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  • 燃气轮机热电冷三联供初探

    2011-03-04 14:49:02 作者:phpcms 来源: 浏览次数:0

        一、 热电联供概况简介

        关于热电联供近年来由于燃气轮机技术的持续进步,性能不断提高,特别是环保性能的优越,加之世界各国对环境污染的限制越来越严格,许多国家已逐步转向以燃气轮机发电机组为主的热电联供模式。

        燃气轮机热电联供大体有三种模式:

        1、 燃气轮机发电机组和排气直接供热模式;

        2、 燃气轮机发电机组和排气废热产生蒸汽供热模式;

        3、 燃气轮机发电机组和排气产生蒸汽供抽汽式或背压式汽轮机继续发电、供电的联合循环模式。

        燃气轮机热电联供机组与传统的汽轮机热电联供系统相比较,具有如下优点:

        (1) 热电比可在较宽的范围内变化,并且保持了较高的能源利用率。

        (2) 系统组合周期短,尺寸小、重量轻、占地小,有利系统布置、安装。

        (3) 系统机组启动迅速、自动化程度高,排气污染相对减少。

        燃气轮机热电联供优点已被社会认识和接受,国外政府在政策上提供优惠,在进一步研究开发中投入资金,促使国外燃气轮机热电联供很快地发展。

        二、 医院大楼中热电冷三联供首次使用。

        医院热电冷负荷基本情况

        上海市黄浦区中心医院新建大楼,座落在外滩中央商务区繁华地段,是一座18层高楼,设有570张床位和26个病科,建筑面积近2万5千平方米的现代化医院大楼,建成后它不但是外滩沿线标志性建筑物之一,也将成为与国际接轨的新型医院大楼。

        根据国外医院对燃气轮机热电冷联供使用经验,结合黄浦区中心医院热电冷负荷情况,决定燃气轮机从国外引进,其他设备都为国产的“热电冷”三联供方案,也就是燃气轮机发电,燃机排出废气通过废热锅炉生产蒸汽,在冬季用于供热,在夏季由于蒸汽推动溴化锂制冷供冷,组成热电冷三联供。

        由于三联供项目是在大楼土建设计完工后才进行的,所以整个系统只能大楼地下室里进行布置,开创国内先列。由建筑设计中得知,整幢大楼所有热电冷负荷如下: 电力:220KW。

        冬季采暖:白天负荷0.6Mpa的饱和蒸汽4.5t/h;夜间饱和蒸汽3.3 t/h,此外还须供生活用热水(相当于蒸汽白天2.5. t/h,夜间1.5 t/h)。

        生活用热水与冬委相等

        另外热电联供发电上网电价的规定和具体操作上问题,项目开始就确立了“并网不上网”的原则,并不向周边供电、供热,作独立建筑物热电冷联供探索。

        医院热电冷三联供设计

        从可行性分析中已知,采用热电冷三联供目的就是将一次能源分级使用,从而提高能源综合利用率,按此目标指导医院热电冷三联供系统设计。系统采用燃气轮机配废热锅炉、吸收式溴化锂制冷机及汽水热交换器,燃气轮机发电供医院使用,不足部分电力由市网补足,燃气轮机排出烟气通过废热锅炉生产出蒸汽,供医院消毒、蒸饭,生活用热水,冬季用于采暖,夏季经溴化锂制冷机转换后供冷,当热负荷超过废热锅炉出力时,由二台锅炉作补充,整个系统能源利用率达到70%以上。

        系统中设有三只油库,每只28立方米,一次储油量可满足一台燃气轮机运行7天,各油库之间可互相输油,既满足单只油库清洗,又可独立供油。油库与燃气轮机之间供油采用虹吸加上增压泵输送,保证了在低油位时也不会断油。油位在控制室内设有数字显示装置,十分便利运行操作。

        系统中原设置了二套燃气轮机,根据医院意见先上一套。燃气轮机是美国“SOLAR”土星1500机组,满负荷发电量1130KW,耗油量384KG/h。该机是一集装箱式组合体,由计算机进行自动控制,如机组发电量随外部需电量变化而变化;机组设有并网同步、防超速、防误操作停车保护、防润滑油超温自动灭火和发电量过载保护等装置;并在计算机显示屏中有各类运行工况显示,通过检索可以寻找储存工况,便于故障分析;在海拨和气温变化条件下设有油量调节器来保证50赫周波精确性。机组整体性能设置相当齐全。

        废热锅炉是燃气轮机之后热能转换关键设备,该废热锅炉当进水温度达到90摄氏度时蒸发量为3.3t/h。由于设备布置在地下室,没有高度空间,废热锅炉采取了半强制循环卧式非标制作形式。炉体底部为紧急情况下旁通烟道,在废热烟气进口处设有自动转换翻板.,当燃气轮机启动时或者锅炉有故障时翻板转向,调正烟气流向底部旁通烟道。在燃气轮机联接处和废热锅炉与烟道联接处均设置了膨热器,以保证在热态工作条件时的密封性。废热锅炉运行工况如:流量、压力等在控制室设有数字显示装置,使热能转换情况十分清晰。

        系统中还设置了二台贯通式燃油锅炉单台2t/h,主要功能是当废热锅炉出力不足或者停用时起到快速补充,保证医院方面对热负荷的需求。

        系统中配置了二台吸收式溴化锂制冷机供250万大卡。在夏季经蒸汽转换对医院实施供冷。

        参照电站控制室,设置了一组模拟屏,将医院热电冷三联供与相关装置运行状态通过模拟屏显示出来,使各设备启停状态,运行参数一目了然,十分便于操作和监控,使系统完整性更为突出。

        热电冷三联供系统经过单机调试和系统联动调试,对调试中出现受逐一予以解决,摸索着走出了在建筑物地下室进行热电冷三联供的第一步,积累了这方面经验和教训,同时也锻炼了参加这个项目科技人员。目前系统已运行了三千多小时。

        三、 热电冷三联供系统投运情况

        经济对比:因为医院改造资金是政府废款,与企业间经济投入有所不同。从医院验收报告中得知,经过一段时间运行后,使用热电冷三联供系统,每天可节约300公斤油(约735元)同时节省电费1400元,二者合计少支出2135元,每月可少支出6.4万元。

     


    (编辑:厦门节能中心)

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