第十章冷热电三联供系统.pptVIP

* 第十章 冷热电三联供系统 10.1概述 10.2集中式冷热电联供技术 10.3建筑分布式冷热电联供技术 10.1概述 如果将发电过程中所产生的“废热”直接用于工厂或建筑供热，就能合理地利用能源，减少能源资源的消耗，同时，又能减少对环境的污染，起到保护环境的作用。这种在生产电的同时，为用户提供热的能源生产方式称为热电联供。如果利用热能来驱动以热能为动力的制冷装置，为用户提供冷冻水，满足用户对制冷的需求，则称这种能源利用系统为冷热电三联供系统，简称冷热电联供。 如图10-1所示是冷热电三联供系统的示意图。 冷热电联供系统按照规模大小可分为集中式冷热电联供系统和建筑冷热电联供系统。如图10-2所示是热电联供系统与传统的分产系统的能源利用效率比较。 图10-2热电联产系统与分产系统的能源利用效率比较 10.2集中式冷热电联供技术 一、集中式冷热电联供系统的形式 二、集中式冷热电联供系统的冷热媒及冷热量调节 三、集中式冷热电联供的输配系统 一、集中式冷热电联供系统的形式 图10-3集中式冷热电联供系统流程图 1-中央热电厂；2-输配管网；3-用户转换站；4-建筑用户；5-输配电网；6-变压器 集中式冷热电联供系统是以中央电厂为冷热源，通过管线，以蒸汽、高温热水或冷冻水为媒介，将热或者冷从中央冷热源输送至民用、商业或工业用户，为这些用户提供采暖、空调、生活热水、以及工业用热等服务，满足用户对热或者冷的需求。同时，中央电厂所发出的电，通过当地电网，输送给各种电用户，满足用户对电的要求。 如图10-3所示是集中式冷热电联供系统的流程图。 由于所使用的燃料和工艺不同，集中式冷热电联供系统的能量生产方式也不相同，主要有以下几种形式。 1、锅炉加供热汽轮机型三联供系统 由于煤燃烧形成的高温烟气不能直接用于做功，需要经过锅炉将热量传给做功工质—蒸汽，再通过蒸汽推动汽轮机做功。如图10-4所示是锅炉加供热汽轮机三联供系统的原理图。 煤燃烧所释放的热能经锅炉水冷壁换热之后，传给锅炉内的水，水吸热并达到一定的温度时，产生蒸汽，饱和水蒸气经过过热器进一步加热之后，变成过热蒸汽，具有做功能力的过热蒸汽进入汽轮机，膨胀并做功，推动汽轮机转动，汽轮机再带动发电机转动，产生电力输出，产生的电能经进一步变频、升压之后，即可通过电网传输到各种电用户。做功后的低品位蒸汽用于供热，或用于驱动吸收式制冷机制冷。凝结后的凝结水再经给水泵送入锅炉，继续循环。这种循环称为热电循环。 根据汽轮机供热方式的不同，可将热电循环分为背压式热电循环和抽汽式热电循环两种。 背压式热电循环中，排气压力高于大气压力，如图10-5所示。 图10-5背压式循环原理 如图10-6所示是中间抽汽供热系统的原理图蒸汽在调节抽汽式汽轮机中膨胀至一定压力时，被抽出一部分送给热用户，其余蒸汽则经过调节阀继续在汽轮机内膨胀做功，乏汽进入凝汽器，被冷却水吸收热量之后，冷凝成水，然后与热用户的回水一起被送入锅炉循环。这种系统的重要优点是能自动调节热电出力，从而可以同时较好地满足用户对热、电负荷的不同要求。但这种系统由于有部分热在冷凝器中被冷却水带走，因此其热能利用效率要比背压式低。 图10-6中间抽气式循环原理 2、燃气轮机三联供系统 锅炉加供热汽轮机热电循环属于外燃型发电，而燃气轮机属于内燃机，因而发电效率要比外燃机高。燃气轮机发电装置由三个部分组成：压气机、燃烧室和涡轮机。基本的燃气轮机循环采用布雷顿循环，由绝热压缩、定压加热、绝热膨胀组成基本的燃气轮机发电循环如图10-7所示。 图10-7基本燃气同发电循环 为了提高燃气轮机的发电效率，通常在基本循环上加装回热、再热及中间冷却装置，如图10-8所示。 由于燃气轮机的排气温度还相当高，热能利用率较低，为了提高热能利用效率，可以利用余热锅炉或换热器对燃气轮机的尾气进行热回收，用于供热或驱动吸收式制冷机，提供空调冷冻水，从而实现冷热电联供。燃气轮机冷热电联供系统的原理如图10-9所示。 图10-9燃气轮机冷热电联供系统原理图 3、燃气轮机、蒸汽轮机联合循环冷热电联供系统 在上面所讲的燃气轮机单循环中，余热锅炉产生的蒸汽参数仍然很高，如果增设供热汽轮机，使用余热锅炉所产生的较高参数的蒸汽在供热汽轮机中发电，可以进一步提高发电效率，其抽汽或背压排汽用于供热或制冷，从而实现冷热电的三联供。这种联合循环冷热电联供系统如图10-10所示。 二、集中式冷热电联供系统的冷热媒及冷热量调节 1．冷热媒的选择 提供同样的热量时，热水质量流量要远远大于蒸汽的质量流量，热水质量流量大约是蒸汽质量流量的10倍。尽管如此，由于蒸汽的密度很小，输送同样热量的蒸汽管要比热水管大，但蒸汽的凝结回水量很小，所以，回水管也很小，从而可以弥补供