基于燃气轮机的热电冷联产的技术经济评价
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燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析摘要:由于传统化石能源的消耗给环境带来的污染压力与日俱增,使得冷热电联产(CombinedCooling,heatingandPower,CCHP)这种具有优越节能和环保特性的分布式能量系统极为引人关注。
在国外,尤其是欧美日发达国家,已经取得了阶段性的成果;国内前些年由于受天然气供应不足、电力市场体制等原因的限制,发展一直相对缓慢,但随着国家改革的深入、“西气东输”的相继完工和中俄天然气合作协议的签订,我国的分布式能量系统事业必将焕发出更加强大的生机。
基于此,本文主要对燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性进行分析探讨。
关键词:燃气轮机;冷热电联产;系统技术;经济性分析1、前言世界各国的能源环境专家普遍认为:应将需求供应整合优化,实现能源和温度对口梯级利用,就近供能减少中间环节损耗,这将是解决问题的最好手段。
燃气轮机热电联产系统既可以单独使用,承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务;更可作为分布式电源的一种,以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。
毫无疑问,以小型或微型燃气轮机为主要动力装置的分布式热电联产系统必将具有很大的发展潜力。
2、联供系统的原理与构成燃气冷热电联产是分布式能源系统的一种主要形式,是冷、热、电三种不同形式能量的联合生产,主要由驱动系统、发电系统、供热系统、制冷系统和控制系统组成,实现能量的梯级利用,总的能源利用率可以高达75%~90%。
按系统规模大小及布置型式可分为楼宇型和区域型两类,楼宇型一般采用燃气内燃机或微型燃气轮机作为动力设备,而区域型则主要以燃气轮机作为原动机。
燃气在动力设备里燃烧发电以后,产生的高温烟气通过余热回收装置再利用后向用户供热或供冷,从而满足用户对冷、热、电等能源负荷的需求,实现能量的梯级利用,提高能源的利用效率。
本文建立以燃气轮机发电机组为原动机,烟气型溴化锂吸收式冷暖机组为余热利用设备,另外根据需要配置压缩式电制冷机(热泵型)、烟气/热水换热器,如图1所示。
燃气蒸汽联合循环热电联产机组热经济性分析作者:周淼来源:《科学与技术》2019年第20期摘要:本篇文章主要对燃气蒸汽联合循环热电联产机组热经济性进行分析,着重对热经济性进行分析,这可以进一步优化机组,同时节约能源。
燃气与蒸汽相结合的热电联产是一种科学的优化选择,本文将会以GE厂生产的9F燃气机型为例来对其热经济性指标进行思考分析,并对于供热机组的动力特性进行思考分析,这可以创造出最大化的经济社会效益。
关键词:燃气蒸汽联合;9F燃气机型;热经济性;热电联产1.GE公司9F燃气轮机概述GE公司拥有130年的能源创新历史,在能源服务、发电设备及能源管理领域是目前产品最多样化、世界最大的供应商之一。
GE公司对9F燃气轮机进行了一系列的改革和创新,在保持原有F级机组优秀性能的同时,还对其发电出力、排放、效率等进行了一系列的改进和优化,如今,F级燃气轮机演化出了9FA和9FB两款机型,均具备世界领先的性能和技术水平。
9FB燃气轮机是GE公司生产的最先进50Hz空气冷燃机,其与9FA燃气轮机具备相同的压气机设计理念,并进一步提高了其高压比,选择了高燃烧温度的新型热通道部件及模块化辅助系统,以此来更好的满足用户的基本需求。
2011年,由于客户对机组灵活性运行提出了较高的要求,GE公司研发出了FlexEfficiency*50联合循环电厂,其对9FB燃气轮机进行了一系列的改革和创新,并融合了透平升级和压气机技术,同时继续选择了干式低氮燃烧系统(DLN2.6+),满足状态下的效率超过了60%,而在单轴配置下的额定出力为510MW。
FlexEfficiency*50联合循环电厂与燃气机平行进行设计和优化,使机组运行的灵活性大大提升。
GE公司借助先进技术手段,将9FB燃机(03版)与标准电厂进行了有效的融合,从而为用户提供更环保、更快速、更高效的联合循环热电联产机组,其既可以在短时间内为用户提供设计方案,而且还可以提供检修项目和运行协助等支持服务。
收稿日期:2004-10-20; 修订日期:2005-03-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(90210032)作者简介:冯志兵(1972-),男,湖北武穴人,中国科学院博士研究生.文章编号:1001-2060(2005)04-0425-05燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析冯志兵,金红光(中国科学院工程热物理研究所,北京 100080)摘 要:分析了现有商业燃气轮机用于热电联产系统和冷热电联产系统时的性能。
与常规分产系统相比,两系统在热力学性能上均有较大优势,绝大多数节能率超过20%。
功率较小的燃气轮机单位造价偏高,用于冷热电联产系统时经济性较差;随着功率的增加经济性不断改善,冷热电联产系统的经济性受到很多因素的影响,其中运行时间和电价的影响最明显,其次为燃料价格的影响,热价和冷价的影响相对最小;这些因素在燃气轮机功率较小时影响较大,随功率的增加影响逐渐减小。
关键词:燃气轮机;冷热电联产系统;热电联产系统;经济性分析中图分类号:TK123 文献标识码:B符号说明C—制冷量; COP—制冷系统性能系数; f—输入燃料能量;h—烟气焓;H—供热量;w—输出电量;q—动力系统排气中热量;T—绝对温度;x—利用热量在排气热量η—效率;中比例;下标0—环境;a—吸收式制冷;b—锅炉;c—制冷;CHP—热电联产系统; CCHP—冷热电联产系统;e—电,压缩式制冷;eg—电网;h—供热;re—参照分产系统;1 前 言热电联产系统将动力系统排向环境的热量回收用于供热,在一定程度上对燃料能量进行了梯级利用,具有较高的能源利用效率。
随着人民生活水平的改善,夏季对冷负荷的需求显著增加。
在这种情况下,将热电联产系统进行扩展,把从动力系统回收的热量先用于制冷,然后用于供热,使能量梯级利用水平进一步得到提高,系统的性能和经济性将显著改善。
通常冷热电联产系统布置在用户周围,直接向用户提供电力,减少了对电网的依赖,提高了用户用电安全性;系统性能的改善使满足相同需求时消耗的燃料减少,同时动力系统的污染物排放量较少,因此对环境的压力明显降低;在满足冷需求的同时,提供了部分电力,从而大大缓解夏季用电高峰时电网的压力。
燃气冷热电三联供系统节能性与经济性分析燃气冷热电联供系统是分布式能源系统的主要形式,是一种建立在能量梯级利用基础上的综合产能、用能分布式系统。
系统安装于最终用户端附近,首先利用一次能源驱动发电机发电,再通过各种余热利用设备对余热进行回收利用,从而向用户同时提供电力、制冷、采暖、生活热水等。
燃气冷热电联供系统以其节能、削峰填谷、环保、电力可靠性高等优点而受到广泛重视。
标签:冷热电三联供制冷系统发电效率节能1 燃气冷热电三联供技术产生背景中国经济建设高速发展的今天,能源短缺及环境污染问题日益突出,开发新能源,调整能源结构,以建设资源节约型和环境友好型社会一直是政府的发展目标。
新能源的开发利用需要全面的考虑其经济性、社会性以及生态性,在这种大的形势下,节能减排的分布式能源系统成为我国在能源方面发展的主要对象。
国际上应对气候变化和治理空气污染一直呼声不断,近年美国页岩气的开发利用极大的增加了国际市场天然气的供应,我国自俄罗斯进口来的天然气及自身天然气的发展,使整个能源机构发生了变化,中国计划到2030年非石化资源占一次能源的比重提高到20%左右,燃气热电冷联供技术恰逢其时。
天然气分布式能源,又称燃气热电冷联供系统,是一种建立在能源梯级利用概念基础上,将供热(采暖和供热水)、制冷及发电过程一体化的能源综合利用系统,其综合能源利用效率在70%以上,受到许多发达国家的重视并被称为“第二代能源系统”。
2 冷热电三联供的特点2.1 提高能源综合利用效率:运用能量梯级利用原理,先发电,再利用余热,体现了由能量的高品位到低品位的科学用能,且使一次能源综合利用效率和效益大幅度提高2.2 冷热电三联供CCHP可以大大提高能源利用效率:大型发电厂的发电效率一般为30%~40%;而CCHP的能源利用率可达到80%~90%,且沒有输电损耗;2.3 降低碳和污染物排放方面具有很大的潜力:据专家估算,如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%,到2020年CO2的排放量将减少30%,有利于环境保护;2.4 缓解电力短缺,平衡电力峰谷差:三联产系统采用自发电,可以避开电网用电高峰,并且大大提高了建筑供电可靠性和安全性;2.5 布置在用户侧,燃气三联供系统解决了热电厂冬夏季负荷不均造成的热经济性低的问题,降低了发电煤耗率,提高了经济效益;2.6 该系统布置在建筑物内或就近布置,减少了大型热电项目大电网、大热网在输送环节的能量损失;2.7 该系统能够实现建筑用能自发自用,能源使用随用随转化、调节方便,避免了大型热电项目水利失调、冷热不均带来的能量损失;2.8 以溴化锂吸收式制冷机取代压缩式制冷机,避免了CFC类氟利昂制冷剂的大量使用和排泄,起到了环保的作用;3 热电冷三联供系统常见的几种配置模式按燃气原动机的类型不同来分,常用的冷热电联供系统有两类,即燃气轮机式联供系统和内燃机式联供系统,系统的具体组成包括:燃气机组、发电机组及供电系统、余热回收及供热系统、制冷机组及供冷系统,此外还有燃气机组的空气加压、预热、冷却水、烟气排放的辅助系统。
燃气轮机冷热电联产技术分析摘要:任何一个企业或家庭,对于能源的需求都是多样的,需要电力、采暖热力、空调制冷、生活热水,炊事燃气等等。
这些需求在传统工业社会中是通过明确的社会分工,由各个专业企业分别加以解决。
但是最大的问题是能源利用效率低、设备使用效率低,从而带来资源和资金的浪费,以及环境污染的加剧等。
本文主要探讨的就是关于燃气轮机冷热电联产技术的剖析。
关键词:燃气轮机;冷热电联产技术引言:世界各国的能源环境专家普遍认为:应将需求供应整合优化,实现能源和温度对口梯级利用,就近供能减少中间环节损耗,这将是解决问题的最好手段。
燃气轮机热电联产系统既可以单独使用,承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务;更可作为分布式电源的一种,以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。
毫无疑问,以小型或微型燃气轮机为主要动力装置的分布式热电联产系统必将具有很大的发展潜力。
1.燃气轮机热电联产系统的工作原理1.1燃气轮机发电机组的工作原理热电联产系统按照功能可以分成两个子系统:动力系统(发电)和供热系统(供暖、热水、通风等)。
动力系统处于联产系统的顶端,通常根据动力系统确定联产系统所采用的技术。
联供技术的采用取决于许多因素,包括:电负荷大小、负荷的变化情况、空间的要求、热需求的种类及数量、对排放的要求、采用的燃料、经济性和并网情况等。
以燃气轮机为原动机的分布式联产系统的主要原动机又可以分为两类:小型燃气轮机和微型燃气轮机。
下面分别介绍其工作原理。
1.1.1燃气轮机发电机组的工作原理(1)工作原理燃气轮机是以气体作为工质、把燃料燃烧时释放出来的热量转变为有用功的动力机械。
它由压气机、燃烧室和透平等部件组成。
空气被压气机连续地吸入和压缩,压力升高,接着流入燃烧室,在其中与燃料混合燃烧成为高温燃气,再流入透平中膨胀做功,压力降低,最后排至大气。
由于加热后的高温燃气做功能力显著提高,燃气在透平中的膨胀功大于压气机压空气所消耗的功,因而使透平在带动压气机后有多余的功率带动发电机转动。
燃气轮机冷热电联供系统分析摘要:利用燃气轮机发电的联供系统是各国家目前普遍使用的方式之一。
利用燃气轮机发电,冷热电负荷不同,选择的形式、方案也不尽相同。
关键词:分布式能源、燃气轮机、梯级利用、以电定热中图分类号: tu996.2文献标识码:a 文章编号:目前,以天然气为主要燃料的新型分布式能源技术设备和冷热电联产系统,将能源利用和环保标准提高到一个全新的层次。
这种新型能源将从根本上改变传统的发电、供热、供冷互相分离的能源利用模式。
燃气轮机冷热电联产系统中,燃气轮机在发电的同时,回收利用其烟气的余热制冷或制热,实现在能的梯级利用基础上的冷热电联产,从而达到节能目的。
在冷热电联产系统中,燃气轮机不仅仅是动力设备,还是热的提供者。
笔者调查了国内外主要品牌的燃气轮机的相关余热特性,发现燃气轮机的排气温度都比较高,均具有很好的可用性。
例如,索拉透平公司,是全球工业燃气轮机行业的知名企业,也是美国排名前50强的出口企业。
其生产的“水星”mercury 50燃气轮机,排气温度可达到377℃,taurue60燃气轮机,排气温度可高达到510℃;国内青岛汽轮机厂生产的rf0221燃气轮机,排气温度可达到454℃, rf0391燃气轮机,排气温度可达到532℃.在制定和选择以燃气轮机作为原动机的冷热电联产系统集成方案时,应充分考虑燃气轮机的额定工况及变工况特点。
燃气轮机的余热温度高,使得余热的回收利用方式更为灵活,能够满足各种不同的冷热需要。
因此,对冷热负荷较大的用户,选择以燃气轮机作为冷热电联产能源利用方式具有潜在优势。
笔者通过调查国内外部分运行的冷热电联产系统发现,集成方式多种多样,根据需要选择性也相对灵活,主要方式包括:燃气轮机-锅炉并联、燃气轮机-余热锅炉型、燃气-蒸汽联合循环型、燃气轮机-直燃机型、燃气轮机-湿空气型等等。
具体应用方式如下:1、燃气轮机+余热锅炉+蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组此系统是一种“以电定热”的余热应用方式。
关于9E级燃气轮机联合循环系统冷热电三联产经济性分析作者:张宗毅来源:《科技风》2016年第23期摘要:基于当前工业领域的快速发展,燃气轮机联合循环系统应用逐渐引起了人们关注,尤其是采用冷热电三联产方式的联合循环机组经济效益显著。
因此,通过对三联产机组的经济性分析,来不断完善运行方式,达到高效运行的目的。
本文从冷热电三联产经济性计算入手,阐述了9E燃气轮机联合循环系统运行时的具体优化策略。
关键词:9E级燃气轮机;联合循环系统;经济性在国家产业政策调整的推动下,越来越多的9E燃气轮机联合循环得到应用。
通过研究其运行经济性,可不断改善联合循环机组的设计和运行方案。
以下是对冷热电三联产方式的9E 燃气轮机联合循环系统的经济性分析。
一、冷热电三联产热经济性分析计算(一)主要设备技术参数某厂在设计、筹建期间,为了顺应国家产业调整趋势,于2014年引进了2套9E燃气轮机联合循环机组,总装机容量为370MW,对外供热能力为320t/h。
每套联合循环由1台燃气轮机、1台蒸汽轮机、1台余热锅炉组成。
其中,燃气轮机在ISO工况下满负荷运行出力为125MW,选用燃料为天然气。
正常运行时,一级燃气透平入口烟温高达1124℃,排气温度为538℃,燃气轮机气耗率控制在0.2538Nm3/kWh,即单循环热效率约为33%。
所配套的汽轮机满负荷运行时主蒸汽压力5.55MPa,主蒸汽温度为513℃,进气流量约为194t/h。
余热锅炉采用三压无补燃方式,高、低压系统运行中的过热蒸汽压力分别为5.73MPa、0.853MPa,高、低压过热蒸汽温度分别为515℃、253℃,蒸汽流量分别为195t/h、39t/h。
(二)能源利用情况9E级燃气轮机联合循环系统工作原理,即压气机从外界大气环境吸入空气,并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压,同时空气温度也相应提高;压缩空气被压送到燃烧室与喷入的天然气混合燃烧生成高温高压的燃气;然后再进入到透平中膨胀做功,推动透平带动压气机和发电机转子一起高速旋转,实现了气体燃料的化学能部分转化为机械功,并输出电能。
燃气轮机进气冷却系统对机组经济性的影响分析发布时间:2022-05-26T03:16:59.303Z 来源:《福光技术》2022年11期作者:石文昊[导读] 燃气轮机进气冷却系统的工作目的是制冷,降低燃气轮机工作产生的热量,保证燃气轮机始终在合适的温度条件下工作,以提高燃气轮机的使用寿命和运行安全性、稳定性。
随着冷却温度的变化,燃气轮机进气冷却系统的制冷量、投资效益也发生变化。
天津华电南疆热电有限公司天津滨海新区 300450摘要:本文主要介绍燃气轮机进气冷却系统的结构组成、工作原理,从数学角度构建燃气轮机进气冷却系统影响机组经济性的理论模型,并结合案例说明该模型的应用价值。
关键词:进气冷却系统;机组;经济性;数学模型引言:燃气轮机进气冷却系统的工作目的是制冷,降低燃气轮机工作产生的热量,保证燃气轮机始终在合适的温度条件下工作,以提高燃气轮机的使用寿命和运行安全性、稳定性。
随着冷却温度的变化,燃气轮机进气冷却系统的制冷量、投资效益也发生变化。
在实践中,工作人员要结合工作实际需要,综合考虑工作环境露点温度和年投资等因素,合理设计燃气轮机进气冷却系统工作参数和做好事前工作。
1燃气轮机进气冷却系统概述燃气轮机是一种旋转叶轮式的热力发电机,可以助连续流动的气体带动叶轮高速旋转,从而对燃料的能量进行有用做功,将化学能以及其他形式的能量转化为电能。
其工作原理如下:压气机吸入空气,在提高内部空气压力的前提下,同步进行加热,将压缩后的空气送入燃料室,和燃料充分反映后生成高温高压气体。
再讲气体送入透平中,进行膨胀做功,推动压气机高速旋转,将气体和燃料化学能转化为机械能,输出电功。
尽管燃气轮机是一种结构简单、效率高的内燃式动力机械,但仍受限于温度规律影响,导致其使用存在一定局限性。
即燃气轮机的输出随着外部环境温度的升高而逐渐降低。
进气冷却系统是燃气轮机组的重要组成部分,引进进气冷却系统是解决燃气轮机应用温度规律问题的有效手段。
节能评估技术热电联产项目1 范围本标准规定了热电联产项目的节能评估内容和要求。
本标准适用于采用汽轮机、燃气轮机或燃气-蒸汽联合循环发电并作为供热热源的新建或改、扩建热电联产固定资产投资项目,其他热电联产技术改造项目可参照执行。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2589 综合能耗计算通则GB/T 3484 企业能量平衡通则GB/T 15587 工业企业能源管理导则GB 17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则GB/T 21369 火力发电企业能源计量器具配备和管理通则GB/T 23331 能源管理体系要求GB/T 28749 企业能量平衡网络图绘制方法GB/T 28750 节能量测量和验证技术通则GB/T 28751 企业能量平衡表编制方法GB/T 31341 节能评估技术导则GB 50660 大中型火力发电厂设计规范GB XXXXX 热电联产单位产品能源消耗限额DL/T 1365 名词术语电力节能3 术语和定义GB/T 31341、GB XXXXX 《热电联产单位产品能源消耗限额》和DL/T 1365界定的术语和定义适用于本文件。
4 节能评估内容和要求4.1前期准备4.1.1确定节能评估范围节能评估范围应与投资建设范围一致,并体现项目的完整性,涵盖能源购入存储、加工转换、输送分配、终端使用的整个过程。
当改、扩建项目依托原项目建设时,原项目相关设施用能情况也应纳入评估范围。
承担节能评估的机构应与热电联产项目建设单位充分沟通,明确项目用能体系边界,确定节能评估范围。
4.1.2收集基础资料收集热电联产项目基础资料,主要包括:a)建设单位基本情况:●建设单位名称;●所属行业类型;●建设单位性质;●建设单位地址;●建设单位法人代表;●建设单位生产规模与经营概况等。
冷热电三联产系统发展现状探究冷热电三联产系统是一种能够同时生产电力、热能和冷能的能源系统。
它通过利用废热的方式提高能源的利用效率,减少能源的浪费,对于节约能源和减少环境污染具有重要意义。
随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出,冷热电三联产系统的发展趋势备受关注。
本文将对冷热电三联产系统的发展现状进行探究。
一、技术水平逐渐提升。
冷热电三联产系统需要集成多种能源技术,包括燃气轮机、蒸汽发生器、制冷机组等。
随着科学技术的不断进步,这些技术逐渐成熟并得到广泛应用。
燃气轮机技术的发展使得冷热电三联产系统能够更加高效地利用能源,减少二氧化碳等废气的排放。
二、应用范围逐渐扩大。
最初,冷热电三联产系统主要应用于工业领域,例如化工厂、钢铁厂等。
随着技术的成熟和成本的降低,冷热电三联产系统已经逐渐应用于商业建筑、医院、学校等公共场所。
一些高耗能的行业和地区也开始使用冷热电三联产系统,以降低能源成本和减少环境污染。
三、政策支持力度加大。
为了促进冷热电三联产系统的发展,很多国家和地区都出台了相关的政策和标准。
美国的能源政策鼓励企业和机构采用冷热电三联产系统,以提高能源利用效率并减少碳排放。
中国也出台了一系列政策,支持冷热电三联产系统在工业和建筑领域的应用。
四、市场竞争加剧。
随着冷热电三联产系统市场的扩大,市场竞争也日益激烈。
越来越多的企业和机构投入到冷热电三联产系统的生产和销售中,促进了技术的创新和成本的降低。
市场竞争也促使企业提高产品质量和服务水平,满足用户的需求。
五、面临的挑战和机遇。
虽然冷热电三联产系统在发展过程中取得了一些成绩,但仍然面临一些挑战。
冷热电三联产系统的成本相对较高,对于一些中小型企业来说仍然难以承担。
技术集成和运维管理也是一个难题,需要专业人才和合理的运维机制。
随着技术的进步和政策的支持,冷热电三联产系统仍然有很大的发展潜力。
人们对于节约能源和保护环境的意识不断增强,市场需求也在逐渐扩大。
冷热电三联产系统有望在未来取得更大的发展。
基于燃气内燃机的热电冷三联供系统代焱叶水泉刘月琴杭州华电华源环境工程国电机械设计研究院摘要:热电冷三联供作为提高能源利用率的一种有效形式,对电力、燃气调峰和城市节能有很大的益处,越来越引起人们的重视,本文主要探讨基于燃气内燃机的热电冷三联供的运行模式及其设计方法,并与常规系统进行了经济性比较。
关键词:热电冷三联供内燃机余热利用1 引言1.1 概述热电冷三联供CCHP(Combined Cooling, Heating &Power)是一种建立在能量的梯级利用基础上,将制冷、供热(采暖和卫生热水)及发电过程一体化的多联产总能系统,目的在于提高能源利用效率,减少碳化物及有害气体的排放。
典型热电冷三联供系统一般包括:动力系统和发电机(供电)、余热回收装置(供热)、制冷系统(供冷)等。
针对不同的用户需求,热电冷联供系统方案的可选择范围很大:就动力装置而言可选择外燃烧式(蒸汽动力装置)、内燃烧式(燃气动力装置)、燃料电池、以及采用太阳能、风力等可再生能源等;就制冷方式而言可选择压缩式、吸收式或其它热驱动制冷方式,还可以根据用户性质、条件选择大规模热电冷联供生产装置和设在用户现场的三联供装置。
热电冷三联供系统可以广泛应用于同时具有电力和空调需求的场所,如工厂、医院、大型商场、酒店、生活小区和工业园区等。
1.2热电冷三联供的特点1)与集中式发电-远程送电比较,CCHP可以大大提高能源利用效率:大型发电厂的发电效率一般为30%~40%;而CCHP的能源利用率可达到80~90%,且没有输电损耗。
2)CCHP在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力:据有关专家估算,如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%,到2020 年CO2的排放量将减少30%,有利于环境保护。
3)缓解电力短缺,平衡电力峰谷差。
CCHP采用自发电,可以避开电网用电高峰,并且大大提高了建筑供电可靠性和安全性。
4)扩大了燃气使用量,平衡燃气峰谷差。
懒壤翻糯天然气是清洁、高效的优质能源,我国能源结构中将逐步扩大天然气的比例。
以西气东输工程为代表的内陆天然气工程的实施,海上石油天然气的开发利用,以及从国外进口天然气项目的逐步落实,将为很多城市提供充足的天然气资源。
作为城市基础设施之一的供热工程,以前一直以煤为燃料,现在有条件采用天然气为燃料,筹建一些热电联产项目。
天然气热电联产项目的技术经济特性是投资者、经营者和有关决策部门普遍关心的实际问题。
下面结合工程实例,对此进行探讨。
∥芷疆概况1.1工程规模某热电联产工程,准备以天然气为燃料,进行集中供热与供冷。
供热面积为120万m2,供冷面积为40万m2,在满足供热与供冷的情况下发电。
冬季最大热负荷为69.6MW,夏季最大冷负荷为32.0Mw。
年供热量为4.856×105GJ,年供冷量为2.765×105GJ,年供电量为1.239×108kWh。
1.2工艺流程天然气先通过燃气轮机组发电,燃气轮机尾气供给余热锅炉生产热水或蒸汽用于供热或制冷,制冷设备采用溴化锂吸收式冷水机组。
为了满足上述热、冷负荷的需要,共设15个热力站,每个热力站内设l套燃气轮机组、l台蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组,为调鲁德宏1,王领全1,郝薇1,郑洁2(1.中国市政工程华北设计研究院,天津500074;2.天津水与燃气信息技术开发有限公司,天津500070)鬻篱峨l誉蕾蓦I鬻鬻鬻Mw雾供热功率鍪oMW爹?瀵化锂机组的供冷功率2.3MW,调峰锅炉的供热功率2.8MW。
在供热季,热力站内的蒸汽通过换热器加热用户管网的循环水,对采暖用户进行集中供热,在供热高峰时段,启动调峰锅炉;在供冷季,热力站内的溴化锂吸收式冷水机组以蒸汽为动力冷却用户管网的循环水,对空调用户进行集中供冷。
1.3工程特点(1)热力站采用燃气轮机组,既可满足热(冷)用户对基本热负荷的需求,又能同时发电,符合热能梯级利用和以热定电、热电结合的原则。
(2)热力站内设置调峰锅炉,可满足冬季供热高峰负荷的需要,不致于使燃气轮机组选型过大,避免大马拉小车的运行工况,既可节省设备投资,又提高节冬季供热高峰负荷,站内还设置l台调峰锅炉。
燃气设备的利用率。
豢鞠黧懑黧骥鬻麓鬻繁蓁鬻l蒸l蒸鬟蒸蒸鬻辫麟i鬻豢骥霪!戮寨薰鬻霪i黍黎鬻黍鬻鬻骥i纂i蒸黍}蘩i鬻粪纂i2005.N010‘月刊Q旺NENGYUHuAN8A。
万方数据潮籁每夔熬(3)热力站分散布置,可根据用户发展和资金筹措情况分期建设,有利于基建过程的实际运作。
(4)热力站分布于用户集中区域,不需要建设总站,不需要在市政道路上敷设占地很大的一级供热管网,既可解决城市道路上管位紧张的问题,又可节省管网投资。
(5)热力站发电除本工程自用外,还可外供销售,这对于改善工程的经济效益具有重要意义。
(6)不设总站,就没有一级供热管网,与同等规模的有一级热水管网的工程相比,可节省输送高温热水的循环水泵耗电量约210×104kWh/a,具有显著的节能降耗效益。
2财务评价投资估算和经济评价计算中不含用户室内设备和管道系统。
根据建设项目定额标准和市场价格,对工程的建设项目进行了投资估算,工程的固定资产投资为21640万元。
工程投资的50%为自筹资金,其余50%采用国外银行低息贷款,贷款年利率为1.2%。
供热、供冷价格按供热、供冷建筑面积计算,供热价格为27元/(m2・a),供冷价格为27元/(m2・a),上网电价格为0.38元/kWh,原料天然气价格为1.1元/m3,自来水价格为1.5元/m3,职工工资为1.2万元/(人・a)。
以这些参数为基础,采用现行的建设项目经济评价方法和财税制度,对该工程进行了财务评价,评价结果显示:财务内部收益率为6.1%,投资利润率为3.23%,投资利税率为3.49%,资本金利润率为6.49%,贷款偿还期为12a,投资回收期为13.2a,盈亏平衡点为72.9%。
3敏感性分析工程的经济效益受到诸如原材料价格、产品销售价格、固定资产投资等因素的影响。
为了了解这些客观条件的变化对项目经济效益的影响程度,假设上网电价格、供热(供冷)价格、天然气价格、固定资产投资等因素单独变化时,将项目的财务指标进行了计算,主要财务指标的变化情况列于表1。
表1显示,在假设的某种影响因素单独变化而其他因素不变的情况下,当供热(供冷)价格、上网电价格分别单独下降20%,天然气价格、固定资产投资分别单独升高20%,即各因素分别单独朝对工程经济不利的方向浮动20%时,与基本方案相比,财务内部收益率分别下降73.8%、83.6%、86.9%、39.3‰当供热(供冷)价格、上网电价格分别单独升高20%,天然气价格、固定资产投资分别单独下降20%,即各因素分别单独朝对工程经济有利的方向变化20%时,与基本方案相比,财务内部收益率分别升高65.6%、73.8%、75.4%、55.7%。
可见,这4种影响因素对财务内部收益率的影响较大。
从上述财务评价及敏感性分析的结果可知,该工程的经济盈利能力较差,在当前的市场行情下,在产表1敏感性分析结果基本供热(供冷)价格浮动率(%)上网电价格浮动率(%)方案一20一15一10+10+15+20—20一15—10+10+15+20,(%)6.11.62.83.98.29.1lO.11.O2.43.78.49.5lO.6△r(%)0—73.8—54.1—36.1+34.4+49.2+65.6—83.6~60.7—39.3+37.7+55.7+73.8b(%)72.992.586.781.565.962.960.195.588.682.765.261.958.9t(a)13.219.517.415.711.510.810.220.718.I16.1iI.310.59.9乞(a)121515131llOlO151413101010基本天然气价格浮动率(%)固定资产投资浮动率(%)方案一20一15一lO+lO+15+20—20—15一10+10+15+20r(%)6.110.79.68.53.62.20.89.58.57.74.84.23.7△r(%)O+75.4+57.4+39.3—41.0—63.9—86.9+55.7+39.3+26.2—21.3—31.1—39.3b(%)72.958.661.664.983.089.396.563.866.O68.477.479.781.9f.(a)13.29.810.51l,216.218.321.1lO.611.211.814.615.316.1亡2(a)1210lO1013141610lOll131414注:卜一财务内部收益率;△r——财务内部收益率的变化率;6——盈亏平衡点;f,——搬资回收期;t——贷款偿还期。
怔NENGYUHUANBA。
Q2005.No.佃・月拍 万方数据溺缫簟鞴瀹品销售价格(即供热、供冷价格、上网电价格)并不算低、主要原材料价格(即天然气价格)并不算高的情况下,项目在财务上仅仅维持在微利保本的水平上,而且当供热(供冷)价格、上网电价格、天然气价格、固定资产投资出现较小波动时,财务内部收益率随之出现较大的波动,企业的经济盈利能力很不稳定,说明该项目在经济上的抗风险能力较弱。
其中,经济盈利能力对天然气价格表现得最为敏感,其次依次为上网电价格、供热(供冷)价格、固定资产投资。
4问题与讨论为了提高热电冷联产工程的经济效益,使热电企业尽快适应市场经济环境,增强其市场竞争能力,还应从以下几个方面创造条件。
(1)天然气价格对工程的经济效益影响最大,应尽力争取较为合理的天然气购价。
国家应充分考虑天然气下游工程的利益和客观条件,特别应关注下游具有节能和环保效益的城市公用工程(如供热工程)的实际困难,给予较优惠的天然气价格,使其企业具有一定程度的经济活力。
对于具体工程而言,若在天然气价格已定的情况下,离油气田较近或处于天然气长输管线上、中游的城市,建设这类项目的条件相对优越一些,而处于长输管线下游的东部城市由于天然气价格较高,经济效益问题成为主要矛盾,对于这类项目应进行充分的技术经济论证后确定。
(2)小热电上网电价低、上网难的问题由来已久,这也是热电联产工程经济效益差的原因之一。
在目前电力网实行竞价上网的条件下,城市公用工程中的热电联产工程的上网电价普遍偏低,导致其经济效益差、市场竞争能力弱。
因此,应积极创造条件争取发电上网,确定合理的上网电价格。
在发电不能上网的情况下,应尽量寻求合适的电用户以解决电的销路问题,可显著提高工程的经济效益。
(3)目前从事城市供热工程的热电企业大多是国营企业,在以前的计划经济体制下,城市供热工程是一项福利事业,以社会效益为重,不重视经济效益,供热价格扭曲,背离市场经济的价值规律,不能适应现今的市场经济环境。
而供热(供冷)价格对工程经济效益的影响较大,因此要合理确定供热(供冷)价格,既力。
另外,鉴于我国长期以来供热收费难的状况,建议政府有关部门要制定相关的政策法规,建立健全完善的收费机制,使收费体系正常运转,维护热电企业的合法权益,确保工程正常运行和资金及时如数回笼。
(4)热电工程初投资较大,为筹集资金,可建立多元化的股份制有限公司,广泛吸引外资和其他社会资金投资于城市热电工程。
在建设过程中,对工程的主要设备和材料应采取招标方式采购,尽量选用性能价格比优良的产品,以保证工程质量,降低固定资产投资,从而提高工程经济效益。
(5)对于节能和环保效果显著的天然气综合利用工程,如热电联产工程,其对天然气价格的承受能力较低,政府可以从经济政策上给予优惠和适度补偿,如适当降低天然气价格、减免税、先征而后部分返还增值税等优惠政策。
政府还可以加强天然气和电力的价格管制和宏观调控力度,向节能和环保效果显著的城市基础设施工程倾斜,对城市热电联产工程从政策上加以扶持,鼓励城市供热工程向热电联产方向发展,以实现优质能源天然气的经济合理利用。
5结论以天然气为燃料、燃气轮机组为热源进行热电冷联产,既得到了高品位的电能,又将发电后的低品位的热能用来供热供冷,充分合理地利用了宝贵的天然气资源,符合热能梯级利用的能源政策。
它具有良好的社会效益、节能效益和环境效益,以及由此而带来的间接经济效益。
然而,该工程的经济状况并不容乐观,财务内部收益率为6.1%,直接经济效益较差,尚属微利保本经营。
当原料天然气价格、上网电价格、供热(供冷)价格、固定资产投资等因素朝不利方向变化时,收益更差,抗风险能力较弱。
目前我国天然气工业的上、中游由独家经营者垄断支配,垄断价格居高不下,给下游(城市或用户)留下的利润空间偏小,使相应工程微利、无利、甚至亏损,特别是处于天然气长输管线下游的东部城市,天然气价格大大高于市场承受能力,对于带有一定程度的福利事业性质的城市公用工程(如供热工程),困难更大,经济效益更差。