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中小型天然气热电联产以其具有的设备布置灵活、能源综合利用效率高、环境保护效果好等诸多优点,正越来越受到广泛的重视。与传统的集中供能或热电站热电联产供能方式相比,中小型热电联产项目主要是将热、电和冷的发生系统以小型模块或分散的形式布置在终端用户的附近,可独立地对终端用户输出电、热和冷。终端用户所需的电力由系统的发电装置(如内燃机、燃气轮机等)提供,发电装置产生的余热由余热锅炉等设备回收后,可用于采暖、热水或温水的输出。同时,也可以将余热用于吸收式制冷,从而提供冷量输出。这种分布式供能方式既可以对一般的规模较小的建筑提供能源,也可以对某个范围内的多个建筑或建筑群提供区域性的供能。
考虑到能源供应与能源结构调整的因素,如果采用以天然气为燃料的分布式供能形式,将具有很好的经济效益、社会效益和环保效益。所以当前在世界各国,尤其是一些发达国家,采用天然气作为能源的中小型热电联产项目(GCHP)得到了迅速的发展和应用。我国北京、上海也正在积极进行试点工作。随着“西气东输”工程的全面峻工和投入运营,以及北京2008年奥运会、上海2010年世博会筹备建设的深入展开,采用天然气热电联产系统必将得到越来越广泛的应用。
在简单介绍了天然气热电联产的概念之后,基于对未来供能趋势的判断,本文对天然气热电联产项目的优越性做了分析,比较了天然气热电联产在我国和其他国家的发展情况,指出此种供能方式在我国必将有很强的竞争优势和很广阔的发展应用前景。
本文接着对适合发展中小型天然气热电联产的典型建筑进行能耗研究。采用日方提供的最新负荷模型,并根据上海地区的实际情况做出应有的修正,并对宾馆、医院、办公楼的冷热电负荷需求进行了分析,给出了相关的模拟计算原理、计算公式和计算结果。在此基础之上,提出了系统设备优化配置的一些方法和原则。
通过对天然气热电联产系统的优化分析,本文进一步研究了天然气热电联产项目的评估方法,并选择了一次能源节约率、投资回收期、和排放情况作为本课题在进行项目评估时的指标。同时以上海地区典型工商用户为研究对象,应用负荷模型对其进行模拟计算,得出其应用天然气热电联产前后的能耗和费用对比,同时给出适用性评价。然后利用相应的编程语言编写了一套的中小新热电联产项目的评估系统软件,从技术、经济和环保三方面对某具体的热电联产项目进行了优越性评估。
最后,本文对中小型热电联产项目的应用前景做了讨论,指出虽然存在发展的诸多障碍,但从发展方向来看,我国发展中小型热电联产项目的前景是十分广阔的。对下一步的研究工作也做出了展望,提出了应重点做好的几个方面的工作。得出了在我国推广和应用中小型热电联产项目将是十分必要的,具有重大的意义。