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      關(guān)于分布式能源燃?xì)夤?yīng)的探析

      2019-12-26 07:35:00劉偉
      智富時(shí)代 2019年11期
      關(guān)鍵詞:分布式能源一次能源

      劉偉

      【摘 要】基于目前分布式能源的利用,本文作者闡述了分布式能源相關(guān)概念,分析了目前國內(nèi)分布式能源燃?xì)獾墓?yīng)前景,以及一次能源的市場(chǎng)需求,提出了燃?xì)夤?yīng)設(shè)施設(shè)計(jì)方案?;趯?duì)燃?xì)夤?yīng)設(shè)施設(shè)計(jì)方案案例的分析,對(duì)優(yōu)化分布式能源供應(yīng)的發(fā)展,提出了分布式能源供應(yīng)的可行性、長管道運(yùn)輸多個(gè)方面進(jìn)行探討,力爭促進(jìn)國內(nèi)分布式能源的供氣方案。

      【關(guān)鍵詞】分布式能源;燃?xì)夤?yīng);一次能源

      Combined? Cooling? Heating and? Power,CCHP是冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),也是分布式能源,分布式能源是能源梯級(jí)利用的一種方式,這種方式對(duì)能源的利用比較合理,是能源按照品味逐級(jí)利用的一整個(gè)過程,其中高溫、中溫蒸汽發(fā)電,低溫余熱可以用來向住宅供暖,提升了整個(gè)系統(tǒng)能源的利用效率,有效滿足不同用戶之間的需求,滿足了節(jié)能減排的目的。這對(duì)于節(jié)能減排來說是非常有效的措施。所以目前社會(huì)各界對(duì)分布式能源的關(guān)注都非常高,由于其本身的優(yōu)勢(shì),得到了極大的發(fā)展。隨著能源需求的增加,燃?xì)馄髽I(yè)燃?xì)夤?yīng)逐漸供不應(yīng)求,因此探討分布式能源燃?xì)夤?yīng)對(duì)于當(dāng)前的燃?xì)獍l(fā)展有很重要的意義。

      一、分布式能源燃?xì)夤?yīng)

      1.生產(chǎn)燃?xì)饽茉聪到y(tǒng)流程

      一次能源為天然氣分布式能源系統(tǒng)涉及到的流程有:燃料、原動(dòng)機(jī)、電力、熱量、鍋爐、熱負(fù)載、吸收式制冷機(jī)、冷量、暖通空調(diào),原動(dòng)機(jī)的燃料是天然氣,產(chǎn)生電力之后熱量進(jìn)入回收裝置進(jìn)行回收利用,進(jìn)行二次制冷、制熱利用,一部分原動(dòng)機(jī)利用本身剩余的余熱來產(chǎn)生熱水。實(shí)際的生產(chǎn)過程中,系統(tǒng)可以根據(jù)用戶對(duì)冷熱方面的需求確定分布式能源冷熱電容量,根據(jù)這個(gè)要求找到合適的原動(dòng)機(jī)與回收裝置,回收的余熱進(jìn)行制冷或者是制熱取暖,根據(jù)用戶的需要進(jìn)行選擇就可以。利用原動(dòng)機(jī)余熱產(chǎn)生的冷熱量如果不能滿足用戶的需求,還可以利用補(bǔ)然裝置,是余熱回收裝置的一種,可以在系統(tǒng)生產(chǎn)的過程中直接利用天然氣生產(chǎn)冷熱量作為其補(bǔ)充。

      2.分布式能源的需求特點(diǎn)

      根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行流程可以看出,用戶對(duì)分布式能源的需求一般如下,正常需求下根據(jù)冷熱量與電容量計(jì)算需要使用的天然氣供應(yīng)量,用戶需求產(chǎn)生變化的時(shí)候,用氣的均衡量也被打破,形成不均勻的特點(diǎn)。分布式能源的原動(dòng)機(jī)為燃?xì)廨啓C(jī),要求入口壓力穩(wěn)定性。

      3.國內(nèi)分布式能源需求特點(diǎn)

      從目前各個(gè)行業(yè)使用的天然氣情況來看,天然氣的消耗沒有淡旺季之說,淡季不淡且旺季更旺。尤其是2016年之后,天然氣作為清潔能源,消費(fèi)不斷呈現(xiàn)增長的趨勢(shì),2017年總數(shù)據(jù)為2373,與2016年相比增長15.30%,增速與2016年相比增長6.54%。從天然氣的行業(yè)需求來看,最主要的消費(fèi)是城市燃?xì)馀c工業(yè)燃料。傳統(tǒng)的發(fā)電方式把電力輸送到用戶的家中能效為30%,天然氣為95%,以管道運(yùn)輸為主。而傳統(tǒng)電力傳輸中能源利用效率為為49%,天然氣的利用率為比傳統(tǒng)電力的更高,為83%。就這樣的需求情況來看,國內(nèi)無論是天然氣消費(fèi)比例還是天然氣的發(fā)電比重,國內(nèi)都還有非常明顯的增長空間,所以預(yù)計(jì)在未來有非常好的發(fā)展方向。

      二、分布式能源供應(yīng)設(shè)計(jì)方案探析

      1.根據(jù)分布式能源天然氣消耗量總量的核算,以及長管道運(yùn)輸?shù)拇笮≈担烊粴庀牧康淖罡咧蹬c最低值為方案設(shè)計(jì)中主要考慮的系數(shù),方案設(shè)計(jì)中機(jī)組裝機(jī)容量要按照最大值和最小值來考慮。

      2.分布式能源站燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口壓力的要求比較高,進(jìn)口壓力確定天然氣進(jìn)入分布式邊緣站的最低壓力。

      3.方案要從多個(gè)方面進(jìn)行選擇,如方案設(shè)計(jì)的可行性,初步方案的確定,技術(shù)方案的合格性以及工程投資等等,從多個(gè)角度綜合分析對(duì)比之后確定接氣點(diǎn)和接氣壓力,確定輸氣量等等。

      4.根據(jù)接氣點(diǎn)和接氣壓力等因素,確定布站的方式。首先應(yīng)該確定穩(wěn)壓裝置、加壓裝置是否在燃?xì)廨啓C(jī)前設(shè)置。如果進(jìn)入天燃?xì)獾臅r(shí)候,壓力比燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)口壓力低,這個(gè)時(shí)候需要加壓裝置,如果進(jìn)入天然氣的壓力比燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)口壓力高,就需要設(shè)置加壓裝置。具體的裝置要根據(jù)實(shí)際的情況確定。如果不設(shè)置就應(yīng)該確保進(jìn)口壓力的穩(wěn)定性,確保壓力處于燃?xì)廨啓C(jī)需求的范圍內(nèi)。由于對(duì)管道運(yùn)輸?shù)男枨蟊容^大,所以方案設(shè)計(jì)最好在燃?xì)廨啓C(jī)前設(shè)置穩(wěn)壓裝置。輸氣管道的設(shè)計(jì)壓力也要根據(jù)計(jì)算輸氣管道的管徑來選擇管道的型號(hào),再根據(jù)選擇的型號(hào)計(jì)算分布式能源進(jìn)站的壓力[1]。

      5.根據(jù)輸氣管道管徑選擇、管道壓力選擇,對(duì)方案綜合計(jì)劃分析,如果路由與規(guī)劃之間產(chǎn)生沖突的情況下,重新選擇路由,重復(fù)第三個(gè)步驟。同時(shí)根據(jù)方案和路由因素,選擇設(shè)備型號(hào)、選擇配套工程設(shè)計(jì)。

      三、分布式功能的優(yōu)勢(shì)

      1.提升能源綜合利用效率

      實(shí)際上不管是冷能還是熱能,其損耗都隨著傳輸距離的增加而不斷增加,目前的集中供電方式可以達(dá)到40%到50%,但是由于長距離的運(yùn)輸導(dǎo)致最終的利用效率難以達(dá)到40%~50%。分布式能源不僅可以得到40%~50%的發(fā)電率,同時(shí)可以將低溫、中溫廢熱回收實(shí)現(xiàn)冷熱量需求供應(yīng),實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用,能源的利用效率高達(dá)80%以上,同時(shí)與傳統(tǒng)的輸電相比降低了電能的消耗。

      2.削峰填谷的作用

      冬季取暖和夏季制冷是能源利用的高峰期,夏季天氣原因,制冷耗費(fèi)的能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過冬季,給電網(wǎng)帶來極大壓力的同時(shí)也造成冬季發(fā)電設(shè)施的限制,降低了發(fā)電設(shè)備與輸配設(shè)備的利用率。天然氣分布式功能可以在夏天燃燒天然氣制冷增加夏季的燃?xì)馐褂昧浚瑴p少夏季空調(diào)與電負(fù)荷量,系統(tǒng)還可以自發(fā)電,降低對(duì)電網(wǎng)電力的消耗。

      3.具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益

      美國在天然氣的使用上做過數(shù)據(jù)調(diào)查報(bào)告,報(bào)告顯示使用天然氣分布式功能可以節(jié)省大量的能源消耗,并且獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用天然氣分布式供能系統(tǒng),降低寫字樓運(yùn)營成本的12%,商場(chǎng)可降低到11%,體育館內(nèi)建筑的運(yùn)營成本可以降低到32%。具備良好的經(jīng)濟(jì)效益。再加上天然氣是清潔能源,燃?xì)獍l(fā)電機(jī)都使用先進(jìn)的技術(shù)和水平,其排放的氣體均在排放指標(biāo)內(nèi),如商場(chǎng)、寫字樓與體育館內(nèi),溫室氣體的排放也隨之降低[2]。

      四、分布式能源供應(yīng)方式

      1.燃?xì)夤?yīng)

      分布式能源一部分都是由燃?xì)夤局苯庸?yīng)的,燃?xì)夤局苯庸?yīng)存在一定的劣勢(shì),首先是分布式能源需求量不斷增加,燃?xì)夤颈旧淼谋U洗嬖趩栴},其次是燃?xì)夤镜臍庠磯毫?MPA、運(yùn)行壓力為3MPA,管道壓降之后很難保證燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口壓力的要求。一些公司會(huì)采取對(duì)燃?xì)饧映?,加臭之后存在兩個(gè)缺點(diǎn),對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒不利、也不利于環(huán)境保護(hù)。

      2.長管道直供

      長輸管道直供燃?xì)?,有保障壓力高,敷設(shè)管線之后可以減少管徑節(jié)省一部分投資。分布式能源站一般規(guī)劃在城內(nèi),長輸管道直供的主要問題是長輸管道規(guī)劃與城區(qū)規(guī)劃之間的沖突、與區(qū)域內(nèi)燃?xì)馄髽I(yè)存在的矛盾問題。長輸管道經(jīng)過城鄉(xiāng)的時(shí)候要征得城鄉(xiāng)部門的同意且取得安全保護(hù)措施。但是長管道進(jìn)入規(guī)劃區(qū)上報(bào)城鄉(xiāng)主管部門的時(shí)候,往往會(huì)被拒絕,以無規(guī)劃或是具備危險(xiǎn)性為主要原因。

      五、結(jié)語

      綜上,分布式能源在國內(nèi)的發(fā)展有極大的市場(chǎng)。目前分布式能源的技術(shù)已經(jīng)很成熟,其對(duì)能源利用的高效性、環(huán)保性與低能耗是其本身的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也擁有良好的市場(chǎng)。在具體的工程案例中,方案的設(shè)計(jì)分析、綜合對(duì)比可以為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益,促進(jìn)了社會(huì)的環(huán)保效益。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]王健. 燃?xì)夥植际侥茉丛谀翅t(yī)院中的應(yīng)用分析[J].上海節(jié)能, 2018, 357(09):93-97.

      [2]吳巍, 丁勝, 吳凱檳. 燃?xì)夥植际侥茉础耙詿岫姟焙汀耙噪姸帷边\(yùn)行模式下的能效對(duì)比分析研究[J]. 工業(yè)加熱, 2018, 47(05):11-17.

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