XX浦东国际机场能源中心冷_热_电三联供系统

燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统摘要:随着我国工业化和城市化进程的加快，资源和环境问题日趋严重。

同时，还有能源的匮乏、环境的日益恶化已成为当今世界各国共同面对的问题。

利用燃气替代煤作为燃料，既能提高能源利用率，又能保护环境。

但其不足之处在于，燃气价格较高，燃气资源匮乏。

因此，推广燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统技术，对我国特别是城市的环境与能源利用具有重要意义。

关键词:内燃机;吸附制冷机;冷热电三联供系统引言:燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统是一种既能利用自然气又能利用电能，又能回收废热的高效节能制冷技术，三联供可为建筑供热、供冷、供电，具有显著的节能降耗、降低二氧化碳排放等优点，已成为国内外研究热点。

一、技术原理燃气冷热电三联供系统是指将燃气燃料同时转换成三种产品：电力、热或蒸汽以及冷水，并将其一体化的多联产供能系统，是分布式能源的表现形式之一。

冷热电三联供供能模式与传统分散供能方式相比，该系统的能量综合利用率超过80%。

燃气燃烧产生的高品位能源将被用于三联供发电，其排出的热能等级较低，可被用来供给冷热电等中、低品位能源，从而形成冷热电三种能源的协同供给。

二、冷热电三联供系统的积极作用（一）、提高电力供应可靠性国家的飞速发展致使用电的依赖性也在不断增加，但是，2003年美国、加拿大的大面积停电以及2008年我国南方的冰雹灾害表明，在目前的大电网体系框架下，不管我们如何投入大量的技术和财力，都无法彻底杜绝此类停电事件的发生。

为了进一步提升电网的供电可靠性，需要对电网进行修复，因此，基于低碳思想，开发基于燃气的冷热电三联供系统，可以说是解决电网结构问题的一剂良药。

由于三联供距离客户较近，冷、热、电三联供可降低线路损耗6%-7%，解决了远距离传输、多层变配电设施建设难题，缓解了通道负荷；同时，在智能电网中，该系统不仅可用于正常供电，还可用于紧急情况下的应急备用，对某些关键客户的用电安全提供了可靠的保障。

一、冷热电三联供概念：冷热电联产是指使用一种燃料，在发电的同时将产生的余热回收利用,做到能源阶梯级利用；冷热电联供系统一般由动力系统、燃气供应系统、供配电系统、余热利用系统、监控系统等组成。

按燃气原动机的类型不同，分为燃气轮机联供系统和内燃机联供系统。

与传统的击中式供电相比，这种小型化、分布式的供能方式。

可以使能源的综台使用率提高到85％以上。

一般情况可以节约能源成本的30—50％以上；由于使用天然气等清洁能源，降低了二氧化硫、氨氧化物和二氧化碳等温室气体的排放量，从而实现了能源的高效利用与环保的统一，减低了碳排放。

二、冷热电三联供技术优点1、系统整体能源利用效率非常高；2、自行笈电，提高了用电的可靠性；3、减少了电同的投资；4、降低了输配电网的输配电负荷；5、减少了长途输电的输电损失；6、节能环保、经济高效、安全可靠。

三、冷热电联供系统与传统制冷技术的对比优势（1）、使用热力运行，利用了低价的”多余能源”；（2）、吸收式冷水机组内没有移动件，节省了维修成本；（3）、冰水机组运行无噪音；（4）、运行和使用周期成本低；（5）、采用水为冷却介质，没有使用对大气层有害的物质。

四、采用冷热电联供的意义1. 实现能量综合梯级利用，提高能源利用效率具有发电、供热、制冷、能量梯级利用等优势，年平均能量的综合利用率高达80～90％图4.6-2 燃气热能的梯级综合利用流程关系示意图2.集成供能技术，系统运行灵活可靠三联供系统是供冷、供热、供电的技术集成，设备优化配置，集成优化运行，实现既按需供应，又可靠运行。

3.用电用气峰谷负荷互补，利于电网、气网移峰填谷对于电网、气网，负荷峰谷差越小，越有利于系统稳定、安全、节能运行。

五、冷热电联供的使用条件天然气近似为一种清洁能源，燃气冷热电三联供系统为主要的应用形式。

1.应具备的能源供应条件（1）保证天然气供应量，并且供气参数比较稳定；（2）燃气发出的电量，既可自发自用，亦可并入市电网运行，燃气发电停止运行时又可实现市电网供电；（3）市电网供电施行峰谷分时电价；（4）电网供电难以实施时，用户供电、供冷、供热负荷使用规律相似，用电负荷较稳定，发电机可采用孤网运行方式。

浦东国际机场能源中心
项目业主：上海市浦东机场股份有限公司
安装地点：上海市浦东国际机场一期能源中心
安装时间：1999年
浦东机场一期冷热源采用“大集中、小分散”的能源供给方式，在机场的动力设施区建设了一座集中供冷供热主站—能源中心，主要负责向航站楼、综合办公区、航空食品配餐区、货运区、飞行保障区和商务设施区供冷供热，其中航空公司基地区和机务维修区等则采用单体独立的制冷制热的方案。

能源中心采用半人马-50，双燃料（天然气/柴油）燃机发电机组，能提供10.5kv，4000kw电力；9barg, 11t/hr蒸汽。

本工程项目于1999年完成交钥匙工程，2000年正式投入使用。

2004年底，考虑到天然气供气压力的下调，增设天然气增压站（上海力顺燃机科技有限公司），2005年1月至今运行良好。

据统计，本套三联供热电联产设备的投入使用每年为机场节约能源费用￥700万。

国内外分布式能源案例北京燃气集团大楼分布式能源此外北京还有太阳宫燃气热电有限公司等，该公司是国内第一家采用9F级燃气热电冷联供机组的大型热电厂，该机组是世界上供热量最大的单套燃气——蒸汽联合循环机组。

上海地区分布式能源1、浦东机场分布式能源系统上海浦东国际机场一期工程总体规划占地12km2，南北约长8km，东西平均约4km，整个地形属狭长型。

需要供冷供热用户遍布整个机场。

机场的供冷供热采取了吠集中、小分散”方案。

冷、热源由机场区域性能源中心集中供应，对象包括候机楼、综合办公楼、配餐中心、商务设施区等主要建筑物，总面积达60万m2，以及后建的磁悬浮车站。

上海浦东国际机场能源中心是地上独立建筑物，面积己考虑远期需求。

能源中心总供热量为121t/h，总供冷量为85800kW （24400冷吨），采用了冷、热、电三联供技术。

配置一套发电功率为4000kW、电压为10.5kV的油、气两用燃气轮机发电机组，一台11 t/h产生0.9MPa蒸汽余热锅炉，外配总量为110t/h油、气两辅助蒸汽锅炉、总量为64700kW （18400Rt)的电制冷设备、总量为21100kW（6000Rt)的双效蒸汽溴化锂制冷设备。

上海另外还有上海黄埔区中心医院等多个项目。

日本新宿区域分布式能源系统日本新宿区域供热供冷中心于20世纪90年代初建成投产，其热电冷联产是一个大规模系统的典型实例。

该系统通过管道向楼宇、商业设施、公寓等一定区域内的多个建筑群、客户端供应冷、热水，蒸汽等能源。

这样的集中供能系统在欧美以及日本都已被广泛普及。

把传统的办公室或楼宇单独供能（冷暖气，热水等）方式整合为一个区域集中供应的系统，可以提高能源供应的稳定性，经济性，同时在节能环保方面也有很多优势体现。

该系统由燃气--蒸汽联合循环热电联产装置、汽轮机拖动的离心式冷冻机、背压汽轮机排队汽余热驱动的吸收式冷冻机等组成。

采用离心式以及蒸汽吸收式冷水机组，实现了世界最大规模冷冻容量（59,000RT）的供给。

冷热电三联供的原理及应用1. 冷热电三联供的定义冷热电三联供是指在一个系统中同时供给制冷、供热和电力的技术和系统。

通过整合制冷、供热和发电的设备，实现了能源的综合利用和能源效率的最大化。

2. 冷热电三联供的原理2.1 热电联供原理热电联供是指利用燃气或其他燃料驱动热机发电，同时利用废热产生热水或蒸汽供暖。

热机通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动涡轮发电机发电，同时废热经过回收利用供热。

2.2 制冷供热联供原理制冷供热联供是指利用制冷机组在制冷过程中产生的废热，通过回收利用转化为热能供暖。

制冷机组吸收外界热量并排出冷空气，同时产生废热。

这部分废热通过回收和转化，供给供热系统使用，实现了制冷和供热的综合利用。

2.3 热电制冷供热联供原理热电制冷供热联供是指利用热电联供和制冷供热联供的原理，实现了冷热电三联供。

热电机组通过燃烧燃料发电，同时产生废热供热；制冷机组通过制冷过程产生废热供热。

这种方式不仅能够提供制冷和供热，还可以同时发电，将能源综合利用的效率达到最大化。

3. 冷热电三联供的应用3.1 城市建筑冷热电三联供技术在城市建筑中有广泛的应用。

通过在建筑中安装热电联供或制冷供热联供系统，能够满足建筑的制冷、供热和电力需求。

这种方式不仅节约能源消耗，还降低了建筑的能源成本和碳排放。

3.2 工业园区工业园区中通常存在大量的能源浪费和废热排放。

冷热电三联供技术可以通过回收和利用废热，将其转化为热能供暖，实现能源的综合利用。

这种技术的应用可以为工业园区提供可靠的制冷、供热和电力，同时减少了能源消耗和环境污染。

3.3 高校和医院在高校和医院中，冷热电三联供技术可以满足建筑内的制冷、供热和电力需求。

这种技术的应用不仅能够提高能源利用效率，还可以降低建筑的能源成本。

对于高校和医院这种大规模的场所，能源的综合利用对于节约能源和保护环境非常重要。

3.4 居民社区冷热电三联供技术在居民社区中的应用可以满足居民的制冷、供热和电力需求。

冷热电三联供系统原理
冷热电三联供系统是一种集冷、热、电三种能源利用于一体的系统。

它的原理基于以下几个方面：
1. 冷源利用：系统通过吸收制冷机或者吸收式热泵的工作原理，将低温热源（如地热、江水等）的热能转化为制冷能力，用于提供制冷需求。

这种方式可以将低温热能利用到最大程度，提高能源利用效率。

2. 热源利用：系统通过余热回收、热泵等方式，将工业过程、发电等产生的废热转化为可用的高温热能，用于供热。

这种方式可以有效利用废热资源，提高能源利用效率。

3. 电力利用：系统通过发电机将热能转化为电能，供给室内外的电力需求。

这种方式不仅可以提供室内外的电力需求，还可以将部分产生的电能返还给电网，实现电网与用户之间的互动和能源共享。

通过将冷、热、电三种能源集成利用，冷热电三联供系统可以提高能源利用效率，减少能源浪费，并且具有环保、经济、可持续发展等优势。

它可以广泛应用于居住区、商业区、工业区等不同场所，为建筑和社区提供多种能源形式的供给。

天然气冷、热、电三联供系统简介1、背景天然气是洁净能源，在其完全燃烧后及采取一定的治理措施，烟气中NOx等有害成分远低于相关指标要求，具有良好的环保性能。

美国有关专家预测如果将现有建筑实施冷、热、电三联供(Combined cooling heating and power，简称CCHP)的比例从4%提高到8%，到2020年CO2的排放量将减少30%。

2、概念与优势燃气冷、热、电三联供简单地说即为：天然气发电、余热供热、余热制冷。

相比于常规供能燃煤发电、燃气供热、电制冷，具有能源梯级利用，综合能源利用率高；清洁环保，减少排放CO2，SO2；与大型电网互相支撑，供能安全性高的优势及对燃气和电力有双重削峰填谷作用。

以天然气为燃料的动力装置，例如燃气轮机、燃气内燃机、斯特林发动机、燃料电池等，在发电的同时，其排放的余热被回收，用于供热或驱动空调制冷装置，如吸收式制冷机或除湿装置等，这种以天然气为燃料，同时具备发电、供热和供冷功能的能源转换和供应系统，就是天然气冷、热、电联供系统。

相比传统的集中式供能，天然气冷、热、电三联供系统是建立在用户侧的小型的、模块化的能源供给系统，避免了长距离能源输送的损失，为能源供应增加了安全性、可靠性和灵活性。

3、天然气冷、热、电三联供分类天然气冷、热、电三联供系统应用于商业、工业等各个领域，一般分为楼宇型和区域型两种。

楼宇型冷、热、电三联供系统，规模较小，主要用于满足单独建筑物的能量需求(如医院、学校、宾馆、大型商场等公共设施)。

单独建筑物一天内的负荷变化较大，会出现高峰或低谷的情况，而系统的运行需要不断进行调整，与负荷需求相匹配。

因此，楼宇型冷、热、电三联供系统对设备的启停机及变工况运行性能有较高的要求，同时在系统集成方面，发电设备、热源设备、蓄能设备之间的优化设计以及与电网配合的优化运行模式也十分必要。

区域型分布式冷、热、电三联供系统主要应用于一定区域内的由多栋建筑物组成的建筑群。

热电冷联供(CCHP: combined cooling, heating and power) 系统是以燃料作为能源.同时满足小区域或建筑物内的供热(冷)和供电需求的分布式能源供应系统。

节能、削峰填谷、安全、环保和平衡能源消费是热电冷联供系统的主要优点。

由于热电冷联供系统可实现对能源的梯级利用.高品位能源用于发电.然后利用发电机组排放的低品位能源(烟气余热、热水余热)来制冷(供热).能源综合利用率高达80%以上(最高可达90%).对节约能源和促进国民经济可持续发展具有重要意义.用户也可大幅度节省能源费用。

热电冷联供系统中的主要设备从实现同时供热(冷)和供电需求的功能来说.热电冷联供系统中的主要设备有发电机组、制冷机组和供热机组。

其中.制冷机组多采用溴化锂吸收式制冷机。

因能量转换和余热利用方式的不同.有的系统中还需在发电机组和溴化锂吸收式制冷机之间配置余热锅炉.将发电机组排放的高温烟气热量转换成蒸汽热量或热水热量。

但在实际应用中.受负荷(空调负荷和电负荷)大小、负荷比例、负荷变化模式、运行控制目标、设备投资回收期等因素的影响.系统中还需要同时或分别配置直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、电力螺杆式冷水机组、电力离心式冷水机组、燃油/燃气锅炉等冷(热)负荷调节设备才能使系统的综合经济性能达到最佳。

结论:1)在热电冷联供系统中配置溴化锂吸收式制冷机，可充分发挥其利用低品位能源的优势，有效提高系统的能源综合利用率，节约能源，提高系统经济性。

2)设计热电冷联供系统前，应进行必要的经济性分析，合理确定设备配置方案和配置容量，使系统达到节能、经济和高效的运行目的。

3)以燃气轮机发电机组和烟气型溴化锂吸收式冷热水机组为主要设备组成的热电冷联供系统，烟气系统的设计和安装连接是关键，烟气系统的烟气流动阻力必须小于等于燃气轮机的允许排烟背压，烟气系统控制部件的运行必须满足系统的控制要求，满足燃气轮机及烟气型溴化锂吸收式冷热水机组的安全运行要求。

浦东国际机场供冷供热主站设计摘要：供冷供热工程规模较大，采用了部分汽电热三联供方式。

本文介绍了供冷供热方案比选、确定区域供冷供热（DHC）方式，从供冷供热对象的负荷特点，用能多元化的投资与运行成本，一次能源利用率的排序表，确定了以市电为主，天然气为辅的供冷供热方案。

对设备选型、运作小时数会受到用汽、用电负荷的约束，本文未能在该内容上作详细的叙述，对燃气轮机发电，入网及热置部分未包括在内。

关键词：国际机场三联供供冷供热方式冷热源概述上海浦东国际机场的供冷供热设计在方案征集投标、专家评审的基础上逐步完善，确立了以电制冷为主体，部分汽、电，热联供的方案。

区域供冷供热（DHC）在发达国家已非常普及，但在国内还刚刚起步，我们就粗浅的实践谈谈体会，与同行讨论，以促进我国DHC 事业的发展。

机场DHC主站供应航站机28万m2和综合工作区31万m2（二期增加25万m2），冷负荷82 802KW（二期增加19120KW），热负荷60845KW（二期增加14628KW），供应半径为2.6KM；其他分散的建筑由分站供应。

机场的冷热负荷特点建筑物的日逐冷热负荷图，由设计或通过建筑物规划面积及性质按指标来估算，用热除采暖外应包括生活用热，航站楼及综合工作区的日负荷曲线见图。

年逐月冷负荷图，航站楼夏季冷负荷，经分析；建筑47%，人员8.2%，照明15.8%，电动机械29%，由于人流随季节有变化，我们参照虹桥机场三年旅客与货物的统计表取平均后得出各月的人流系数，以供冷最大的8月值为1.0。

建筑负荷以室内外平均温差得出各月的负荷系数，供冷以8月份为1.0,供热以1月份为1.0。

见表1：航站楼人流负荷系数建筑物冷热负荷系数照明、电动机械负荷为定值，航站楼的逐月供冷值负荷系数由下式：qi航站=建筑%×建筑月负荷系数+人员%×人流月负荷系数+照明%+电动机械%其中过渡季4、10月的室温可净动，Q4、10建=0，得航站楼逐月负荷系数，列入表1第三行。

热电冷三联供系统节能环保效能分析1. 引言1.1 热电冷三联供系统概述热电冷三联供系统是一种集供热、供电、供冷于一体的综合能源系统，利用余热发电和吸收式制冷技术实现能源的高效利用。

该系统通过热电联产技术将废热转化为电能，并通过吸收式制冷机组将废热冷却，同时提供制冷效果。

该系统具有能源利用效率高、环境影响小、节能环保等特点，被认为是未来能源利用的重要方向之一。

热电冷三联供系统的核心技术是热电联产和吸收式制冷，通过热电联产实现供热和发电的一体化，再通过吸收式制冷实现供冷，形成一个闭环系统。

该系统既可以利用废热减少传统能源消耗，又可以降低二氧化碳排放，具有显著的节能环保效果。

热电冷三联供系统的应用范围广泛，包括工业厂区、商业建筑、医院、学校等各类建筑，特别适用于对供热、供电、供冷要求较高的场所。

随着技术的不断创新和完善，热电冷三联供系统在未来的发展前景不容小觑，将在能源领域发挥越来越重要的作用。

1.2 节能环保的重要性在当前环境污染日益严重的形势下，热电冷三联供系统的节能环保效果尤为重要。

通过采用该系统，不仅可以减少能源消耗和减少二氧化碳等排放物的排放，还可以提高能源利用率，有效保护环境。

研究和推广热电冷三联供系统对于实现可持续发展和建设资源节约型社会具有重要意义。

2. 正文2.1 热电冷三联供系统的工作原理热电冷三联供系统是一种集供暖、供热、供冷于一体的综合利用系统，其工作原理主要包括以下几个方面：热电冷三联供系统通过热泵技术实现能源的高效利用。

热泵利用环境中的低温热能通过压缩升高温度，然后利用高温热能供暖或供热，同时通过回收余热和凝结热实现能源的再利用，提高能源利用效率。

热电冷三联供系统还包括光伏发电和储能技术，并将太阳能转化为电能供电使用。

通过太阳能的光伏电池板将太阳辐射能转换为直流电，然后通过逆变器将直流电转换为交流电，同时还可利用电池储能技术储存电能，实现电能的平稳供应。

热电冷三联供系统还包括余热利用和废热利用技术。

天然气冷、热、电三联供系‎统简介1、背景天然气是洁‎净能源，在其完全燃‎烧后及采取‎一定的治理‎措施，烟气中NO‎x等有害成‎分远低于相‎关指标要求‎，具有良好的‎环保性能。

美国有关专‎家预测如果‎将现有建筑‎实施冷、热、电三联供(Combi‎n e d cooli‎n g heati‎n g and power‎，简称CCH‎P)的比例从4‎%提高到8%，到2020‎年CO2的‎排放量将减‎少30%。

2、概念与优势‎燃气冷、热、电三联供简‎单地说即为‎：天然气发电‎、余热供热、余热制冷。

相比于常规‎供能燃煤发‎电、燃气供热、电制冷，具有能源梯‎级利用，综合能源利‎用率高；清洁环保，减少排放C‎O2，SO2；与大型电网‎互相支撑，供能安全性‎高的优势及‎对燃气和电‎力有双重削‎峰填谷作用‎。

以天然气为‎燃料的动力‎装置，例如燃气轮‎机、燃气内燃机‎、斯特林发动‎机、燃料电池等‎，在发电的同‎时，其排放的余‎热被回收，用于供热或‎驱动空调制‎冷装置，如吸收式制‎冷机或除湿‎装置等，这种以天然‎气为燃料，同时具备发‎电、供热和供冷‎功能的能源‎转换和供应‎系统，就是天然气‎冷、热、电联供系统‎。

相比传统的‎集中式供能‎，天然气冷、热、电三联供系‎统是建立在‎用户侧的小‎型的、模块化的能‎源供给系统‎，避免了长距‎离能源输送‎的损失，为能源供应‎增加了安全‎性、可靠性和灵‎活性。

3、天然气冷、热、电三联供分‎类天然气冷、热、电三联供系‎统应用于商‎业、工业等各个‎领域，一般分为楼‎宇型和区域‎型两种。

楼宇型冷、热、电三联供系‎统，规模较小，主要用于满‎足单独建筑‎物的能量需‎求(如医院、学校、宾馆、大型商场等‎公共设施)。

单独建筑物‎一天内的负‎荷变化较大‎，会出现高峰‎或低谷的情‎况，而系统的运‎行需要不断‎进行调整，与负荷需求‎相匹配。

因此，楼宇型冷、热、电三联供系‎统对设备的‎启停机及变‎工况运行性‎能有较高的‎要求，同时在系统‎集成方面，发电设备、热源设备、蓄能设备之‎间的优化设‎计以及与电‎网配合的优‎化运行模式‎也十分必要‎。

冷热电三联供标准
冷热电三联供是一种分布式能源系统，通过对其做功发电后，产生热水和高温废气并加以利用，以满足服务对象在相同时空条件下的冷、热、电需求。

该系统的标准因国家和地区的不同而有所差异，但一般都会涉及到以下几个方面：
1. 能效标准：冷热电三联供系统的能效标准通常是指系统综合能源利用效率（IECC），即系统在一定时间内提供的冷、热、电能总量与系统消耗的能源总量之比。

美国、欧洲等国家和地区都有相应的能效标准，其中美国的IECC标准最高，欧洲的能效标准也在不断提高。

2. 环保标准：冷热电三联供系统在运行过程中会产生废气、废水等污染物，因此需要符合相关的环保标准。

这些标准通常涉及到排放物的种类、浓度、处理方式等方面的规定。

3. 安全性标准：冷热电三联供系统的安全性也是非常重要的，涉及到设备的安全性能、操作人员的安全培训、安全管理制度等方面的内容。

这些标准通常由相关的安全监管机构制定并实施。

4. 可靠性标准：冷热电三联供系统需要保证供电、供暖和制冷等服务的可靠性和稳定性，因此需要符合相关的可靠性标准。

这些标准通常涉及到设备的设计、制造、安装、维护等方面的规定。

5. 经济性标准：冷热电三联供系统的投资和运行成本较高，因此需要符合相关的经济性标准。

这些标准通常涉及到系统的初投资、运行费用、维护费用等方面的规定。

综上所述，冷热电三联供的标准是一个综合性的概念，涉及到能效、环保、安全性、可靠性和经济性等多个方面。

在设计和实施冷热电三联供系统时，需要综合考虑这些标准，以实现系统的最佳性能和效益。