天然气冷热电三联供的应用探讨

李兴瑞　吕品

摘 要：天然气冷热电三联供是指天然气通过发电机发电，利用高温烟气制冷，再用换热器中多余的烟气加热生活用水。这套装置在很大程度上提高了能源的利用效率，实现了能源的循环利用。主要阐述了天然气冷热电三联供的应用，以期能为相关工作提供参考和借鉴。

关键词：天然气；冷热电三联供；评价指标；供能形式

中图分类号：TM611 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.080

随着自然环境被逐渐破坏，能源形势也发生了很大的变化。国家提倡建设环保城市，将能源系统技术作为核心，而天然气冷热电三联供就是在节约能源的基础上加大了供给比例。这种装置有很好的节能效果，并且有高效的能源循环系统，以天然气作为燃料，将其转化为高效热能，而低品位热能主要用于供热或供冷，实现了能源的多次利用和阶梯式供应。与传统集的中式供能技术相比，天然气冷热电三联供系统有很大的优势，它主要是为小型用户供给能源，其形式安全、可靠。

1 天然气冷热电三联供分类

天然气冷热电三联供系统适用于多个领域，比如工业、家庭和商业等，一般情况下，可将其分为区域型和楼宇型2种。楼宇型系统的规模相对比较小，它最大的功能就是能够满足和供应单独建筑的能量需求，比如，学校、医院和商场中的一些设施等。单独建筑物中的能量供应有较大的变化，它分为低潮和高潮，而系统需要根据实际情况不断地调整，使其与具体的环境相适应。因此，楼宇型冷热电三联供系统对设备有很高的要求，特别是其开机和停机的变化较大。另外，系统中的热源设备、发电设备和蓄能设备的设计和优化在系统中占有非常重要的位置。

区域型分布式冷热电三联供系统与楼宇型最大的不同在于，它主要应用于规定区域内的建筑群中。区域型分布系统的实施具有多样性，区域中不同的建筑物对能源的需求时间也有不同。由于建筑物的用途不同，并且负荷之间相互耦合，所以，在很大程度上增大了区域内的能源需求量。与此同时，能源供应区域平稳，设备运行效率不是很高。

2 评价指标

2.1 节能性

在天然气冷热电三联供系统中，突出其节能性的一个重要指标就是节能率，它从天然气梯级利用的高效，到用户端的供电效率，都占有较大的优势。节能性主要是指在满足具体环境能源量的基础上，将天然气冷热电三联供与传统供能系统相比，观察它们在一定时间内一次能源消耗量的节约率。

2.1.2 负荷率

负荷率主要是指系统的实际发电量与额定发电量之间的比值，如果系统运转时的负荷比较低，那么，也会相应降低发电效率，因此，系统不能长时间处于低负荷状态。

2.2 经济性

该装置有较高的节能效果，其使用的燃料具有很高的经济性，所以，要实现高经济性，前期投入是比较大的。因此，在设计这种功能系统时，在预期的节能基础上，要合理选择节能系统，这是非常重要的。

3 供能形式

应用最广泛的常规冷热电三联供系统如图1所示。这种系统的设备组成主要包括原动机发电设备和余热回收设备，它们与电网并网运行。建筑物内的负荷在很大程度上是由制冷负荷、热水负荷和采暖负荷等组成的。其中，有一个电力负荷的运行是由原动机优先发电的，如果发电量不能满足实际需求，就要利用电网补充电能，在这个发电过程中产生的热量被热水型吸收式溴化锂制冷机吸收，用以制热和制冷。

冷热电三联供系统原动机主要包括内燃机和燃料电池等。一般情况下，内燃机在100 kW～5 MW，其发电效率与电网效率非常接近，但是，烟气温度和换热效率不是很高。在小于1 MW的三联供系统中，内燃机占主导位置，这主要是因为在一定空间内，燃气轮机的发电效率较低，经济效益和节能效率不是很高。燃料电池在国外的应用比较广泛，它与传统的发电方式相比，具有很高的发电效率，对环境的污染小，这是占绝对优势的。如果热电负荷与冷热电三联供系统电荷接近，就能够增加能源的利用率。

4 结束语

天然气分布式冷热电三联供是一种高能环保系统，它主要有楼宇型和区域型2种，类型不同对设备的要求也不同。鉴于此，应合理评价节能性指标，主要包括符合率、综合效率和节能率等。冷热电三联供系统的核心分布是原动机发电设备和余热回收设备，在使用时，应根据具体的使用环境选择设备的类型，从而提高天然气冷热电三联供的效率。

参考文献

[1]别祥，韩光泽.天然气冷热电三联供系统热力学分析[J].化学工程，2010（01）：57-62.

[2]郭小琴，蒋松林，宁贺彪.天然气冷热电三联供技术及其应用情况[J].机电信息，2012（25）：66-69.

〔编辑：白洁〕

Abstract： The natural gas CCHP refers to natural gas by generator， refrigeration using high-temperature flue gas， and then changes the flue gas heating living water excess heat exchanger. This set of equipment to improve the efficiency of energy use to a large extent， realize energy recycling. Mainly expounds the application of natural gas CCHP， in order to provide references to related work.

Key words： natural gas； CCHP； evaluation index； energy supply form