源站優(yōu)先利用發(fā)電余熱通過煙氣熱水型冷溫水機組供應(yīng)空調(diào)負荷 當(dāng)發(fā)電余熱不能滿足供應(yīng)時 由熱泵機組配合蓄能設(shè)備補充供冷 供熱 供能規(guī)模 19 6萬平方米建筑供電 8 6萬平方米建筑空調(diào) 生活熱水 主要設(shè)備燃氣內(nèi)燃機4臺 總發(fā)電能力3000kW余熱煙氣熱水型冷溫水機組 水源熱泵蓄熱及蓄冰裝置 八 天然氣分布式能源國內(nèi)項目應(yīng)用案例一 北京蟹島三聯(lián)供能源中心 北京蟹島三聯(lián)供系統(tǒng)原理圖 八 天然氣分布式能源國內(nèi)項目應(yīng)用案例一 北京蟹島三聯(lián)供能源中心 蟹島三聯(lián)供系統(tǒng)原理圖 八 天然氣分布式能源國內(nèi)應(yīng)用項目 天然氣分布式能源是近10多年來順應(yīng)形勢發(fā)展催生出來的新生事物 示范工程較少 經(jīng)驗很少 采用的技術(shù)方式也很少 成功案例就更少目前我國已經(jīng)有40多個天然氣分布式能源示范項目在運行 受多種因素影響 約半數(shù)在運行 半數(shù)因電力并網(wǎng) 效益或技術(shù)等問題處于停頓狀態(tài) 較為成功的案例僅有上海浦東機場項目 4MW 廣州大學(xué)城項目 150MW 北京燃氣集團大樓項目 1 2MW 北京火車南站項目 3MW 等 八 天然氣分布式能源國內(nèi)項目應(yīng)用案例二 華電廈門集美分布式能源站 華電廈門集美分布式能源站位于集美 杏林 臺商投資區(qū)工業(yè)園區(qū) 項目分三期規(guī)劃投資建設(shè)天然氣分布式能源站 三期總裝機規(guī)模為140MW 總投資約10億元 項目一期工程項目動態(tài)總投資為27493萬元 含熱網(wǎng)投資 項目資本金占20 由華電 廈門 分布式能源有限公司出資建設(shè) 其余由商業(yè)銀行貸款解決 項目建設(shè)規(guī)模為33 212MW燃氣 蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組 即一臺31 212MW燃氣輪機 GELM2500 G4 一臺2MW的背壓式汽輪機組及一臺36 4t h余熱鍋爐 為保證供熱安全 配套建設(shè)2臺20t h燃氣鍋爐 用于燃機啟動和應(yīng)急備用 八 天然氣分布式能源國內(nèi)項目應(yīng)用案例二 華電廈門集美分布式能源站 華電廈門集美分布式能源一期項目分兩個階段建設(shè) 其中應(yīng)急供熱工程已于2012年5月投產(chǎn)為園區(qū)企業(yè)供應(yīng)蒸汽 主體工程結(jié)合中石油西三線天然氣管道的建設(shè)進度正在建設(shè)中 計劃于2016年6月投產(chǎn) 二期項目準(zhǔn)備新建1臺GELM2500 G4RD燃氣輪機 1臺次高壓40t h余熱鍋爐 1臺抽凝式供熱汽輪發(fā)電機組 二期裝機容量為44MW 八 天然氣分布式能源國內(nèi)項目應(yīng)用案例二 華電廈門集美分布式能源站 九 發(fā)展天然氣分布式能源項目的制約因素和對策 當(dāng)前天然氣分布式能源主要面臨的是燃料成本較高 建設(shè)單位投資大 電價與煤電相比不具備競爭力 冷熱產(chǎn)品定價標(biāo)準(zhǔn)缺失等問題 可以說 價格問題是制約當(dāng)前天然氣分布式能源發(fā)展的核心問題 為促進天然氣分布式能源發(fā)展 最緊迫的是解決天然氣分布式能源上網(wǎng)電價和冷熱產(chǎn)品價格的制定 考慮到天然氣分布式能源上網(wǎng)電價要遠遠高于燃煤電廠電價 建議政府 天然氣供應(yīng)企業(yè) 電網(wǎng)企業(yè)以及社會等四方做到 四個一點 緩解價格矛盾 九 發(fā)展天然氣分布式能源項目的制約因素和對策 1 政府補貼一點 即政府對企業(yè)采取度電補貼或者項目建設(shè)資金補貼 降低或取消價格調(diào)節(jié)基金 或者從可再生能源發(fā)展基金等其它相關(guān)扶持基金中分出一部分能支持示范項目 2 天然氣供應(yīng)企業(yè)優(yōu)惠一點 為鼓勵能源的綜合利用 促進全社會形成能源節(jié)約理念 在天然氣氣價方面不應(yīng)與一般的工商業(yè)用氣批發(fā)價等同 應(yīng)進一步提供優(yōu)惠 九 發(fā)展天然氣分布式能源項目的制約因素和對策 3 電力 電網(wǎng)企業(yè)支持一點 首先 電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)先調(diào)度確保足夠利用小時數(shù) 其次 允許分布式能源企業(yè)上網(wǎng) 直供分別計價 并將環(huán)保效益納入電價 4 社會承擔(dān)一點 首先 以冷熱收益分攤部分企業(yè)運營成本 天然氣分布式能源雖然綜合能源利用效率高于集中式天然氣發(fā)電的燃氣 蒸汽聯(lián)合循環(huán) 但天然氣分布式能源發(fā)電效率低于集中式天然氣發(fā)電 十 天然氣分布式分布式能源發(fā)展趨勢 天然氣分布式分布式能源主要以分布式多聯(lián)供技術(shù)為核心 結(jié)合可再生能源構(gòu)建區(qū)域 小型化區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò) 形成多能互補的智能電網(wǎng) 微電網(wǎng) 與智能冷熱氣網(wǎng)相融合 區(qū)域型能源系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以引進高效熱電機組 實現(xiàn)燃氣 電 熱 冷的最優(yōu)匹配 提高能源利用率 實現(xiàn)建筑物之間 企業(yè)之間的連接和能源共享 有效融入太陽能發(fā)電 太陽熱利用 生物質(zhì)發(fā)電 地?zé)崂玫?從而有效減低二氧化碳排放 十一 天然氣分布式分布式能源發(fā)展政策支持 2011年10月9日 國家發(fā)改委 財政部 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部 國家能源局聯(lián)合發(fā)布 天然氣分布式能源指導(dǎo)意見 相應(yīng)政策主要體現(xiàn)在以下五個方面 規(guī)劃先行 政府制定天然氣分布式能源專項規(guī)劃 并與城鎮(zhèn)燃氣 供熱發(fā)展規(guī)劃