李貞

摘要：針對燃?xì)夥植际焦┠芟到y(tǒng)進(jìn)行研究，主要對比燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組與內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)，并以某項目為例，對兩者進(jìn)行系統(tǒng)組成和技術(shù)參數(shù)對比分析，結(jié)果表明內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的供能系統(tǒng)效率更高，為今后分布式能源站的前期項目提供一項參考性依據(jù)。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組;內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組;系統(tǒng)組成;技術(shù)參數(shù);效率

引言

隨著社會的發(fā)展與能源的日益短缺，提高能源利用率成為當(dāng)下的一個熱門話題。采用分布式供能可以大大縮小能源傳輸路徑，能夠減少能源在傳輸過程中的損耗并降低傳輸成本，是節(jié)約能源的有效途徑之一[1-4]。

燃?xì)饫錈犭姺植际侥茉聪到y(tǒng)主要由發(fā)電設(shè)備、余熱利用設(shè)備及相關(guān)設(shè)備組成，常涉及的發(fā)電設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。

1 燃?xì)廨啓C(jī)與內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的對比

燃?xì)廨啓C(jī)單機(jī)容量較大，一般在30～45%左右，發(fā)電效率較低，余熱集中程度高，煙氣余熱大。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)輸出功率對于外界環(huán)境溫度的變化較為敏感，當(dāng)大氣溫度由15℃增至40℃時，發(fā)電出力降低17%～23%，效率降低5%～8%。

燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電容量適中，單機(jī)發(fā)電效率高，可以達(dá)到40%以上，可利用煙氣和缸套水兩種熱源，但兩種熱源之和相比燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組略低。運(yùn)行靈活，所需燃?xì)鈮毫Φ?、單位造價低，且環(huán)境變化（海拔高度、溫度）對發(fā)電效率的影響力小，當(dāng)電負(fù)荷在50%～100%范圍內(nèi)變化時，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電效率變化趨勢平緩，具有良好的變工況特性。同時，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)布置復(fù)雜，噪音值和氮氧化物排放量略高。需結(jié)合項目實(shí)際情況選擇。[5]

2 發(fā)電機(jī)組主要性能參數(shù)對比

針對當(dāng)下醫(yī)院、商業(yè)以及居民建筑等樓宇集群的建設(shè)規(guī)模越來越廣泛，根據(jù)某項目發(fā)電量的需求，與冷熱負(fù)荷需求，本文選用2MW級的內(nèi)燃機(jī)與2MW級的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行對比分析，其中用戶負(fù)荷統(tǒng)計見表2，主要技術(shù)指標(biāo)見表，3。

某項目建筑以辦公、商業(yè)、酒店為主，供能面積約為20萬 m2。具有較集中的冷、熱、電需求。項目擬建天然氣冷熱電三聯(lián)供的分布式能源站為園區(qū)的全部建筑提供能源服務(wù)，滿足園區(qū)的全部冷、熱、電需求。

項目的建筑面積約21萬m2，冷負(fù)荷10.5MW，熱負(fù)，8.1MW，電負(fù)荷8.5MW，生活熱水平均負(fù)荷2MW。

現(xiàn)就項目用能需求進(jìn)行裝機(jī)配置，選取相同發(fā)電等級的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行對比，同時加入供熱、供冷能力高的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電功率/燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率≈燃?xì)廨啓C(jī)供熱能力/內(nèi)燃機(jī)供熱能力），共三個裝機(jī)方案進(jìn)行對比分析，如下：

方案一：1臺3MW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)+1臺煙氣熱水溴化鋰機(jī)組（制冷量：2908kW;制熱量：3043kW）+1臺燃?xì)鉄崴仩t（采暖功率：5000kW;生活熱水熱量：1100kW）+2臺電制冷機(jī)組（制冷功率：3868kW）;

方案二：1臺2MW內(nèi)燃機(jī)+1臺煙氣型雙效溴化鋰機(jī)組（制冷量：1881kW;制熱量：2001kW）+2臺電制冷機(jī)組（制冷功率：4571kW）+1臺燃?xì)鉄崴仩t（采暖功率：6000kW;生活熱水熱量：1100kW）;

方案三：1臺2MW燃?xì)廨啓C(jī)+1臺煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組（制冷量：5218kW;制熱量：3788kW）+1臺電制冷機(jī)組（制冷功率：5626kW）+1臺燃?xì)鉄崴仩t（采暖功率：4500kW;生活熱水熱量：1100kW）

方案的技術(shù)指標(biāo)對比如下，見表3：

從上表可以看出，在供應(yīng)相同冷量和熱量的情況下，三種方案的能源利用效率都很高，方案三的能源利用效率甚至超過80%以上。方案一所發(fā)電量是方案三的約2.4倍左右，是方案二的1.7倍以上。所耗天然氣量方案一也是三個方案中最多的。

3經(jīng)濟(jì)性分析

采用相同的冷熱價格，反算電價，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性分析，結(jié)果如下：

方案一的靜態(tài)初投資4688.6萬，反算電價為986.27元/MWh;方案二的靜態(tài)初投資2881.2萬，反算電價為1601.86元/MWh;方案三的靜態(tài)初投資3929.5萬，反算電價為2101.27元/MWh。

4 結(jié)語

經(jīng)過上述指標(biāo)對比分析，方案一更具有經(jīng)濟(jì)性。

鑒于不同項目的負(fù)荷需求不同，不同地區(qū)邊界條件也會不同，本文的對比分析為燃?xì)夥植际侥茉吹那捌陧椖刻峁┮环N參考性依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Hiremath R B， Shikha S， Ravindranath N H， et al. Decentralized energy planning; modeling and application—a review[J]. Renewable & Sustainable Energy Reviews， 2007， 11（5）： 729-752.

[2] 楊曉巳， 陶新磊. 綜合能源技術(shù)路線研究[J]. 華電技術(shù)， 2019，41（11）.

YANG Xiaosi， TAO Xinlei. Research on integrated energy technical route[J]. Huadian Technology， 2019.41（11）.

[3] 蔣瓅，許鳴珠，周雅娣.城市水光互補(bǔ)分布式能源的優(yōu)化配置研究[J].華電技術(shù)， 2019，42（2）：58-62.

JIANG Li， XU Mingzhu， ZHOU Yadi. Optimal configuration of hydro-solar complementary distributed power systems in cities[J]. Huadian Technology， 2019， 42（2）： 58-62.

[4] 陳曈，張偉波，周宇昊，等. 分布式能源系統(tǒng)常用儲能技術(shù)綜述[J].能源與環(huán)保，2019，41（07）：138-142.

CHEN Tong， ZHANG Weibo， ZHOU Yu Hao， et al. Summary of energy storage technologies commonly used in distributed energy systems[J].China Energy and Environmental Protection， 2019， 41（07）： 138-142.

[5]寧翔 內(nèi)燃機(jī)分布式供能系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及案例研究[J].能源研究與管理，2019（1）.

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