燃气冷热电三联供制冷系统节能分析

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。

燃气三联供系统简介燃气冷热电三联供系统（Combined Cooling Heating and Power，简称CCHP）是分布式能源的一种主要形式。

以天然气为主要燃料，带动燃气发电机组运行，产生的电力满足用户的电负荷，系统排出的废热通过余热利用设备向用户供热、供冷。

燃气冷热电三联供系统的特点：（1）能源综合利用率提高大型天然气发电厂的发电效率一般为35%～55%，如果扣除厂用电和线损率，终端的发电效率只能达到30～47%，而三联供系统的燃气利用效率最高可达到90%左右。

（2）能源供应安全性高三联供系统一般采取并网方式设计，大电网与三联供发电机组互为备用，因此相当于用户增加了一路常用供电系统，提高了用户供电的可靠性。

常规的冷热空调系统一般由电制冷机组加燃气锅炉组成，采用三联供系统后可以使用发电机的余热供热，对用户来说相当增加了一套空调冷热源系统；对于使用电空调的用户相当于将原来的单一用电空调制冷变为可以同时用电和燃气，因此提高了用户的冷热供应可靠性。

（3）有良好的经济性由于电力供应日趋紧张，各地纷纷把实行峰谷电价政策作为电力需求侧管理的有效手段。

以北京为例，北京目前实行的商业峰谷电价政策，平段电价为0.70元/kwh，高峰时间为1.32元/kwh，低谷电价为0.32元/kwh，因此采用传统电制冷除了增加大电网的负担以外，还使用户必须承担高额的运行费用。

而采用三联供系统利用发电后余热来供热供冷，整个系统能源效率提高，能源供应成本下降，在能源价格不断增长的形势下更具有良好的经济效益。

另外因为免除了电力远距离输配电损失，电力使用效率也增大。

（4）有良好的环保效益天然气是清洁能源，在其完全燃烧及采取一定的治理措施后，烟气中NOX等有害成分远低于相关环保指标要求，具有较好的环保效益。

（5）电力和燃气双重削峰填谷随着天然气在能源结构中利用的比例逐步上升。

城市天然气基本用于采暖，冬夏城市的峰谷日差已经高达4～12倍。

冷热电三联供系统特性分析与设计优化摘要】随着我国当前人们生活水平的不断提高，社会的高速发展，人们越来越重视环境保护，同时国家也非常重视当前的生态保护。

而企业为了能够将国家政策以及环保意识进行有效落实，开始将很多全新的环保技术进行产品生产应用。

同样也针对企业自身所具有的技术进行创新，并且在原有的技术体系上进行环保技术的融合。

尤其是冷热电三联供系统的应用，能够真正实现很多设备的环保与节能，但冷热电三联供系统在进行应用过程当中仍然存在一定不足，还有的当前企业以及专家学者进行研究与解决，因此，本文将会就冷热电三联供系统特性进行分析，并且详细介绍如何进行系统设计优化。

【关键词】冷热电三联系统设计系统特性分析与优化随着我国工业化建设的不断发展，国家在整体发展过程当中，开始面临着严重的环境污染问题。

尤其是近年来，国家在进行工业技术体系调整过程当中，开始将环保技术融入其中，要求当前的工厂在进行工业生产开展过程当中，必须要重视环境保护，减少工业废水的排放。

而我国当前的建筑企业在进行建筑物设计师开始运用冷热电三联供系统，其中的目的也是为了实现能源的有效节约，冷热电三联供系统的应用，也实现了当前建筑企业的能源节约目标，真正为人们的生活提供更多全新的服务与体验，提供更多便捷的环保服务项目。

但随着技术不断发展，人们生活水平的不断提高，人们对于冷热电三联供系统的应用也提出了全新的要求。

一、冷热电三联供系统概论冷热电三联供系统，实际上该系统的真正功能就是对能源进行合理分配，因此，冷热电三联供系统其实质上能够真正实现能源的有效利用和节约分配。

热，冷，电三联供系统从字面上进行分析，实际上就是热然气冷，煤气，电器这三种方法融合在一起的一种能源节约模式。

同时它也是供冷系统，供热系统以及供气系统的一种融合体系。

随着当前社会不断发展，天然气已经成为了当前人们生活运用的主要能源，但是天然气并不是可持续利用能源，所以为了能够更好的对当前人们生活当中经常接触到的能源进行节约，所以才进行冷热电三联供系统设计。

冷热电三联供简介及其优化措施一、冷热电三联供的概念分布式能源系统（Distributed Energy System)是指将冷热电系统以小规模。

小容量（几千瓦至50MW、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立的输出冷、热、电能的系统，减少了能源输送系统的投资和能量损失。

分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气冷热电三联供等多种形式。

冷热电三联供，即CCHP (Combined Cooling, Heating and Power) 是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力用于满足用户的电力需求，系统所排出的废热通过余热回收利用设备（余热锅炉或者余热直燃机等）向用户进行供热、供冷经过对能源的梯级利用使能源的利用效率从常规发电系统的40%左右提高到80%左右，能源梯级利用效率达到60%〜80%,大量节约一次能源。

因此说，燃气冷热电三联供系统是分布式能源的先进技术之一，也是最具实用性和发展活力的系统。

典型的燃气冷热电三联产系统一般包括动力系统和发电机、余热回收装置、制冷或供热系统等组成部分，主要用到的发电设备有小型和微型燃气轮机、燃气内燃机、燃料电池等；空调设备有余热锅炉、余热吸收式制冷机以及以蒸汽为动力的压缩式制冷机等。

针对不同的用户需求，冷热电联产系统可以有多种多样的组织方式，方案的可选择范围较大。

二、冷热电三联供的优点①提高能源綜合利用率传统火电的综合能源利用效率低，燃气冷热电三联供供能系统的综合能源利用效率可达到60%-80%.燃气锅炉直接供热的效率虽然能达到90%,但是它的最终产出能量形式为低品位的热能，而燃气冷热电三联供供能系统中有45%左右的高品位电能产出.因此燃气冷热电三联供供能系统的能源综合利用效率比传统的大电网供电和燃气锅炉直接供热的传统供能方式有大幅度提高。

②电力燃气消耗双重削峰填谷、改善城市能源结构在传统的能源结构中，夏季大量电空调的使用和冬季大量燃气锅炉采暖的使用造成了夏季用电量远高于冬季、冬季用气量远高于夏季的情况，这种不合理的能源结构导致了相关市政设施的低投资效率，造成了资源浪费。

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。

热电冷三联供系统节能环保效能分析作者：高嵩来源：《探索科学》2019年第05期【摘; 要】在全球气候变暖的危机意识下，环境是否受到污染，能源是否安全、绿色，能源的效能是否被充分利用等问题受到人们的高度关注，热电冷的三联产业的前景备受重视。

本文就热电冷三联产业在当下经济形势中的应用和未来发展前景的可能向做论点开展讨论。

【关键词】热电冷三联供;效能分析;节能;环保一、热电冷三联供系统简介目前，在我国已在北京、上海、杭州建成多个热电冷联供系统。

热电冷三联供系统在西方发达国家应用也比较广泛，热电冷联供系统成为燃气、电力之后的第三大公益事业。

热电冷联产是指采用能量阶梯利用的方式把燃料发电后的低品位热能用于供热，或通过驱动吸收式制冷机为夏季空调供冷，从而形成热电冷三联供系统。

热电冷三联供中的冷热联供系统主要由热源、一级管网、冷暖站、二级管网和用户设备组成。

常见的热电冷联产系统有两种，一种是热电厂热电冷联产系统，利用锅炉产生的高压高温蒸汽带动汽轮机发电，同时利用汽轮机的抽汽式或背压式排汽对外供热和驱动吸收式制冷机组制冷;另一种是楼宇热电冷联产，利用燃气轮机发电，其排气预热直接或间接用于供热和带动吸收式制冷机组制冷。

二、技术特征与效益分析1.综合效率高一般普通的火力发电系统，输入热量按100%计算，扣除送电损失约2%、未利用的排热约60%、其发电效率约38%。

而对清洁能源天然气冷热电联供系统，同样输入热量按100%，发电占25%～40%，排热利用占40%～50%，如果把用电和用热分配好，综合效率可以达到70%～80%，而没利用的排放热仅为20%～30%。

因此，天然气冷电热联供系统由于增加了排放余热的利用，其综合效率比普通的火力发电系统高约30%～40%。

2.节省能源天然气燃烧可得到1500℃的高温能源，将这部分能源由高到低进行多阶段的利用，可以把制冷、采暖、电力和卫生热水等优化整合为一个新的、统一的能源系统，可实现不同形式、不同能量的梯级利用，以获得整个系统最佳能量综合利用效果。

浅谈天然气冷热电三联供利用方案天然气冷热电三联供，又称CCHP（CombinedCooling，Heating&Power），它主要是利用十分先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气进行发电，对发电做功后的余热进一步进行回收，用来制冷、供暖和供应生活热水。

这是一种高效节能环保的新型能源利用方案，在欧美已有约二十年的发展时期，并方兴未艾，被确认是能源将来的发展方向。

一、三联供概念（1）燃气冷热电三联供。

燃气冷热电三联供是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力满足用户的电力需求，系统排出的废热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷；（2）梯级利用提高能源利用效率。

经过能源的梯级利用使能源利用效率从常规发电系统的40%左右提高到80%左右。

（3）燃气冷热电三联供是分布式能源的先进技术，是指将冷热电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷、热、电能的系统。

分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气冷热电三联供等多种形式，其中燃气冷热电三联供因其技术成熟、建设简单、投资相对较低和经济上有竞争力，已经在国际上得到了迅速地推广。

冷热电三联供作为第二代能源技术，其市场开拓不是依靠政府补贴或强制性措施，而是靠科技、高能源利用效率、低环境污染，靠区内直供大大减少了大电网的输送、调峰费用，来取得客户、运营方、政府和社会四赢的效果。

冷热电三联供需要按照市场经济的运作规律，靠资本运作来形成良性循环和发展，并且需要政府的规划和政策支持是非常重要的。

二、三联供的组成以及工作流程冷热电三联供主要由两部分组成——发电系统和余热回收系统，发电部分以燃气内燃机、燃气轮机或微燃机为主，近年来还发展有外燃机和燃料电池。

余热回收部分包括余热锅炉和余热直燃机等。

小型冷热电三联供系统中的燃气轮机或其他发电装置燃烧天然气做功，首先是将其中约35%的能量转化为电能，这部分自发电和市电同时向自身用户供电；其余大部分能量是在烟气余热和缸套水介质中，这些热量被余热系统回收用来产生所需冷和热。