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三联供系统项目适用条件及应用
经济性原则:以热定电+燃机满发!
三联供系统适用项目特点
电价相对较高的公共用户
有冷、热负荷需求或有常年热水负荷需求的公共建筑
对电源供应要求较高的用户
电力接入困难的用户
需要备用发电机的用户
在目前政策、价格条件下,宾馆、综合商业及办公、机场、交通枢纽、娱乐中心、产业园区等用户适于采用三联供系统。
标准要点
适用条件:发电机总容量小于或等于15MW;
适用阶段:工程设计、施工、验收和运行管理;
供电系统运行方式:推荐与市电并网运行;
设计原则:电能自发自用、热(冷)电平衡;
能效指标
节能指标:年平均能源综合利用率应大于70%;
站址条件
独立站房或露天布置:燃气管道最高入室压力<2.5MPa;
建筑物地下一层、首层或屋顶布置: 燃气管道最高入室压力<1.6MPa;
发电机布置在建筑物地下一层或首层:单台容量≤3MW;
发电机布置在建筑物屋顶:单台容量≤2MW;
防爆泄压口:主机间、燃气增压机间、计量间;
事故通风口:主机间、燃气增压机间、计量间;
发电机并网措施
应设置自动同期装置;
电压偏差小于±5%;
频率偏差小于±0.2Hz;
并网线路应在用户侧适当位置设置明显断开点;
必须采取“逆功率保护措施”,保证联供系统只受电,不向公共电网输送电能。
三联供系统的经验性指标
能源利用率 >80%
增加占地 -10%~30%
增量投资回收年限 5~10年
发电成本 0.4~0.5元/kWh
并网与独立运行 均可。
机组配置原则
按需供给、适时匹配,达到冷热负荷的相对平衡
燃气蒸汽联合循环机组选型主要遵照“分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用”的原则,合理进行电力、供冷、供热设备的配置,做到按需供给、适时匹配,达到冷热负荷的相对平衡。
根据已确定的设计冷、热负荷,以及集中供热管网调度的稳定性,并考虑到联合循环热电厂的经济性,选定燃气蒸汽联合循环机组的容量,同时做到“充分利用余热”、“充分发挥发电能力”
选择两套联合循环供热机组以提高供热可靠性
为了供热机组的供热可靠性要求较高,可采用二拖一机组。仅一台汽轮机,当汽轮机故障,对外供汽需靠减温减压器供给,对供热的可靠性及电厂的效益影响较大。一拖一方案系统独立,运行灵活,调峰方便,供热可靠性高,联合循环机组按两套“一拖一”供热机组配置,以提供机组供热的可靠性。
是否选用补燃型机组
采用余热锅炉补燃的联合循环机组可以提高余热锅炉的产汽量,增加供热能力。但是由于补燃部分燃料利用效率较低、系统阻力增加,联合循环机组的效率会降低。
根据余热锅炉厂初步估算结果,采用烟道补燃,最大补燃量约为产汽量的20%,联合循环机组的效率会降低约3-4%,经济性较差。另一方面,采用余热锅炉补燃,增加了补燃需要的换热面积、燃烧器及投资,约增加800万元,一年中,仅在采暖期4 个月能利用补燃,在非采暖期,会增加系统阻力,降低整个系统的效率。
选择环保性能高的机组设计方案
环保的要求较高。联合循环机组选用低NOx 排放低的燃烧器,降低机组的排放污染物。对于噪音较大的转动设备(燃气轮发电机组、蒸汽轮发电机组、给水泵等)均布置在主厂房内,以进一步降低噪音对四周环境的影响。
采用效率较高的联合循环机组
考虑到天然气价格较高,机组采用联合循环运行方式,不考虑单循环运行,不设置旁路烟囱。尽量采用效率较高的联合循环机组,提高机组效率。
设置烟气余热利用系统,提高能源利用率
设置烟气余热利用系统,对不同的用户,做到温度对口、梯级利用,将烟气中的冷凝热进行回收,尽可能地降低烟气排放温度,提高能源利用率。
采用热泵机组,提高能源利用率
条件许可时,可采用热泵机组,设置循环水余热利用系统,提升循环水的余热来加热热网循环水或生活热水,提高能源利用率。
利用能源站的废水、废热,提高能源利用率
利用余热锅炉的定期排污水作为热网首站的部分补水,回收工质,利用余热。
暂不设置燃机进气冷却系统
燃气轮机受环境因素影响较大,环境温度越高,输出功率越低,且随环境温度增高,这种趋势越发明显。工程中应用的燃机进气冷却主要有蒸发冷却、喷雾冷却和预冷器冷却三种方法。均适用于高温、低湿度的地区。
经向南京汽轮机厂和西门子公司咨询,燃机厂可配套燃机进气冷却设备,国产设备投资约200万元,进口设备投资约1000万元。
西门子公司在亚洲地区未配套过设计进气冷却设备,只有在东南亚等高温地区个别燃机厂采用。南京汽轮机厂介绍国内目前投产的6B 型机组仅有济南钢厂1 台机组和天津滨海燃机电厂在投运后,技术改造中安装了中国船舶重工集团公司第703研究所自行研制的进气雾化冷却及湿压缩装置,由于存在叶片损伤问题,目前很少投运。
国内项目案例应用
蟹岛三联供能源中心(三联供+热泵+太阳能+冰蓄冷)
供能规模
19.6万平方米建筑供电
8.6万平方米建筑空调、生活热水
主要设备
燃气内燃机4台,总发电能力3000kW
余热烟气热水型冷温水机组
水源热泵
蓄热及蓄冰装置
蟹岛三联供系统原理图
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