天然气分布式能源系统机组选型研究

天然气分布式能源系统机组选型研究

孟江

（淮南矿业集团清洁能源有限责任公司安徽淮南232033）

摘要：在一般情况下，天然气分布式能源系统采用的大都是冷热电三联供形式。采用这种形式具有能源利用效率高、对环境没有污染，也就是低碳环保等优点。在当前，应用最广泛的天然气分布式能源系统机组有三种，它们分别是：小型燃气轮机、微型燃气轮机和燃气内燃机这三种。它们是根据不同用户的不同需求，并以此进行分析，给出了相关的配置方案。例如：综合医院，大型商场，寄宿制学校等。本文笔者就天然气分布式能源系统机组选型研究的典型案例进行分析。

关键词：天然气；系统机组；选型研究

前言

随着我国经济的不断发展，人们生活水平不断提高。人们生活中对于冷热变换的需求也越来越大。相对于此，带来的却是能源利用率不足、环境污染严重等问题。而天燃气作为一种清洁能源理所当然的被大力提倡。在天然气被广泛应用的今天，怎样合理地选择燃气发电装置哦！是我们必须要认真思考的一个课题。我们如何更加合理的使用天然气？我们应该通过什么途径将天然气发挥最大的效用？这是我们需要去认真思考和研究的。

一、国内外现状

随着人们对天然气要求的不断提高，我国正处于使用天然气不断提高的时期。所以通过各种途径提高天然气的使用比例，大力推广天然气的使用。通过这种方式来降低大气污染，保护环境。电力工业当中使用燃气轮机的比较多，特别是最近几年煤炭等清洁能源的广泛应用，联合燃煤技术也得到了很大的发展，目前很多企业都已经建立的循环电路系统，很多行业的燃气几轮的科技也得到了非常大的发展。同时，天然气的使用从不同程度上缓解了用电紧张的问题。在这一个方面上，国家也出台了许许多多相关政策，最大程度上鼓励使用天然气，大力推广天然气的使用。有了这些国家政策的大力支持，这项工作的研究和推行的将会更加的顺利。

就相关方面的研究表明，因为西方国家现代化起步较早，过早的完成了工业革命。造成了环境污染严重、能源短缺等严峻的问题。所以，在此基础上，分布式发电、供能方式的冷热电联产业发展迅猛。在19世纪70年代的欧洲，就已经出现了最早的热电联供。在上世纪70年代以后，因为能源危机的影响，美国开始热电联产。为了将热电联产，进行开发和商业化，美国将天然气行业、电力行业和空调行业的制造商进行了深入的合作。并且美国能源部在此基础上，提出了冷热电联供的规划和目标来促进发展。目前，美国分布式能源供应站已达到近六千座。而其他一些欧洲国家，诸如荷兰、丹麦以及德国等都对热电联供的项目发展持比较积极的态度。

对我国来说，由于我国国土广阔，国力强大，在建国以后才逐渐意识到这个问题。也就是说我在建国初期才开始重视热电联供的建设。在改革开放以后，随着经济的发展，热电联供这个项目也迅猛发展起来。但是那个时候主要的是燃煤热电联供。在我国，天然气制冷制热工程系统起比较晚，但是随着人们生活水平的不断提高，这个系统工程逐渐受到他们的重视。

二、本课题主要研究内容

在本文中，笔者主要就在分布式能源系统的流程分类和适用范围影响下，分布式能源系统利用效率、节约率等指标进行分析和研究。所以本文的主要研究内容为：

1、分析在不同的冷热要求下，系统机组配置的原则。

2、根据发电机组的不同形式，分析并研究天然气分布式能源系统适用范围。

3、通过具体研究，对高铁站、医院、商店等具体地方，来实际分析冷热电联供系统的配置。

三、具体研究、实际分析

1、在分布式能源系统燃气发电机组选型过程中，除了要看不同燃气发电机组的特性之外，还有一些特殊的要求需要我们来遵守。比如说：（1）在多项目中，由于所涉及的用电负荷量较大，所以可以选择内燃机发电机组，或者可以选择微型燃气轮机发电机组[2]。因为微型燃气轮机发电机组在控制方式上以模块化为主，所以在选择时应该为首选。（2）如果说项目在排放等方面有较高的要求，这个时候就可以选择小型或者微型机组。（3）如果是无高压燃气管网设置，并且很难进行大型燃气增压设备的设置，在这种情况下应该选择内燃机发电机组或者是微型发电机组。（4）如果是在室内环境温度高、或者是海拔高的情况下，就应该考虑到发电机功率衰减的问题。这个时候选择内燃机发电机组是最好的。当然了，根据实际情况进行机组选择，为确保达到最高的经济效益是再好不过的了。

2、内燃机驱动冷热电联供系统具体应用：

（1）办公室，为了满足不同办公人员的办公需求，办公室的基础设备不断趋于完善。一般来说，每个办公室都配有空调。这种情况下，如果想空调具有稳定的制冷制热效果，或者说是有稳定的空气处理系统，必须有稳定的电负荷和冷热负荷[1]。当然，除此之外，办公区的供水系统也是必不可少的因素。所以在在供暖气和过渡季都对电荷有较大的要求，在制冷时候对冷热电荷有较大的要求，在此基础上，选择分布式能源系统就比较合理了。

（3）车站、商场，在现实生活中，车站和商场属于比较大的公共场所。为了保证综合服务质量的不断提高。在这儿种比较大的公共场所中要进行必要的制冷制热，电力，照明等。一般来说，车站或者是大型商场的运营时间都比较长[1]。因此，供电的时间也是比较长的。在这种情况下，应该采用分布式能源系统。

（4）宾馆等大型酒店，在近几年，酒店的数量逐渐增加，酒店的层次也逐渐提高，设施也日渐完备。一般来说，高级宾馆中一般都包含客房、餐饮、商店等基础服务设施以获得更大的经济效益。在这种情况下，酒店里的客房一般是需要24小时供应热水，而在餐饮方面需要更高要求的蒸汽。不管是哪一项基础设施都需要较高的用电量，并且对制冷制热电荷有很高的要求。在这种情况下，同样适用于分布式能源系统。

3、燃气轮机驱动冷热电联供系统的具体应用

（1）企业。一般来说，这种供电系统应用于发展比较早的企业，像造纸厂和机械加工厂等。在这项技术出现以前，这些企业的供电一般是通过传统的烧煤锅炉产生的气体来驱动机器的运动。但是，随着环境要求的提高，我们要与环境之间建立和谐友好的关系，所以这种传统的供应模式就不再适用于现在企业的发展。所以企业逐渐改变为燃烧天然气，环境效益和经济效益都不断提高。

（2）公共建筑。如上文中提到的一样，在医院、办公室、宾馆、商场等这些公共场所，在燃气内燃机容量满足不了负荷要求的时候，可以选择是用燃气轮机作为发电机组。这样不但可以满足用电需求，而且发电量极其稳定，编写可以同时满足制冷制热等的要求[2]。保证了资源的合理利用，提高了经济效益，促进了经济社会的健康和快速发展。

结束语：

一般来说，燃气发电机组的合理选型是保证分布式能源系统可靠运行的关键所在。但是在实际选型中，我们应该在个种类，涉及的特性中进行分析，根据不同情况来做出不同的选择。其中包括性能参数、变工配特性等。为了保证在实际情况的运用下，不同机组能够发挥它的最大效用，获得最大的经济效益，促进经济社会的快速发展，甚至促进人类社会的不断发展。

参考文献：

[1]林世平.分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究[D].武汉理工大学.2011

[2]夏浩文，杨锦成，马宪国.分布式能源系统原动机原型方法研究[J].上海节能，2012；（4）6-7