燃气轮机冷热电联供系统分析

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。

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。

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。

天然气冷热电三联供系统热力学分析摘要：天然气冷热电三联供系统的应用显著提高了能源利用率，具有经济环保的作用，被大力推广。

其工作原理是先利用燃气轮发电机将天然气的内能转化为电能带动发电，再将燃气轮的高温烟气用于推动制冷剂制冷，然后用换热器回收烟气中残余的热量进行生活用水的加热，从而使得能源被充分利用，节约能源，有利于可持续发展。

关键词：天然气；冷热电三联供；热力学分析1、前言目前，全球面临着能源枯竭，物种多样性减少，环境污染严重，全球气候改变等紧迫问题，给人类的进一步发展进步带来严重的威胁。

其中，能源储量降低，能源日益枯竭问题是影响全球经济发展的最紧迫问题之一，而分布式能源的出现给问题的解决提供了一定的方向。

分布式能源能量利用率高、性能可靠、方便灵活且污染小，在当前各大城市得到了普遍的应用，冷热电三联供技术作为分布式能源系统的基础，在分布式能源的推广中具有十分重要的价值。

2、天然气冷热电三联供系统典型的天然气冷热电三联供系统表现为对能量的充分利用，首先三联供系统利用燃烧天然气的热量带动发电机工作为建筑物内提供电能，燃烧之后排出的高温烟气可以直接驱动溴化锂吸收式制冷机或者利用烟气的余热加热锅炉为建筑物制冷、供暖或提供生活热水。

一般来说，一个完整的天然气冷热电三联供系统包括的装置为原动机（燃气内燃机、燃气轮机等）和发电机组成的动力装置、吸收式制冷剂和离心式制冷机等设备组成的制冷装置、辅助锅炉热泵和余热锅炉等组成的供热装置。

3、天然气冷热电三联供系统热量分析上文中提到，天然气冷热电三联供系统由供电系统、制冷系统和供热系统三部分装置组成，在运行过程中实现了能量的充分利用。

在研究中，我们利用能量平衡法来分析三联供系统能源利用的特点，在这里，首先假设系统稳定运行，设备效率不发生改变。

在工作过程中，燃气轮发电机燃烧天然气进行发电，同时会把高温烟气排放进吸收式制冷机推动制冷机工作。

那么此时Pe与燃气轮发电机Q的关系如式3-1所示。

燃气热电冷三联供系统与传统能源的经济性分析作者：黎兵来源：《中国新技术新产品》2016年第18期摘要：本文以燃气热电冷三联供系统的节能性和经济性为研究点，介绍了燃气热电冷三联供系统的流程，分析了国内外热电冷联供系统的研究现状，并以某工业园区为例，通过与传统方案对比，具体计算和分析了采用联供系统取得的经济效益，最后根据作者实践经验，阐述了燃气热电冷三联供系统技术研究工作的发展趋势。

关键词：传统能源；燃气三联供系统；经济性中图分类号：TU83 文献标识码：A1.燃气热电冷三联供系统流程模式作为能源系统的常见形式，天然气分布式冷热电联供系统也凭借其节能、环保、电力可靠的优良特性得到了广泛运用和发展。

天然气分布式热电冷联供系统具有极为复杂的结构形式，并且在热电冷等能量的输出方面，极易受到相关因素的影响，如天然气价格、建筑负荷波动等，此外，系统运行方式以及容量配置在一定程度上也会影响到系统的工作性能。

热电冷三联供系统是一种能在产生电能的同时也能利用热能和冷能的能源系统，系统通过燃气轮机，达到对燃气合理利用的目的，即利用高品位的热能发电以及利用低品位的热能取暖和制冷效果。

在该系统中，热、电、冷被逐级利用，能够在很大程度上减少电厂污染物的排放，产生巨大的社会效益和经济效益。

燃气内燃机发电以满足用户基本电力需求，热水进入余热锅炉产生热水，在外界温度较高时，热水驱动热水型吸收式制冷机达到制冷目的，在严寒天气时，余热进入换热器供暖。

通常，燃气热电冷三联供系统运行方式是以热定点，带动设备根据用户所需的热量运行，而若发电量比所需电量高时，则将剩余电量卖出，大电量不足时，则购买补充。

2.国内外热电冷三联供系统应用情况热电冷联供系统是建立在能量梯级利用的前提下，结合供热、发电以及供冷过程为一体的多联供系统。

实践证明，热电冷联供系统作为第二代能源系统，具有提高能源利用效率，减少有害气体的排放的优势，目前，已在国内外得到了迅速发展。

利用液化天然气冷能的冷热电联供系统热力分析与优化目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 相关研究工作概述 (4)1.3 论文结构 (5)2. 液化天然气技术概述 (6)2.1 LNG的基本性质 (7)2.2 LNG的制备、储存与运输 (8)2.3 LNG在电力系统中的应用 (9)3. 冷热电联供系统的概念及分类 (10)3.1 冷热电联供系统基本概念 (12)3.2 冷热电联供系统的分类 (12)4. 利用LNG冷能的冷热电联供系统热力分析 (14)4.1 典型系统框架设计 (15)4.1.1 热力流程图设计 (16)4.1.2 冷热负荷分析 (17)4.2 系统能量转换与储存技术 (19)4.2.1 能量转换技术 (21)4.2.2 能量存储技术 (22)4.3 系统运行与控制策略 (23)4.3.1 能量管理与优化策略 (26)4.3.2 故障诊断与容错设计 (27)5. 冷热电联供系统的优化 (28)5.1 性能优化目标与评价指标 (29)5.2 优化策略与方法 (31)5.3 仿真与实验验证 (32)5.3.1 仿真模型建立与参数设置 (34)5.3.2 实验环境与测试方法 (35)5.3.3 实验结果与分析 (36)6. 结论与展望 (37)6.1 研究结论 (38)6.2 研究展望 (39)1. 内容综述随着环境问题的日益突出，高效利用能源、降低碳排放成为全球共识。

冷热电联供系统作为一种先进的能源利用技术，能够综合利用能源，显著减少能源消耗和环境污染。

本论文致力于研究利用液化天然气冷能的冷热电联供系统，旨在探讨该系统的工作原理、热力分析、性能优化以及应用前景。

论文首先介绍了冷热电联供的基本原理和系统结构，阐述了液化天然气作为能源的优势，并对目前液化天然气冷能的应用现状进行分析。

论文详细分析了液化天然气冷热电联供系统的具体工作过程，包括气化、燃烧、发电、冷能制备以及热力传递等环节。

燃气冷热电三联供系统的原理燃气冷热电三联供系统的原理1. 介绍燃气冷热电三联供系统是一种高效利用能源、实现能源综合利用的系统。

它通过联合供热、供冷和发电，使能源得以最大程度地利用，提高能源的利用效率。

下面将从燃气供热、供冷和发电三个方面详细介绍其工作原理。

2. 燃气供热燃气供热是燃气冷热电三联供系统中的一个重要方面，它能够以燃气为能源，通过燃气锅炉或燃气热泵等设备，将燃气转化为热能。

燃气在燃烧过程中产生的高温烟气通过换热器与供水进行换热，将热能传递给供水，在保证供水的温度的同时，有效地利用了燃气能源。

3. 燃气供冷燃气供冷是燃气冷热电三联供系统中的另一重要方面，它能够通过热泵或吸收式制冷机等设备，利用燃气提供冷却效果。

燃气供冷的原理是利用燃气热能驱动制冷机组，通过循环工作介质进行制冷。

这样，燃气不仅能够提供热能，还能够提供制冷能力，实现了能源的综合利用。

4. 燃气发电燃气发电是燃气冷热电三联供系统中的第三个重要方面，它能够利用燃气发电机组将燃气转化为电能。

燃气在燃烧过程中产生高温烟气，通过烟气余热锅炉或废热锅炉回收其中的热能，并供给蒸汽或热水，再通过蒸汽轮机或燃气轮机驱动发电机，将热能转化为电能。

这样，燃气既能够提供热能，又能够转化为电能，实现了能源的多元利用。

5. 系统优势燃气冷热电三联供系统具有多个优势。

首先，它能够高效利用能源，减少能源消耗，提高能源利用效率。

其次，燃气冷热电系统能够灵活调节供热、供冷和发电的比例，适应不同季节和不同负荷条件下的能源需求。

另外，系统运行稳定可靠，节约空间和投资成本，降低了能源的使用成本。

因此，燃气冷热电三联供系统在工业、商业和居民领域都有广泛的应用前景。

6. 结论燃气冷热电三联供系统通过燃气供热、供冷和发电等过程将能源综合利用，提高了能源的利用效率。

它是一种可持续发展的能源利用方式，将为能源节约和环境保护做出贡献。

以上是对燃气冷热电三联供系统原理的简要介绍，希望能够对读者在了解和应用该系统时提供一定的帮助。