1_7547781_华电天津北辰风电园分布式能源站建设项目可行性研究报(3)

华电天津北辰风电园分布式能源站可行性研究报告 说明书

风电园将以热电联产供热的方式对各供热单位分区实行集中供热，因此，本工程实施后，不仅可以更好完成原规划燃煤集中供热，还对北辰区的经济发展、城市建设、城市环境的改善将起到积极的推动作用，可发挥良好的社会效益、环境效益和综合经济效益。

1.1.3.2分布式能源系统简介 （1）特点

目前国际上利用天然气的首选技术是分布式能源系统。分布式能源是以热电冷联产技术为基础，与大电网和天然气管网相联结的，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调冷水(或风)等的能源服务系统。它采用了上个世纪七十年代在国外发展起来的，洁净高效、小型分散为主要特征的第二代能源技术，目前主要以天然气为燃料，使燃气轮机或内燃机首先做功，通过各种方式按照不同的温位逐级利用400-600多度的排出烟气，将发电后的余热用于供热制冷，再将更低温度的废热供应生活热水。这一技术具有能源利用效率大幅度提高，最终实现70%以上的能源利用效率（各种节能措施充分利用）。经济效益好；冬夏实现天然气供应的平衡；燃气价格承受能力大幅度提高的特点。

1）、 能源利用率高

（a） 联合循环发电+排汽换热供暖供冷(图1-1)

图1-1 ?联合循环发电+排汽换热供暖（供冷）

（b）燃气轮发电机组+余热回收系统（图1-2）

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图1-2 燃气轮发电机组+余热回收系统

2) 、节能

分布式能源系统将发电过程中产生的废热用来供热和制冷，充分利用了一次能源。制冷机回收发电机排出的尾气，不经过二次换热，直接转化为冷能、热能、热水等，系统的能源利率高达70%以上。

3)、环保

分布式能源系统燃烧排放物对环境无污染。 4)、安全

电制冷（热）设备的大量使用，使电网负荷急剧加重，供电系统的可靠性安全性受到严重威胁。区域建筑物采用热电冷联供系统后，其供电不受电网限制，确保了用户的供电安全。采用分布式能源系统，其发电机可作为自备电源与电网联网运行，既可缓解电网压力，改善电能质量，又可保证供电可靠性，避免供电危机。

分布式能源系统直接安装在用户端，通过在现场对能源实现梯级利用，减少中间输送环节损耗，实现资源利用最大化。分布式能源系统的一次能源以气体燃料为主，可再生能源（如太阳能、风能）为辅，利用一切可以利用的资源。其二次能源以分布在用户端的热、电、冷联产为主，其它能源供应系统为辅，将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，以直接满足用户多种需求，实现能源梯级利用，并通过公用

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能源供应系统提供支持和补充。各系统在低压电网和冷、热水管道上进行就近支援，互保能源供应的可靠性。分布式能源系统将能源利用效率发挥到最大状态，从而节约了能源、保护了环境。

分布式能源系统依托智能信息化技术可以实现现场无人值班，实现与电网之间电力的双向传输。

(2)、分布式能源系统运行模式

分布式能源系统发电在我国主要有独立运行模式和与公用电网联网运行模式两种。

1)、独立运行模式

主要用于大电网覆盖不到的边远地区、农牧区，由分布式能源系统单独供电。我国在近、中期应高度重视独立运行模式的发展，这对于解决“三农”问题有重要意义。

2)、联网运行模式

主要用于电网中负荷快速增长区域和重要的负荷区域，分布式能源系统电源接入公用电网的配电网或者用户安装处，与公用电网一起向用户供电。为了保证用户的供电可靠性，采用联网运行模式是分布式能源系统未来发展的主要形式。

联网运行模式有两种：并网与上网。

（a）并网：发电机与公共电网并列运行，可接受公共电网电能，不向公共电网输送电能，不售电。

（b）上网：发电机与公共电网并列运行，可接受公共电网电能，且可以向公共电网输送电能，售电。

3)、分布式能源系统的工作原理

如图1-3 所示为燃气一蒸汽联合循环（不带汽轮机）的分布式能源系统工作原理。

天然气进入燃气轮机1，燃烧做功带动发电机2发电，产生的530℃烟气进入余热锅炉3，加热水使之变为蒸汽，蒸汽可以用作工业供汽也可用于蒸汽吸收式制冷机制冷水。在这一工作过程中，可以发电、供热、制冷水，从而实现了热电冷联产，

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向外界排放的只是120℃烟气。

图1-3 燃气-蒸汽(不带蒸汽轮机)联合循环分布式能源系统工

如图1-4所示为燃气—蒸汽联合循环（带汽轮机）的分布式能源系统工作原理。 天然气进入燃气轮机1，燃烧做功带动发电机2发电，产生的530℃烟气进入余热锅炉3，加热水使之变为高压蒸汽，高压蒸汽进入抽凝式蒸汽轮机5做功带动汽轮发电机6发电，做功后的一部蒸汽被抽出用于向外工业供汽也可用于蒸汽吸收式制冷机制冷水。120℃的烟气可进一步用于吸收式制冷机制冷水，或加热热网补水，使烟气降到80℃.

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图1-4 燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统工作原

在上述两种工作过程中，由于采用燃气--蒸汽联合循环，天然气的热能被逐级梯次利用，热能利用率可达80，高于凝汽式发电的35--45%。

分布式能源系统与传统的凝汽式电厂比较具有以下八大优点： a ）能源利用率达70--85%。 b ）环境污染很少。

c ）发送电损耗少，而凝汽式电厂到用户的电损（升压、输送、降压）达10%。 d ）建设周期短。

e ）用水量少（0.1m/Gw.s）。 。 f） 占地面积小（0.1--0.15m2/kW） g ）调峰性能好（冷起机需30分钟）。

h） 设备国产化程度高，控制水平先进等特点。

传统动力系统的技术开发以及商业化的努力主要着眼于单独的设备，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备。这些设备的共同的特点是追求单一目标下的能耗，在忽视环境影响和能源合理利用情况下，可能具有一定的经济效益。但是，如果从科学技术角度出发，这些设备都尚未达到有限能源资源的高效和综合利用。而分布式能源系统是一种整体能效高的系统。

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