分布式能源交流-技术方案及主要设备教学课件.ppt

1、天然气分布式能源天然气分布式能源技术方案技术方案主要技术设备简介主要技术设备简介-东南大学建筑设计研究院东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所热电工程设计研究所2013.06目目 录录一、分布式能源的概念一、分布式能源的概念二、相关政策和规范二、相关政策和规范三、天然气分布式能源典型流程三、天然气分布式能源典型流程四、天然气分布式能源主要技术设备四、天然气分布式能源主要技术设备五、天然气分布式能源案例介绍五、天然气分布式能源案例介绍六、申报天然气分布式能源项目的基本条件六、申报天然气分布式能源项目的基本条件一、分布式能源的概念一、分布式能源的概念 国际分布式能源联盟（国际分布式能源联盟（WA

2、DE）于于2002年成立，提出如下定义：分布式能源系统年成立，提出如下定义：分布式能源系统（Distributed Energy System）是一种新型的能源系统，一）是一种新型的能源系统，一般建于用户附近，减少了输配系统投资和能量损失，是更般建于用户附近，减少了输配系统投资和能量损失，是更高效、更可靠和更加环保的能源系统。它包括高效热电联高效、更可靠和更加环保的能源系统。它包括高效热电联产、就地式可再生能源系统以及能量循环系统（包括利用产、就地式可再生能源系统以及能量循环系统（包括利用废气、余热和压差来就地发电），这些发电系统能在或靠废气、余热和压差来就地发电），这些发电系统能在或靠近消费

3、的地点提供电力，而不论其项目大小、燃料种类或近消费的地点提供电力，而不论其项目大小、燃料种类或技术，也不论该系统是否与电网联网与否。技术，也不论该系统是否与电网联网与否。国家发改委国家发改委 在在2004年年8月就分布式能源问题向国务院汇报时，对分月就分布式能源问题向国务院汇报时，对分布式能源系统给出了如下定义：分布式能源系统是指将能布式能源系统给出了如下定义：分布式能源系统是指将能源系统以小规模、小容量、模块化、分散化的方式布置在源系统以小规模、小容量、模块化、分散化的方式布置在用户端，可独立地传输冷、热、电能的系统。分布式能源用户端，可独立地传输冷、热、电能的系统。分布式能源的先进技术包括

4、太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气冷热电三联供等多种形式。冷热电三联供等多种形式。1)关于发展天然气分布式能源的指导意见关于发展天然气分布式能源的指导意见，国家发展改革，国家发展改革 委，财政部、住房城乡建设部、国家能源局委，财政部、住房城乡建设部、国家能源局 发改能源发改能源 20112196号号2011年年10月月9日：日：指导意见指导意见明确了相关主要任务：明确了相关主要任务：“十二五十二五”初期启动一初期启动一批天然气分布式能源示范项目，批天然气分布式能源示范项目，“十二五十二五”期间建设期间建设个左右天然气分布式能源项目，并拟建设个

5、左右各类典型个左右天然气分布式能源项目，并拟建设个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。未来年内在分布式能源特征的分布式能源示范区域。未来年内在分布式能源装备核心能力和产品研制应用方面取得实质性突破。初步形成装备核心能力和产品研制应用方面取得实质性突破。初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。二、相关政策、规范二、相关政策、规范 指导意见指导意见还确定了中长期目标：年前完成天然气还确定了中长期目标：年前完成天然气分布式能源主要装备研制。通过示范工程应用，当装机规模达到分布式能源主要装备研制。通过示范工程应用，当装机规模达到万千瓦，解决分布式能

6、源系统集成，装备自主化率达到万千瓦，解决分布式能源系统集成，装备自主化率达到；当装机规模达到万千瓦，基本解决中小型、微型；当装机规模达到万千瓦，基本解决中小型、微型燃气轮机等核心装备自主制造，装备自主化率达到。到燃气轮机等核心装备自主制造，装备自主化率达到。到年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到万千瓦，初步实现分布式能源装备产业化。规模达到万千瓦，初步实现分布式能源装备产业化。指导意见指导意见指出：天然气分布式能源是指利用天然气为指出：天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综燃料，

7、通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。2)燃气冷热电三联供工程技术规范燃气冷热电三联供工程技术规范 （CJJ145-2010）：）：(中华人民共和国住房和城乡建设部）中华人民共和国住房和城

8、乡建设部）关键要求摘录：能源站宜独立设置或室外布置，当确有困关键要求摘录：能源站宜独立设置或室外布置，当确有困难时可贴近民用建筑布置；当能源站受条件限制布置在民用建难时可贴近民用建筑布置；当能源站受条件限制布置在民用建筑内时，应布置在建筑物的地下一层、首层或屋顶；能源站布筑内时，应布置在建筑物的地下一层、首层或屋顶；能源站布置在建筑物地下一层或首层时，单台发电机容量不应大于置在建筑物地下一层或首层时，单台发电机容量不应大于3MW；当能源站布置在建筑物屋顶时，单台发电机容量不应大于当能源站布置在建筑物屋顶时，单台发电机容量不应大于2MW;采用内燃机时，氮氧化物排放浓度应小于或等于采用内燃机时，氮

9、氧化物排放浓度应小于或等于500mg/Nm3，采，采用燃气轮机时，氮氧化物排放浓度应小于或等于用燃气轮机时，氮氧化物排放浓度应小于或等于50mg/Nm3。3）分布式能源接入电网技术规定分布式能源接入电网技术规定 （Q/GDW480-2010）（）（国家电网公司）国家电网公司）并入电网的能源站，总装机容量不应大于相应电力系并入电网的能源站，总装机容量不应大于相应电力系统接入点上级变电站单台主变容量的统接入点上级变电站单台主变容量的25%。4）分布式供能系统工程技术规程分布式供能系统工程技术规程 （DG/TJ08-115-2008）（上海市工程建设规范）（上海市工程建设规范）站房的位置选择宜与其他

10、建筑物分离，独立设置。站房的位置选择宜与其他建筑物分离，独立设置。站房不应直接设置在人员密集场所的上层、下层、贴邻及主站房不应直接设置在人员密集场所的上层、下层、贴邻及主要疏散口的两侧。要疏散口的两侧。非独立站房与贴邻部分应采用防爆墙，或用现浇楼板隔开。非独立站房与贴邻部分应采用防爆墙，或用现浇楼板隔开。非独立站房应靠建筑物外墙设置。非独立站房应靠建筑物外墙设置。分布式供能系统发电装置接入电压等级表分布式供能系统发电装置接入电压等级表 总装机容量总装机容量 电压等级电压等级 200kW 以下以下 400V 200kW(含含)400kW 400V 或或10kV 400kW(含含)3MW 10kV

11、 3MW(含含)10MW 10kV 或或35kV 10MW 及以上及以上 35kV 或或110kV5）燃气燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定蒸汽联合循环电厂设计规定 （DL/T5174-2003）。6）环保标准环保标准:火电厂大气污染物排放标准（火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）：1、烟气、烟气 烟尘排放标准：烟尘排放标准：5mg/m3 SO2排放标准：排放标准：35mg/m3 NOx排放标准：排放标准：燃气轮机：燃气轮机：50mg/m50mg/m3 3 内燃机：内燃机：500mg/m500mg/m3 3浓度单位浓度单位ppm与与mg/m3的换算的换算按下式计算：按下式计算：mg

12、/m3=M/22.4ppm273/(273+T)(Ba/101325)上式中：上式中：M-为气体分子量为气体分子量 ppm-测定的体积浓度值测定的体积浓度值 T-温度温度(C)Ba-压力压力(Pa)以以N02为例：为例：M=46,当当PPM=25时，浓度为时，浓度为51.3mg/m3 当当PPM=15时，浓度为时，浓度为30.8mg/m3噪声标准：环境噪声限值（噪声标准：环境噪声限值（GB3096-2008)GB3096-2008)0类地区：疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等；类地区：疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等；1类地区：以居住、文教机关为主的区域；类地区：以居住、文教机关为主的区域；2类

13、地区：居住、商业、工业混杂区；类地区：居住、商业、工业混杂区；3类地区：工业区；类地区：工业区；4a类地区：交通干线两侧、内河航道类地区：交通干线两侧、内河航道 4b类地区：铁路干线两侧。类地区：铁路干线两侧。工作场所类别噪声限制值工作场所类别噪声限制值(dB)：原动机房原动机房(操作人员每天连续接触噪声操作人员每天连续接触噪声8.0h):90 控制窒控制窒(室内背景噪声级室内背景噪声级):70三、天然气分布式能源典型流程三、天然气分布式能源典型流程 1）分布式能源系统的分类）分布式能源系统的分类p按能源利用形式分类按能源利用形式分类 化石燃料类、可再生能源类以及这两种的有机结合化石燃料类、可

14、再生能源类以及这两种的有机结合p按动力子系统分类按动力子系统分类 燃气轮机、内燃机、蒸汽轮机、燃料电池、太阳能等燃气轮机、内燃机、蒸汽轮机、燃料电池、太阳能等p按系统规模分类按系统规模分类 楼宇型（楼宇型（BCHP）、区域型（）、区域型（DCHP）.2）以内燃机为原动力的天然气分布式能源系统以内燃机为原动力的天然气分布式能源系统内燃机内燃机+溴化锂溴化锂 3）以燃气轮机为原动力的天然气分布式能源系统以燃气轮机为原动力的天然气分布式能源系统燃气轮机燃气轮机+余热锅炉余热锅炉+蒸汽轮机蒸汽轮机+蒸汽溴化锂蒸汽溴化锂四、天然气分布式能源站的主要技术设备四、天然气分布式能源站的主要技术设备 1)内燃机

15、内燃机1、主要生产厂家：、主要生产厂家：美国通用电气公司（美国通用电气公司（GE):颜巴赫（颜巴赫（JANBACHER)瓦克夏（瓦克夏（WAUKESHA)康明斯康明斯 德国奔驰公司（德国奔驰公司（MTU)德国曼海姆公司（德国曼海姆公司（MWM)国产内燃机：国产内燃机：济南柴油机厂济南柴油机厂 胜利油田胜利动力机械集团有限公司胜利油田胜利动力机械集团有限公司 内燃机性能.docx 2)燃气轮机燃气轮机工业重型燃气轮机与航改型燃气轮机比较工业重型燃气轮机与航改型燃气轮机比较工业重型机工业重型机航改型航改型工业驱动机发展而来飞机发动机改进而来燃机单循环热效率较低燃机单循环热效率较高启停和变负荷速度一

16、般快速启停和变负荷能力相对较长的安装时间撬装快速安装质量重质量轻对振动敏感度高对振动敏感度低具有双燃料技术具有双燃料技术热回收效率较高（热电比高）热回收效率较低（热电比低）带添加剂的矿物油合成油，多个分开的油系统较长的检修时间间隔检修时间间隔较短可长时间连续运行连续运行时间较短可满足现行环保排放水平可满足现行环保排放水平燃气轮机主要生产厂家：燃气轮机主要生产厂家：美国通用电气公司（美国通用电气公司（GE）；）；德国西门子公司（德国西门子公司（SIEMENS）；）；美国索拉透平公司（美国索拉透平公司（SOLAR）；）；美国卡特彼勒公司（美国卡特彼勒公司（CATERPILLAR）；国产化：南京汽轮

17、动力设备有限公司（国产化：南京汽轮动力设备有限公司（GE-6B）工业重型燃气轮机工业重型燃气轮机-6FA 航改型燃气轮机航改型燃气轮机(LM-6000)大中型燃气轮机性能 小型燃气轮机性能.docx燃气轮机与内燃机比较燃气轮机与内燃机比较 1）单位造价比较）单位造价比较燃气轮机与内燃机比较燃气轮机与内燃机比较2）发电效率与热回收效率比较）发电效率与热回收效率比较3）余热锅炉）余热锅炉 余热锅炉余热锅炉 是分布式能源系统中的一个是分布式能源系统中的一个重要设备，它吸收燃机排放的重要设备，它吸收燃机排放的烟气余热，借以产生蒸汽来推烟气余热，借以产生蒸汽来推动汽轮机或者制冷机做功或者动汽轮机或者制冷

18、机做功或者供热（冷），实现低品质能量供热（冷），实现低品质能量的利用。的利用。o余热锅炉分类：余热锅炉分类：从锅炉整体布置考虑：卧式、立式；从锅炉整体布置考虑：卧式、立式；从烟气侧热源形式考虑：从烟气侧热源形式考虑：无补燃型、无补燃型、补燃型（部分补燃和完全补燃）；补燃型（部分补燃和完全补燃）；从产生的蒸汽压力等级考虑：从产生的蒸汽压力等级考虑：单压级、双压或三压级；单压级、双压或三压级；从汽水循环方式考虑：从汽水循环方式考虑：强制循环型、自然循环型。强制循环型、自然循环型。4）汽轮机汽轮机汽轮机分类：汽轮机分类：凝汽式汽轮机：凝汽式汽轮机：背压式汽轮机背压式汽轮机抽凝式汽轮机抽凝式汽轮机5）

19、冷热水机组冷热水机组1、空调冷源的种类、空调冷源的种类:p 电动压缩式冷水机组（往复式、螺杆式、离心式）电动压缩式冷水机组（往复式、螺杆式、离心式）p 溴化锂吸收式冷（热）水机组（直燃型、蒸汽型、烟气溴化锂吸收式冷（热）水机组（直燃型、蒸汽型、烟气热水型热水型)2、空调冷源的特点、空调冷源的特点:p 电动压缩式冷水机组电动压缩式冷水机组:体积小、重量轻、以电能作为动力体积小、重量轻、以电能作为动力p 溴化锂吸收式冷（热）水机组：制冷剂环保性好，耗电溴化锂吸收式冷（热）水机组：制冷剂环保性好，耗电 少，可以利用余热。是分布式能源供冷（热）的主要设备。少，可以利用余热。是分布式能源供冷（热）的主要

20、设备。3、主要性能指标：、主要性能指标：COP(Coefficient of Performance)。COP为制冷（热）量（W）与输入功率（W）的比率,用来评价制冷（热）循环的能耗指标或压缩机的单位功率制冷量。电动压缩式冷水机组：COP约为3-5.溴化锂吸收式冷水机组：COP约为1.2-1.4.分类：分类：p 直燃型溴化锂机组直燃型溴化锂机组（制冷、制热）（制冷、制热）p 蒸汽型溴化锂机组蒸汽型溴化锂机组（制冷）（制冷）吸收式冷热水机组吸收式冷热水机组分类：分类：o 烟气热水型溴化锂机烟气热水型溴化锂机组（制冷、制热）组（制冷、制热）吸收式冷热水机组吸收式冷热水机组 地（水）源热泵是利用了地

21、球土（水）体所储藏的太阳资地（水）源热泵是利用了地球土（水）体所储藏的太阳资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地（水）源热泵消耗地（水）源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到的电量，用户可以得到4.35.0kW.h的热量或的热量或5.46.2kW.h的冷量。的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出与空气源热泵相比，其运行效率要高出2060%，运行费，运行费用仅为普通中央空调的用仅为普通中央空调的4060%。6）地（水）源热泵）地（水）源热泵 太阳能热水系统是一种利用太阳能光热的节能系统，在太阳能热水系统是一种利用太阳能光热的节能系统，在晴好

22、天气以太阳能加热能源站生活热水，提升热水温度，晴好天气以太阳能加热能源站生活热水，提升热水温度，以达到节约能源的效果。以达到节约能源的效果。7）太阳能热水系统）太阳能热水系统五、分布式能源站工程实例五、分布式能源站工程实例 楼宇式能源站楼宇式能源站 楼宇式流程图楼宇式流程图.tif 区域式能源站区域式能源站 能源站系统图能源站系统图(夏季）夏季）-Model.pdf楼宇式分布式能源站平面布置图楼宇式分布式能源站平面布置图 区域式分布式能源站平面布置图 区域式总图.dwg内燃机分布式能源站室内布置内燃机分布式能源站室内布置溴化锂机组室内布置溴化锂机组室内布置燃气轮机室外布置燃气轮机室外布置六、区

23、域式分布式能源与热电联产的区别六、区域式分布式能源与热电联产的区别热电联产与区域式分布式能源区别.docx1、热电联产强调“合”，是将分散小锅炉供热合并为大热源点集中供热；区域式分布式能源站强调“分”，就近供能，减少输送损失；2、分布式能源不是简单的由“合”到“分”，而是供能系统的升级换代，有更高的能源效率和更好的环保效果。申报天然气分布式能源项目的条件申报天然气分布式能源项目的条件1、有稳定的冷、热、电负荷；有稳定的冷、热、电负荷；稳定的冷、热负荷可以保证项目的综合能源利用效率在稳定的冷、热负荷可以保证项目的综合能源利用效率在70%以上，稳以上，稳定的电负荷可以保证能源站所发电量基本上做到自

24、发自用。定的电负荷可以保证能源站所发电量基本上做到自发自用。2、有较大的用能密度；、有较大的用能密度；能源站应建于用能集中的区域，如商业中心、交通枢纽、医院、机能源站应建于用能集中的区域，如商业中心、交通枢纽、医院、机场和工业集中区。可以就近供能，减少输送损失。场和工业集中区。可以就近供能，减少输送损失。3、有较长的年运行时间；、有较长的年运行时间；较长的年运行时间可以提高能源站的经济效益。较长的年运行时间可以提高能源站的经济效益。4、有可靠的天然气供应；、有可靠的天然气供应；5、有严格的环保要求；、有严格的环保要求；6、申报区域式天然气分布式能源项目的支持性文件：申报区域式天然气分布式能源项

25、目的支持性文件：l ）具有管理权限的地方政府原则同意建厂的文件。）具有管理权限的地方政府原则同意建厂的文件。2）具有管理权限的土地主管部门原则同意厂址）具有管理权限的土地主管部门原则同意厂址(包括厂区、水源包括厂区、水源地、交通运输设施、灰场地、交通运输设施、灰场)用地的文件。用地的文件。3）具有管理权限的城市规划部门原则同意建厂的文件。）具有管理权限的城市规划部门原则同意建厂的文件。4）具有管理权限的主管部门原则同意使用岸线的文件。）具有管理权限的主管部门原则同意使用岸线的文件。5）具有管理权限的水行政主管部门原则同意取水的文件。）具有管理权限的水行政主管部门原则同意取水的文件。6）燃料产销

26、集团同意供应燃料的原则协议。）燃料产销集团同意供应燃料的原则协议。7）具有管理权限的环保部门原则同意建厂的文件）具有管理权限的环保部门原则同意建厂的文件d8）具有管理权限的其他主管部门原则同意的文件，包括机场、）具有管理权限的其他主管部门原则同意的文件，包括机场、军事设施、压覆矿藏、文物保护、水产保护、铁路接轨及承运、军事设施、压覆矿藏、文物保护、水产保护、铁路接轨及承运、航运码头、航道、脱硫剂供应、灰渣综合利用以及供热等。航运码头、航道、脱硫剂供应、灰渣综合利用以及供热等。9）利用城市再生水时，还应取得与污水处理部门的供水协议及）利用城市再生水时，还应取得与污水处理部门的供水协议及地地(市、盟市、盟)级污水处理主管部门的文件。级污水处理主管部门的文件。