094增量投资法在楼宇式燃气热电冷联产系统评价的研究与应用.docVIP

增量投资法在楼宇式燃气热电冷联产系统评价的研究与应用 刘清江1）2） 韩学廷1） 孙尔雁1） 1）天津商业大学机械工程学院制冷与空调工程系 天津商业大学天津市制冷技术重点实验室 邮编：300134 2）天津大学机械工程学院 摘要 本文应用增量投资法对天津市某楼宇的燃气热电冷联产系统进行了评价，建立了相应的数学模型，用线性规划的方法进行了优化，得出在实际应用中，要谨慎看待楼宇的燃气热电冷联产系统相对于热电冷分产系统的节能、经济优势。同时分析了影响燃气热电冷联产系统经济性的重要因素。 关键词 增量投资法 燃气 热电冷联产 线性规划 经济性 1 绪论 随着我国经济快速、持续的发展，能源需求量不断增长，特别是对电力需求增长，使得夏季高峰电力缺口逐年增大，危及电网安全。建筑能耗年增幅达10% ，已成为能源消耗增长主力。应对用电高峰的挑战，已成为全国乃至世界性问题。在美、加、英、意、俄等国，都曾出现大面积停电，损失巨大，2008年1月10日至2月5日，春节期间，中国南方大面积降雪造成南方11省雪灾，大面积停电给社会经济、生活带来巨大的负面影响，迫使各国政府开始慎重考虑电力安全及其相关问题。例如夏季用电高峰恰恰是用气低谷，运用燃气三联供技术可以削电力之峰填燃气之谷缓解用电紧张，而且还能解决天然气管网资源浪费。随着中国能源结构的调整和然气的大规模利用，热电冷联产系统，特别是楼宇式热电冷联产系统在中国得到了逐步的利用，应该如何认识燃气热电冷联产系统相对于应该如何认识燃气热电冷联产系统相对于热电冷分产的优势，很多学者进行了研究[1--8]。并指出，热电冷联产系统的评价中存在许多问题诸如: 比较对象、设计工况与全年逐时分析、经济性分析等很多问题值得研究、探讨，本文通过应用增量投资法对天津市某楼宇的燃气热电冷联产系统经济性进行了评价研究。 2 增量投资法与线性优化介绍 现行的工程经济评价方法通常假定一个天然气冷热电联产机组年综合运行小时数 (4000h~~6000h)，并假定机组的余热得到全部利用，进而得出机组的发电量、供热量、制冷量、燃料消耗量，同时规定电价、热价、冷价以及燃气价格。卖热、卖冷、卖电的收入减去燃气的成本就可以得出冷热电联产系统节约的费用，考虑到运行维护费用与系统总的投资就可以得出冷热电联产系统的投资回收年限[9]。 根据冷热电联产系统和分产系统即常规系统（仅考虑供热、供冷）的区别最终得到以下数据：冷热电联产系统比分产系统多投资（元），冷热电联产系统比分产系统多耗燃气(m3／a)，冷热电联产系统比分产系统少从电网买电(kW·h／a)，在不收取冷热电联产系统的过网费时，已知燃气价格和电价就可以计算出冷热电联产系统比分产系统多投资即增量投资的回收年限如下式所示： (1) 式中 ——增量投资的回收年限，a； ——冷热电联产系统比分产系统多出的投资，即由小型燃气发电机组构成的增量投资，元； ——冷热电联产系统比分产系统全年少从电网购买的电量，即燃机（小型燃气轮机或内燃机或微燃机）全年发电量，kW·h／a； ——公共电网即市电网电价，元/kW·h； 若某种行业或某类建筑物实行峰谷分时电价（即一天分为高峰、平峰、低谷电价时段），则 （2） 式中 ——某一电价时间段联产设备运行时间，h/a； ——某一电价时间段燃机发电功率，kW； ——某一电价时间段电价，元/kW·h； ——冷热电联产系统比分产系统全年多耗的天然气量，m3/a； (3) 式中 ——冷热电联产系统全年天然气耗量，即燃机全年耗气量，m3/a； (4) ——某一电价时间段燃机耗气量，m3/h； ——分产系统（燃气锅炉或直燃机）全年天然气耗量，m3/a； (5) 式中：——某一电价时间段冷热电联产系统余热锅炉有效（净）供热量，kJ/h； ——燃气锅炉效率，一般可取0.85--0.9； ——天然气低位发热量，天津市天然气可取35588 kJ/Nm3； ——天然气价格(元／kW·h)。 需要特别指出的是这种方法是针对楼