熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)熱電評(píng)價(jià)

蒸汽輪機(jī)

原理是由高溫高壓蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，做功后的低品位的汽輪機(jī)抽汽或背壓排汽用于供熱或制冷。由此機(jī)組也一般有兩種，一種是背壓式機(jī)組，另一種是抽汽式機(jī)組。背壓式機(jī)組不設(shè)冷凝器，用汽輪機(jī)尾部的余熱作為熱源，需要穩(wěn)定的熱負(fù)荷才能正常發(fā)電，其優(yōu)點(diǎn)是熱效率高。而抽汽式機(jī)組設(shè)置冷凝器，在汽輪機(jī)的中段抽取一定壓力（一般在1.0MPa左右）蒸汽作為熱源，其優(yōu)點(diǎn)是熱負(fù)荷可靈活調(diào)節(jié)，但熱效率比背壓式機(jī)組低。機(jī)組充分利用了汽輪發(fā)電機(jī)梯級(jí)做功的原理，能夠提高發(fā)電機(jī)組的熱效率，純凝汽式發(fā)電機(jī)組的熱效率一般為25%～30%，而熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組總熱效率則在45%以上。由于蒸汽輪機(jī)機(jī)組需要用到鍋爐提供高溫高壓蒸汽，所以一般在煤改氣的熱電聯(lián)產(chǎn)中得以應(yīng)用。

燃?xì)廨啓C(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室和汽輪機(jī)組成。壓氣機(jī)將空氣壓縮進(jìn)入燃燒室，在燃燒室內(nèi)與噴入的燃?xì)猓ㄈ缣烊粴猓┗旌先紵?，之后在汽輪機(jī)里膨脹，驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)的尾氣溫度很高（一般在500℃以上），是很好的驅(qū)動(dòng)熱源，可以用來(lái)制冷，也可以進(jìn)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽再供熱或制冷。另外，煙氣也可以不全部用來(lái)發(fā)電，而是部分用于工藝，這樣它的總熱效率可達(dá)80%或更高。

某焦化廠以富余的焦?fàn)t煤氣為燃料進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)這兩套方案進(jìn)行了比較，我們可以看出燃?xì)廨啓C(jī)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

①效率高。富余的焦?fàn)t煤氣可帶動(dòng)2臺(tái)2000kW的燃?xì)廨啓C(jī)，其尾氣又可帶動(dòng)2臺(tái)6.5t/h的余熱鍋爐。燃?xì)獍l(fā)電效率21%，余熱鍋爐熱效率44%，總熱效率65%.相應(yīng)的蒸汽輪機(jī)方案發(fā)電熱電轉(zhuǎn)換率只有28%左右，裝機(jī)容量也只有3500kW.

②投資小，占地少，投資回收期短。2000年的單位投資為3492元/kW，而蒸汽輪機(jī)發(fā)電的單位投資為5500元/kW.

③啟動(dòng)迅速，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，維修工作量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，燃料適應(yīng)范圍廣。

此外，燃?xì)廨啓C(jī)的容量范圍也很寬，小有幾十到數(shù)百kW的微型燃?xì)廨啓C(jī)，大到300MW以上的大型燃?xì)廨啓C(jī)。因而燃?xì)廨啓C(jī)正日益取代汽輪機(jī)在熱電聯(lián)產(chǎn)中的地位。

發(fā)電裝置

除了燃?xì)廨啓C(jī)的簡(jiǎn)單循環(huán)形式外，還有一種聯(lián)合循環(huán)的形式，即燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)把具有較高平均吸熱溫度的燃?xì)廨啓C(jī)與具有較低平均放熱溫度的蒸汽輪機(jī)結(jié)合起來(lái)，使燃?xì)廨啓C(jī)的高溫尾氣進(jìn)入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并使蒸汽在汽輪機(jī)中繼續(xù)作功發(fā)電，其抽汽或背壓排汽用于供熱和制冷，達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)避短、相互彌補(bǔ)的目的，使整個(gè)聯(lián)合循環(huán)的熱能利用水平較簡(jiǎn)單循環(huán)有了明顯提高。從《城市天然氣工程》中可以看到，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的凈效率已達(dá)48%～58%，并且正向著60%的目標(biāo)邁進(jìn)。

燃?xì)廨啓C(jī)的這兩種循環(huán)形式都有各自的特點(diǎn)和適用范圍。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)初投資較高，占地面積較大，但具有較強(qiáng)的靈活性，熱電產(chǎn)出比可通過(guò)控制抽汽量方便地調(diào)節(jié)，故適用于大型的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單循環(huán)系統(tǒng)初投資低，占地面積小，熱電聯(lián)產(chǎn)可調(diào)性差，則適用于負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定、小型的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

內(nèi)燃機(jī)

內(nèi)燃機(jī)將燃料（如天然氣）與空氣注入汽缸混合，點(diǎn)火引發(fā)其爆炸作功，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，回收燃燒后的煙氣和各部件的冷卻水的熱量用于熱電聯(lián)產(chǎn)。當(dāng)其規(guī)模較小時(shí)，發(fā)電效率明顯比燃?xì)廨啓C(jī)高，一般在30%以上，并且初投資較低，因而在一些小型的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中往往采用這種形式。但是，由于余熱回收復(fù)雜而品質(zhì)又不高，因此不適于供熱溫度要求高的場(chǎng)合。

外燃機(jī)

外燃機(jī)是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，又名斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（Stirling engine）新型的外燃機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在四封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹作功。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過(guò)加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。

外燃機(jī)的主要特點(diǎn)在于：

①發(fā)電效率高，部分負(fù)荷性能優(yōu)越。外燃機(jī)的發(fā)電效率可達(dá)40%，并有望提高到50%.對(duì)于微型的外燃機(jī)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，發(fā)電效率可達(dá)到30%～35%.

②出力和效率不受海拔高度影響，是一般高原地區(qū)柴油機(jī)效率的150%.

③可選擇的燃料范圍十分廣泛，包括各種氣體、液體和固體燃料。

④燃料在汽缸外過(guò)氧連續(xù)燃燒，運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)小，排氣中有害成分較少，噪聲較低。

⑤余熱易于回收，熱電聯(lián)產(chǎn)綜合效率可達(dá)65%～85%，熱電比在1.2～1.7的范圍。

⑥零部件少，活動(dòng)部件少，潤(rùn)滑油耗量少，無(wú)需維護(hù)保養(yǎng)而且保證長(zhǎng)期運(yùn)行。

外燃機(jī)尚存在的主要問(wèn)題和缺點(diǎn)是制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問(wèn)題。

燃料電池

燃料電池是把氫和氧反應(yīng)生成水放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，其基本原理相當(dāng)于電解反應(yīng)的逆向反應(yīng)。其具有無(wú)污染、高效率、適用廣、無(wú)噪聲和能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)電效率達(dá)40%以上，熱電聯(lián)產(chǎn)的效率達(dá)到80%以上。多數(shù)燃料電池正處于開(kāi)發(fā)研制中。

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)制冷評(píng)價(jià)

與制冷技術(shù)有關(guān)的選擇有壓縮式、吸收式和其他制冷方式。壓縮式制冷機(jī)的主要設(shè)備有壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流機(jī)構(gòu)，通過(guò)消耗外功并傳遞給壓縮機(jī)進(jìn)行制冷，可通過(guò)機(jī)械能的分配來(lái)調(diào)節(jié)電量和冷量的比例。吸收式制冷機(jī)則是用發(fā)生器、溶液泵、吸收器和節(jié)流閥取代了壓縮機(jī)，通過(guò)消耗低品位熱能來(lái)制冷，把來(lái)自熱電聯(lián)產(chǎn)的一部分或全部熱能用于驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)。

溴化鋰吸

溴化鋰吸收式制冷機(jī)以水-溴化鋰為工質(zhì)對(duì)，其工作原理為：溴化鋰稀溶液在發(fā)生器中被加熱，產(chǎn)生制冷劑（沸點(diǎn)較低）——水蒸汽，水蒸汽在冷凝器中被冷卻，并凝結(jié)成液態(tài)水。液態(tài)水經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器并在其中吸熱蒸發(fā)，進(jìn)行制冷，液態(tài)水重新汽化為水蒸汽。而發(fā)生器中發(fā)生了水蒸汽的溴化鋰濃溶液是吸收劑（沸點(diǎn)較高），經(jīng)節(jié)流閥減壓后，進(jìn)入吸收器吸收蒸發(fā)器來(lái)的水蒸汽。而后，吸收了水蒸汽的溴化鋰稀溶液由溶液泵提高壓力送回發(fā)生器，完成吸收制冷循環(huán)。

由于溴化鋰吸收式制冷機(jī)對(duì)熱源參數(shù)要求低、適應(yīng)性強(qiáng)，而且消耗電能少，所以在我國(guó)現(xiàn)階段的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中最為常見(jiàn)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)熱源的不同，可分為蒸汽型、直燃型、熱水型、余熱型和復(fù)合熱源型，可視熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)物選取不同機(jī)型。盡管如此，溴化鋰溶液易結(jié)晶的特性和機(jī)組能效比偏低的缺點(diǎn)卻在一定程度上制約了溴化鋰吸收式機(jī)組的發(fā)展。

氨吸制冷

氨吸收式制冷機(jī)以氨-水作為工質(zhì)對(duì)，其工作原理與溴化鋰式有相似之處。其優(yōu)點(diǎn)是能制取0℃以下冷量而不易結(jié)晶，對(duì)除了銅以外的金屬基本無(wú)腐蝕性，系統(tǒng)的體積也較小。其最大缺點(diǎn)在與大量的氨泄露會(huì)危害人體健康。此外，它也同樣具有吸收式制冷機(jī)組傳熱設(shè)備較多、能效比偏低的通病。

“十一五”期間，全國(guó)新增供熱機(jī)組裝機(jī)容量約6000萬(wàn)千瓦，2011年我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)規(guī)模為141.30GW，到2012年供熱機(jī)組裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到156.93GW，約占同期全國(guó)火電機(jī)組裝機(jī)總?cè)萘康?9.16%。到2012年底，我國(guó)6000千瓦及以上熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)已超過(guò)2.2億千瓦，達(dá)22075萬(wàn)千瓦，占同口徑火電裝機(jī)容量的27.49%，占全國(guó)發(fā)電機(jī)組總?cè)萘康?9.25%。

熱電聯(lián)產(chǎn)是一項(xiàng)綜合利用能源的技術(shù)，在發(fā)電的同時(shí)，有效利用汽化潛熱進(jìn)行供熱，具有能源利用效率高、保護(hù)環(huán)境等諸多優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是最好的集中供熱熱源。但近年來(lái)，有的地區(qū)卻出現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱價(jià)格高于區(qū)域鍋爐供熱的不合理現(xiàn)象，以及熱電聯(lián)產(chǎn)在城市集中供熱的比重不斷降低，這不利于行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。國(guó)家應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)相關(guān)配套政策的落實(shí)完善，使這一現(xiàn)象得到緩解，保障熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)的順利發(fā)展。

受我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的影響，目前我國(guó)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還大多以煤為主要燃料，總的熱效率不高。對(duì)比發(fā)達(dá)國(guó)家，美國(guó)73%的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目使用的是燃?xì)?，俄羅斯熱電聯(lián)產(chǎn)燃料構(gòu)成中70%是石油和天然氣。這促使我們要大力發(fā)展以燃?xì)猓ㄓ绕涫翘烊粴猓槿剂系睦錈犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)。另外，我國(guó)的燃?xì)饫錈犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)也多是采用高參數(shù)的大容量機(jī)組，而不需要長(zhǎng)距離輸送、能源利用率高的小型系統(tǒng)還并不多見(jiàn)。相信未來(lái)小型冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和區(qū)域集中供熱供冷系統(tǒng)（DHC）將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。以上兩個(gè)趨勢(shì)和方向，使得微型燃?xì)廨啓C(jī)、外燃機(jī)、燃料電池和單壓吸收式制冷機(jī)等既環(huán)保又節(jié)能的設(shè)備受到了較大關(guān)注和開(kāi)發(fā)。相信在我國(guó)能源政策的調(diào)整中，所有以上這些形式多樣、特點(diǎn)各異的設(shè)備會(huì)給冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)帶來(lái)更深的內(nèi)涵和更好的發(fā)展。 2100433B

鍋爐加供熱汽輪機(jī)由于煤燃燒形成的高溫?zé)煔獠荒苤苯幼龉?，需要?jīng)鍋爐將熱量傳給蒸汽，由高溫高壓蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，做功后的低品位的汽輪機(jī)抽汽或背壓排汽用于供熱。鍋爐加供熱機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)適應(yīng)于以煤為燃料。這也是我國(guó)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)普遍采用的形式。這種系統(tǒng)的技術(shù)已非常成熟，主要設(shè)備也早已國(guó)產(chǎn)化。由于這種系統(tǒng)占地大，負(fù)荷調(diào)節(jié)能力差，發(fā)電效率低，一般在煤改氣的熱電聯(lián)產(chǎn)中得以應(yīng)用，新建燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)很少采用這種形式。 燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)分為單循環(huán)和聯(lián)合循環(huán)兩種形式。單循環(huán)的工作原理是：空氣經(jīng)壓氣機(jī)與燃?xì)庠谌紵胰紵鬁囟冗_(dá)1000℃以上、壓力在1－1.6MPa的范圍內(nèi)而進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)推動(dòng)葉輪，將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。從燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣溫度一般為450℃～600℃，通過(guò)余熱鍋爐將熱量回收用于供熱。大型的燃?xì)廨啓C(jī)效率可達(dá)30%以上，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低于50%時(shí)，熱效率下降顯著。考慮到熱和電兩種輸出的總效率一般能夠保持在80%以上。燃?xì)廨啓C(jī)組啟停調(diào)節(jié)靈活，因而對(duì)于變動(dòng)幅度較大的負(fù)荷較適應(yīng)。工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的生產(chǎn)基本上來(lái)自西方國(guó)家，如GE、ALSTOM、SIEMENS、SOLAR、ABB等。 上述單循環(huán)中余熱鍋爐可以產(chǎn)生的參數(shù)很高的蒸汽，如果增設(shè)供熱汽輪機(jī)，使余熱鍋爐產(chǎn)生的較高參數(shù)的蒸汽在供熱汽輪機(jī)中繼續(xù)做功發(fā)電，其抽汽或背壓排汽用于供熱，可以形成燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的發(fā)電效率進(jìn)一步得到提高，可達(dá)到50%以上。 內(nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)規(guī)模較小時(shí)，它的發(fā)電效率明顯比燃?xì)廨啓C(jī)高，一般在30%以上，因而在一些小型的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)中往往采用這種內(nèi)燃機(jī)形式。但是，由于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油和氣缸冷卻放出的熱量溫度較低（一般不超過(guò)90℃），而且該熱量份額很大，幾乎與煙氣回收的熱量相當(dāng)，因而這種采暖形式在供熱溫度要求高的情況下受到了限制。內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)廠家有總部這在瑞士的WARTSILA NSD公司、德國(guó)的MANB&W公司以及美國(guó)的CATERPILLAR公司等。 燃料電池它是把氫和氧反應(yīng)生成水放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。其基本原理相當(dāng)于電解反應(yīng)的逆向反應(yīng)。燃料（H2和CO等）及氧化劑（O2）在電池的陰極和陽(yáng)極上借助氧化劑作用，電離成離子，由于離子能通過(guò)在二電極中間的電介質(zhì)在電極間遷移，在陰電極、陽(yáng)電極間形成電壓。在電極同外部負(fù)載構(gòu)成回路時(shí)就可向外供電。燃料電池種類(lèi)不少，根據(jù)使用的電解質(zhì)不同，主要有磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC）、固體氧氣物燃料電池（SOFC）和質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）等。 燃料電池具有無(wú)污染、高效率、適用廣、無(wú)噪聲和能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。它的發(fā)電效率可達(dá)40%以上，熱電聯(lián)產(chǎn)的效率也達(dá)到80%以上。多數(shù)燃料電池正處于開(kāi)發(fā)研制中，雖然磷酸燃料電池（PAFC）等技術(shù)成熟并已經(jīng)推向市場(chǎng)，但仍較昂貴。鑒于燃料電池的獨(dú)到優(yōu)點(diǎn)，隨著該項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，必將在未來(lái)燃?xì)獠膳袠I(yè)起到越來(lái)越重要的作用。從事燃料電池研究和開(kāi)發(fā)的單位主要有美國(guó)的國(guó)際燃料電池、聯(lián)信、Plug Power、Analytic Power、Onsi和西屋等公司，加拿大Ballard公司，日本的三菱、松下、三洋、東芝、宣士電機(jī)和富士電機(jī)等公司，德國(guó)MTU公司和西門(mén)子公司等。我國(guó)也有大連化物所等多家單位從事燃料電池的研究。 與熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)有關(guān)的選擇主要有蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的外燃燒式方案和燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃燒式方案。此外，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)馔馊紮C(jī)和燃料電池以及其他新能源技術(shù)的發(fā)展，也賦予了冷熱電聯(lián)產(chǎn)新的內(nèi)涵。

“大幅提高我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)效率的途徑”研討會(huì)開(kāi)幕詞

議題一 熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱事業(yè)的發(fā)展方向

(執(zhí)行主席：倪維斗)

我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)的新發(fā)展

從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度重新審視熱電聯(lián)產(chǎn)

以總能系統(tǒng)觀點(diǎn)與用熱終端高效化為特征的大中型火電機(jī)組聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)新模式

城市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的發(fā)展與挑戰(zhàn)

加速發(fā)展核電——中國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的必由之路

議題二熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱事業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新流程(執(zhí)行主席：江億)

基于Co-ah循環(huán)的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方法

節(jié)能減排需要科學(xué)創(chuàng)新

大容量熱電聯(lián)供汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題

凝汽機(jī)組改供熱的幾個(gè)問(wèn)題

熱電聯(lián)產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的建議

基于分棟熱計(jì)量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù)介紹(一)——理論可行性研究及硬件開(kāi)發(fā)

基于分棟熱計(jì)量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù)介紹(二)——示范工程測(cè)試及社會(huì)可接受性調(diào)查

低溫地板輻射供熱技術(shù)

工程示例

案例一 赤峰大唐富龍利用基于吸收式循環(huán)的集中供熱新技術(shù)2×300Mw熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能減排示范工程

案例二 內(nèi)蒙古環(huán)境改善一期項(xiàng)目巴彥淖爾市臨河區(qū)集中供熱工程

案例三 天津中新生態(tài)城能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃集中供熱工程

附錄

附錄一中國(guó)工程院院士建議關(guān)于加快科技創(chuàng)新、大幅提高我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)效率建議

附錄二 第9次“工程前沿”研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要

用于家庭或小型商業(yè)建筑的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統(tǒng)通常由天然氣供電以產(chǎn)生電力和熱量。微型熱電聯(lián)產(chǎn)(Micro CHP)系統(tǒng)是小型燃料電池或驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其為個(gè)體建筑的供暖，通風(fēng)和空調(diào)提供電力和熱量。微型熱電聯(lián)產(chǎn)可能主要跟隨熱需求發(fā)熱，供電作為副產(chǎn)品，或者可能會(huì)跟隨電力需求發(fā)電，熱量是副產(chǎn)品。 當(dāng)主要用于在電力需求波動(dòng)的情況下的熱量時(shí)，微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可能產(chǎn)生比立即要求的更多的電力。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)使用的技術(shù)有：

• 內(nèi)燃機(jī)

• 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)

• 燃料電池

• 微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

• 蒸汽機(jī)（使用傳統(tǒng)的水或有機(jī)化學(xué)品如制冷劑）

微型熱電聯(lián)產(chǎn)燃料

有許多類(lèi)型的燃料和熱源可能被認(rèn)為用于微型熱電聯(lián)產(chǎn)。這些來(lái)源的性質(zhì)在系統(tǒng)成本，熱成本，環(huán)境影響，便利性，易于運(yùn)輸和存儲(chǔ)，系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)壽命方面都有所不同。 正在考慮與微型熱電聯(lián)產(chǎn)一起使用的一些熱源和燃料包括：天然氣，液化石油氣，生物質(zhì)，植物油（如菜籽油），木煤氣，太陽(yáng)能熱能，最近還有氫，以及多燃料系統(tǒng)。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型

天然氣適用于內(nèi)燃機(jī)，如奧托四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。 燃?xì)廨啓C(jī)由于其高效率，小尺寸，清潔燃燒，耐用性和低維護(hù)要求而被用于許多小型系統(tǒng)中。 用箔軸承和空氣冷卻設(shè)計(jì)的燃?xì)廨啓C(jī)在沒(méi)有潤(rùn)滑油或冷卻劑的情況下運(yùn)行。 燃?xì)廨啓C(jī)的廢熱大部分在排氣中，而往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱在排氣和冷卻系統(tǒng)之間分流。

外燃機(jī)可以在任何高溫?zé)嵩瓷线\(yùn)行。 這些發(fā)動(dòng)機(jī)包括斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，熱“氣”渦輪增壓器和蒸汽機(jī)。 兩者的效率都在10%-20%之間，截至2014年，微型CHP產(chǎn)品的生產(chǎn)量很少。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)燃料電池

燃料電池發(fā)電和作為副產(chǎn)品的發(fā)熱。固定燃料電池應(yīng)用于斯特林熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需移動(dòng)部件，維護(hù)更少，操作更安靜。 剩余電量可以交回電網(wǎng)。