燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统

燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统

王敏

身份证号：420107197009100519

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。

（二）、 提高能源综合利用效率

冷热电三联供系统可以一体化向用户提供冷、热、电等多种能源，并根据用户需求的不同，能够实现不同品质能源的供应，较传统通过电力来满足冷、热供应的独立系统而言，实现了不同循环的有机整合与梯级合理化利用。冷热三联供能系统的能量利用率可以达到80%，大大提高了能量的利用效率，远远高于单一的燃油、燃气、燃煤、中小型锅炉.

（三）、 削电峰填气谷

近年来，我国空调用电在用电负荷中所占比重逐渐增大（局部地区超过40%)，夏季空调用电需求巨大，而燃气负荷却处在低峰期。燃气冷、热、电三联供可以通过使用溴化锂吸收式制冷机组来代替一些常规的电气空调，从而达到降低夏季电量消耗，降低用电高峰的目的，同时，随着夏季用电、用电负荷的增大，对燃气的需求量也会相应增大，从而弥补了燃气负荷的低谷，可以有效地缓解能源供给中的季节失衡问题，降低电力供给和燃气输配系统的调峰设施的规模，提高社会的经济效益。

三、冷热电三联供系统现发展的制约条件

（一）、 政策与体制

当前，我国冷热电三联能源管理制度不健全，管理机制不够完善，制约了三联能源管理体系的迅速发展。冷热电三联供的实现有赖于天然气的供应，有赖于与电网的联接，有可靠的备用电源，有可靠的消防设备。但当前对此问题的研究尚无明确的协同权威性和系统性标准。此外，还需要大力发展三联供系统的设计咨询行业，鼓励电力、燃气、能源等企业参与到项目的投资、建设和管理中来。在上某中心医院大楼内，建立了一种冷热三联供气系统，经过几年的运行，取得了较好的经济效益，其成功之处，是建立了一个由电、气两家企业共同受益的股份有限公司，从而实现了冷热电三联三系统的双赢。这值得我们借鉴。

（二）、电力并网受限

已有研究表明，传统的冷热电三联供能系统以单机或单机形式运行，其安全、经济等方面均不符合实际，需要借助外力，尤其是电力网络的支撑。但是，对于冷热电三联供能系统的并网方式，国家只是在原则上支持，并没有明确的规定，而且，由于现行的利益关系，各大城市的供电公司都会出于自己的利益考虑，对此，一般都会持反对态度。

（三）、思想水平不足

相比于国外发达国家，现在发展目前还处在初级阶段，无论是政府还是产业内部，对此都需要进一步的了解，因此，我们认为，国家应该明确其职责，加强地方政府的职能，规范产业内部的管理，如果条件允许，可以在国家投资的工程中，加强对三联供能工程的前期论证和运行监督，并在此基础上，循序渐进地向全社会推广冷热电三联供能工程。

（四）、 技术因素限制

一些冷热电三联供能系统的效益不佳，其本质是由于热、电负荷预测偏差过大，机组装配后运行时，因基础负荷无法保证，或机组规模过大，造成投资浪费，从而丧失了价格优势，比如上海市黄浦区三联供能工程，就是因为机组选择过大，效益不佳，在燃料价格上涨后，损失惨重，最终导致机组停产,以及怎样对运作进行控制，这些都是十分重要的一环，它们在很大程度上会对项目的成败产生决定性的作用。但是，在当前的我国，在项目的方案设计和论证过程中，仍然以定性为主，定量方面的内容很少，尤其是在多因素及其变化对项目的产出效果的影响上，缺乏对应的规范和系统的控制能力，迫切需要一种切实可行的方案优选工具。同时，自动控制也是一大难题，它能够在一定的条件下实现供需的均衡，实现工况的自动选择，对设备的运行进行调整，并制定出最佳的方案并进行控制，但是，目前我国三联供系统的自动化程度并不高，这主要是因为系统的功能较弱，技术的持续发展相对滞后。

四、冷热电三联供系统的应用前景

冷热电三联供系统的使用范围很广，当前亟待改进冷热电三联供系统，转变冷热电三联供系统观念，优良的冷热电三联供系统对保障能源安全、提高能源利用效率具有重要意义，从一定程度上讲，强化冷热电三联供系统管理，构建优良的热冷热电三联供系统是当前亟待解决的问题。健全冷热电三联供系统的安全生产责任体系，随着我国能源市场化进程的加快，中国冷、热、电、气三联供能系统的发展速度也很快，在实践中，实现冷热电三联供系统，必须保证技术的先进，才能保证能量的有效利用。当前，国家十分重视对天然气的开发与利用，认为在以提升环境质量为前提下，改善能源结构是发展的正确途径。

结束语：综上所述，从可持续发展的角度来看，燃气内燃机和吸附制冷机组成的冷热电三联供系统是一项非常有价值的节能技术。它的实施，将为我国面临的垂直城镇化与节能减排两大挑战提供科学依据。冷热电三联供系统的设计优劣将直接关系到全球的能源使用优劣，构建一套面向未来、面向未来的三联供能系统，对节能降耗、合理使用能量起着重要作用。

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