分布式能源基礎(chǔ)知識精選課件

1、分布式能源基礎(chǔ)知識培訓(xùn)設(shè)計部第1頁，共17頁。培訓(xùn)主要內(nèi)容分布式能源系統(tǒng)的定義分布式能源系統(tǒng)的特征分布式能源系統(tǒng)發(fā)展概況國家對分布式能源系統(tǒng)的相關(guān)政策熱能的梯級利用分布式能源系統(tǒng)的分類分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程分布式能源系統(tǒng)設(shè)計思路案例：北京煤氣集團總部辦公樓項目第2頁，共17頁。分布式能源的定義分布式能源系統(tǒng)是相對于傳統(tǒng)的集中式供能的能源系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設(shè)備、集中生產(chǎn)，然后通過專門的輸送設(shè)施（大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)等）將各種能量輸送到較大范圍的眾多用戶；而分布式能源系統(tǒng)則是直接面向用戶，按用戶的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能量，具有多種功能，可滿足多重目標(biāo)的中小型能源轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)。

2、第3頁，共17頁。分布式能源系統(tǒng)的特征1、直接面向當(dāng)?shù)赜脩舻男枨螅贾迷谟脩舾浇?，簡化能源的輸送環(huán)節(jié)，進而減少能量輸送成本，同時增加用戶能量供應(yīng)的安全性。2、系統(tǒng)受用戶需求的制約，相對于傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)而言均為中、小容量。3、隨著經(jīng)濟、不同能源技術(shù)的發(fā)展和成熟，可供選擇技術(shù)也日益增多。4、通過選擇合適的技術(shù)，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化和整合，可以更好地同時滿足用戶多種要求（如：高效、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展等），實現(xiàn)多個功能目標(biāo)。第4頁，共17頁。分布式能源系統(tǒng)發(fā)展概況“分布式能源系統(tǒng)”的概念提出已有20多年，其主要形式是冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(combined cooling ,heating and

3、power ,CCHP),它是應(yīng)用能的梯級利用原理的必然選擇，能源利用率很高，所以技術(shù)發(fā)展迅速。我國也有相應(yīng)的反應(yīng)，先是要求北京開展中小型燃?xì)廨啓C冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的使用進行研究，然后 2019上海市完成“上海市燃?xì)饪照{(diào)，分布式燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)”發(fā)展規(guī)劃，計劃在2019年基礎(chǔ)上燃?xì)夥植际嚼錈犭娐?lián)產(chǎn)到2020年將再建設(shè)100個系統(tǒng)，裝機容量為3MW。第5頁，共17頁。國家對分布式能源系統(tǒng)的相關(guān)政策中華人民共和國節(jié)約能源法明確指出：“推廣熱電聯(lián)產(chǎn)，集中供熱，提高熱電機組的利用率，發(fā)展熱能梯級利用技術(shù)，熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)，提高熱能綜合利用率”原國家計委、原國家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國家

4、環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定（計基礎(chǔ)【2000】1268號文）中指出“以小型燃?xì)獍l(fā)電機組和余熱鍋爐等設(shè)備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護環(huán)境、減少供電線路損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能，在有條件的地區(qū)應(yīng)逐步推廣”。國家建設(shè)部民用建筑節(jié)能管理規(guī)定（76號文）第四條指出國家鼓勵發(fā)展建筑節(jié)能技術(shù)中有一項是集中供熱和熱、電、冷聯(lián)供技術(shù)。目前國家正在制定的國家十一五規(guī)劃、國家中長期能源規(guī)劃、國家長期科技規(guī)劃，都把分布式燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供作為發(fā)展的重點。第6頁，共17頁。熱能的梯級利用燃料高溫 中溫低溫環(huán)境能的梯級利

5、用發(fā)電制冷供熱排放第7頁，共17頁。分布式能源系統(tǒng)的分類分布式能源系統(tǒng)的核心及重要組成部分是分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其種類繁多。按能源利用形式分類，有化石能源、可再生能源以及這兩種能源互補的分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)；按熱機類型分類，有燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機、汽輪機、斯特林發(fā)動機，以及燃料電池等分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)；按系統(tǒng)規(guī)模分類，有樓宇型、區(qū)域型、產(chǎn)業(yè)型和城市型分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)等。第8頁，共17頁。分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的典型流程1）燃?xì)廨啓C-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。夏季可利用蒸汽驅(qū)動蒸汽雙效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

6、熱泵供熱。排煙溫度多為350550， 發(fā)電效率為2434% ，冷電比（熱電比）通常為1.52.5.第9頁，共17頁。與蒸汽型聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)不同之處在于，排氣中的余熱直接通過煙氣型溴化鋰吸收式機組回收利用，沒有了余熱鍋爐這一中間環(huán)節(jié)。排煙溫度多為350550， 發(fā)電效率為2434% ，冷電比（熱電比）通常為1.52.5.第10頁，共17頁。與簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C-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1.01.5第11頁，共17頁。2）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350450，缸套水溫

7、度大于90，其余熱量占輸入燃料能量的3040%，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1.01.5 。第12頁，共17頁。3)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??；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。第13頁，共17頁。4）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

8、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。第14頁，共17頁。5）燃料電池-燃?xì)廨啓C-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5060% ，與燃?xì)廨啓C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0.20.5。此系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展還不成熟，尚處實驗階段。第15頁，共17頁。分布式能源系統(tǒng)設(shè)計思路 分布式能源系統(tǒng)的主要特點是直接面向用戶、按用戶需求提供各種形式能量的中小型多功能能量轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)，所以在進行分布式能源系統(tǒng)設(shè)計時須考慮以下幾點：1）明確用戶真正的冷電比（熱電比）即真實的冷熱電負(fù)荷。2）對發(fā)電機組獨立供電運行模式，在機組選型配備時，可以考慮利用電制冷方式，將一部分冷負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電負(fù)荷，從而滿足真正的冷電比。3）若在冷負(fù)荷峰值時冷電比過大，可考慮冰水蓄冷進一步改善冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱力學(xué)性能和經(jīng)濟性。（對于酒店通常晚上耗電量相對較大，而耗冷相對較少，可以考慮晚上冰水蓄冷）4）對發(fā)電機組與市電并網(wǎng)運行模式，可按考慮同時使用系數(shù)之后冷負(fù)荷做設(shè)備選型。第16頁，共17頁。案例：北京煤氣集團總部辦公樓項目建筑總面積為32800，冷負(fù)荷為7150kw ，電負(fù)荷為12