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分布式能源冷热电联供技术集成

  2016-07-27

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  一、技术名称:分布式能源冷热电联供技术集成

  二、技术所属领域及适用范围:大型楼宇建筑,容积率较高的综合物业形态区域

  三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

  常规模式冷、热、电的供应由大型电厂通过燃煤实现,目前我国发电量的供电标煤消耗为326g/kWh,供电效率39%。电能通过高压线路远距离输送至各用能建筑,建筑内夏季冷需求通过电制冷机制冷,冬天通过锅炉采暖。远距离电力输送浪费严重电能损失超过总发电量的6%,极大影响电厂总的发电效率。热电冷三联产系统可以实现现有冷、热、电供应模式的改变,其综合能效可达到甚至超过 75%。该技术在不同应用领域其配置有所不同,配置方案主要取决于当地的能源需求结构,而主要设备无论那种模式都包括原动、制冷及供热等装置。目前应用该技术可实现节能量9万tce/a,CO2减排约24万t/a。

  四、技术内容

  1.技术原理

  用能建筑就近建设能源站,采用一次能源天燃气作为主要能源发电,发电机产生的尾气用来制冷与采暖,能源梯级利用,能源利用率可高达85%。同时直接在需能单位就近建设,避免输送浪费。

  2.关键技术

  (1)溴化锂吸收式余热设备:远大自主研发可应用于冷热电联供系统的余热设备,利用发电机尾气或余热,进行制冷或制热或提供卫生热水,一机三用,共计拥有50余项吸收式技术专利,稳定可靠。

  (2)多能源组合模式:远大针对冷热电联供系统的特点,开发出了热水制冷机组、蒸汽制冷机组、烟气制冷制热机组、混合能源型制冷制热机组,与各类发电机组无缝对接。

  (3)精确冷热电配比:远大通过多年项目经验,总结出冷热电设计项目规范,自主开发了冷热电配比软件,针对不同用户采用软件精确分析冷、热、电需求,并根据需求设计最节能环保的冷热电系统。远大设计的冷热电系统已经在多个项目上得到验证。

  (4)冷热电自动控制系统:远大通过多个项目的运营管理经验,自主研发,开发了冷热电自动化控制系统与能耗监测系统,实现对各个设备自动控制,实时监测设备能耗,绘出能流图,通过软件分析能耗情况,自动调整运行策略,保障经济运行。

  3.工艺流程

  工艺流程见图1所示。

  图1 工艺流程图

  五、主要技术指标

  1.年平均标煤节能量:12.86kg/m2;

  2.年平均CO2减排量:37.7kg/m2;

  3.年综合能源利用率:70%以上。

  传统用能的能耗及碳排放现在,根据国家统计数据:每kWh发电量的供电标煤消耗325g,供电效率38%。

  制冷:电制冷机的能耗,根据运行COP值折算成每kWh冷量消耗的相应电量,并换算成对应的标煤消耗,社会平均电制冷机运行COP为4.5。锅炉的能耗:根据全国平均水平的燃气锅炉效率,社会平均锅炉效率为85%。

  六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

  该技术于2013年被评为北京市高新技术成果转化项目,并获得多项专利。该技术在美国、欧洲、日本等许多国家被广泛的推广应用。而在我国从上个世纪开始探索并应用,目前在北京、上海、江苏等地应用较为普遍。

  七、典型应用案例

  典型案例1

  案例应用单位:航天五院1期

  技术提供单位:远大能源利用管理有限公司

  建设规模:航天五院总面积70余万平米,1期面积17.6万平米,机房配置2台1160kW发电机组,1台800万大卡余热机组,1台800万大卡燃气机组,1台500万大卡燃气机组,为整个园区供冷,供热以及部分电力。建设条件:有较为稳定的冷热负荷及电负荷;有稳定可靠的天燃气供应;有相应的场地可供建设。主要技改内容:突破传统建筑供能模式,直接在建筑附近建设能源站;主要输入能源只有天燃气,发电自发自用;利用发电机尾气余热制冷采暖利用天燃气对余热制冷进行补充,保障系统的稳定性。主要设备:发电机、余热制冷机组、天燃气制冷机组、水泵若干、散热设备若干。节能技改投资额对比传统模式,增加投资1516万元。建设期1年,年节能量1302吨标煤/年,节能经济效益130万/年,投资回收期11年。

  典型案例2

  案例应用单位:黄花机场

  技术提供单位:远大能源利用管理有限公司

  建设规模:黄花机场总面积15.4万平方米,机房配置2台1163发电机,1台余热机组。建设条件:有较为稳定的冷热负荷及电负荷;有稳定可靠的天燃气供应;有相应的场地可供建设。主要技改内容:突破传统建筑供能模式,直接在建筑附近建设能源站;主要输入能源只有天燃气,发电自发自用;利用发电机尾气余热制冷采暖;利用天燃气对余热制冷进行补充,保障系统的稳定性。主要设备:发电机、余热制冷机组、天燃气制冷机组、水泵若干、散热设备若干。节能技改投资额 8200万元。建设期1年,年节能量3300吨标煤/年,节能经济效益1020万/年,投资回收期10.5年。

  八、推广前景及节能减排潜力

  分布式能源作为一种新型的能源利用方式,与传统电力系统相比具有节省投资、降低损耗、提高系统可靠性、能源种类多样化、减少污染等诸多优点,在美国、欧洲、日本等许多国家被广泛的推广应用。我国从上个世纪开始探索并应用分布式能源,经过多年的经验积累,分布式能源在我国有了很大的发展。预计未来五年,该技术在行业内的推广比例可达到10%,,总投入15亿元,节能能力90万tce/a,减排能力238万tCO2/a。

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