天然气热电联产分布式能源热经济性和敏感性分析

天然气热电联产分布式能源热经济性和敏感性分析

马晓军1刘红梅2

(浙江省环境集团有限公司1浙江陆特能源科技股份有限公司2)

摘要：以某分布式热电联产系统为研究对象，根据该系统的热负荷特征，本文设计了15MW级燃气-蒸汽联合循环热电联产方案。利用热经济性与敏感性分析模型对该方案的能效、技术经济性和环境经济性进行了分析计算，以期为同类热电联产项目的方案设计提供参考。结果显示：该系统方案的年平均综合利用率为81.21%；其热经济性系数为0.476元/kW·h；系统的成本价和天然气价格对其经济性影响显著；同时，该系统具有较好的环境经济性。

关键词：分布式能源；热电联产；联合循环；热经济性分析；敏感性分析

0引言

天然气分布式能源具有能源转化效率高、温度对口、梯级利用、可靠性高等特点，使其在世界各国的能源领域逐步具有显著地位，也是我国最近十年能源战略的重点发展方向。

本文针对某工业园区的热电负荷特点，“以热定电”配置系统，基于燃气-蒸汽联合循环系统的集成与优化运行进行研究，并与传统供能系统进行经济性和节能性对比，建立天然气分布式能源系统在热力性能、技术经济性、环保经济性等方面的热经济性与敏感性分析模型。选取该燃气分布式能源运行1年的相关参数对其进行能效分析与敏感性分析。

1工程概况及热负荷分析

某工业园区拟定采用天然气热电分布式能源项目，为园区的工业提供热负荷。根据用户提供的蒸汽需求资料，园区内要求分布式能源站连续供汽供电，工业蒸汽需求额定负荷为25t/h，最大负荷为28t/h，蒸汽压力有0.58、0.8和1.2MPa三个压力段，年利用小时数为暂定为8000h。

2系统配置

根据本项目“以热定电”的原则，选择15MW级燃气轮机较为合适，索拉大力神130具有较好的综合性能，其额定余热利用量可达28.4t/h，满足此工业蒸汽负荷需求，且具有较高的发电效率和供热效率。本系统配置额定蒸发量25t/h，压力1.2MPa，192℃的自然循环无补燃的余热锅炉，其最大蒸发量可达30t/h。在稳定生产时，可满足工业蒸汽负荷。同时，备用1台30t/h燃气锅炉在燃气-蒸汽联合循环系统在检修、停机时间或特殊工况下使用。燃气轮机+余热锅炉+备用燃气锅炉热电联供工艺流程图见图1。

5结论

（1）天然气热电联产系统具有较高年平均综合利用率81.21%，以及较低的单位平均?产品成本0.476元/kW·h。

（2）系统成本、天然气价格对燃气-蒸汽联合循环系统的技术经济性影响最为显著。在天然气热电联产分布式能源的设计与应用中，不但要充分考虑天然气价格对运行性能的影响，同时，要综合考虑天然气分布式能源的项目运营能力和管理水平。

（3）天然气热电联产分布式能源系统具有较高的节能率54.21%，折算成年标煤量为9500吨。其中，SO2的减排量收入影响显著，CO2排放增加了当地的排放量。

参考文献:

[1]中国人民共和国住房和城乡建设部.CJJ145-2010燃气冷热电三联供工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]孔祥强，李瑛，王如竹，黄兴华.燃气轮机冷热电联供系统优化与节能经济性研究[J].暖通空调,2005,?35(7):4-8.