冷热电三联供的形式及成本分析

冷热电三联供的形式：内燃机+余热利用系统；燃气轮机+余热发电机组；燃气轮机+余热利用系统；微燃机+余热利用系统。内燃机+余热利用系统：内燃机：四冲程内燃机；吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。内燃机余热：烟气、缸套水；余热利用系统：热水烟气直燃机、板式换热器。余热利用系统：制冷：烟气→烟气热水型直燃机中烟气高发；缸套水→烟气热水直燃机中热水发生器。制热：烟气→烟气热水型直燃机中烟气高发；缸套水→板式换热器。设计参数及原则设计参数：对象：办公楼，建筑面积：2万平冷负荷：50w/m2，热负荷：56w/m2电负荷：30-67w/m2采暖期：11月-4月，128天制冷期：6月-9月，88天每个工作日，机组运行10小时7:30-17:30周六日不起动，采用市网运行设计原则：以办公楼最低电负荷为标准选配发电机，产生的余热即烟气和缸套水进入烟气热水型直燃机和板式换热器制冷制热。机组选型：电负荷：0.03×20000=600KW冷负荷：0.05×20000=1000KW热负荷：0.056×20000=1120KW发电机选型：J312额定发电功率：635KW发电效率：40.4%额定余热功率：744KW排热效率：46.5%可利用烟气：3400kg/h,402KW，500℃可利用热水：26.6m3/h,342KW，79-95℃：发电机组参数采用颜巴赫系列利用的余热主要为：烟气和缸套水余热机组选型：BZHE125型出力系数为：100%燃气、50%烟气、23%热水出力系数：在多能量源的条件下，某一能量源的额定功率占额定总功率的比例。额定制冷量：1454KW天然气：106m3/h额定制热量：1121KW天然气：120m3/h烟气量：4873m3/h，热水量：41.1m3/h：余热机组参数采用远大系列。负荷计算：制冷：该直燃机烟气出力最多为满负荷的50%，出力系数为0.5。计算公式：制冷量=排烟量/额定排烟量×额定制冷功率×出力系数×发电机负荷比例。烟气制冷量为：3400/4783×1454×0.5×600/635=485.8KW热水制冷量为：26.6/41.1×1454×0.23×600/635=203.4KW总制冷量为：485.8+203.4=689KW需补充冷量为：1000-689=311KW→天然气需补充能量为311/1.36=229KW，COP=1.36。余热制冷效率为：689/744×100%=92.6%余热制冷的总效率为：92.6%×46.5%=43%冷热电三联供的总效率为：40%+43%=83%制热：该直燃机烟气出力最多为满负荷的50%，出力系数为0.5。计算公式：制热量=排烟量/额定排烟量×额定制热功率×出力系数×发电机负荷比例。烟气制热量为：3400/4783.3×1121×0.5×600/635=374KW热水制热量为：342×0.75×600/635=242KW总制热量为：374+242=616KW需补充热量为：1121-616=505KW→天然气需补充能量为505/0.93=543KW，COP=0.93。余热制热效率为：616/744×100%=82.8%余热制热的总效率为：82.8%×46.5%=38.5%则冷热电三联供的总效率为：40%+38.5%=78.5%发电量及所需气量日发电量为：600×10=6000KWH发电日需气量为：6000÷（0.4×8.368）=1792.5m3/d冷热电三联供运行费用：气价：3.9元/m3，7200大卡=8.368KWH制冷需补充气量为：229×88×10÷8.368=24082m3则补充气量成本为：3.9×24082=9.4万元年需热量为：负荷系数：0.81121×128×10×0.8=1147904KWH余热供热量：616×10×128=788480KWH制热补充热量：1147904-788480=359424KWH则补充气量为：359424÷0.93÷8.368=46185m3则花费为：3.9×46185=18万元发电气量花费为：1792.5×216=387180387180×3.9=151万元冷热电三联供花费为：冷：9.4万元热：18万元电：151万元运行费用总额：9.4+18+151=178.4万元冷热电三联供初投资：发电机：4000元/KW635×4000=254万元配电费：100万元热水烟气直燃机：222×1.6=355万元板式换热器：20万元初投资总额：100+254+355+20=729万元市电+热网+电冷机运行费用：市电购电花费为：6000×216×1=129.6万元采暖费为：热网供暖期为5个月，中央空调为半年32×20000=64万元制冷运行费用为：（cop=4）250×10×88×1=22万元总运行费用为：129.6+22+64=215.6万元市电+热网+电冷机初投资热网：100×20000=200万元电冷机：45万元配电费：80万元总投资：200+45+80=325万元市电+直燃机运行费用市电购电花费为：6000×216×1=129.6万元BZ125型直燃机制冷运行费用：制冷用气量：8600/7200×106×10×88×1000/1454=76628m33.9×76628=29.9万元制热运行费用：制热用气量：8600/7200×120×10×128×0.8=146773m33.9×146773=57万元总运行费用：57+129.6+29.9=216.5万元初投资为：222万元配电费：80万元总投资：222+80=302万元各方案经济性比较单位：万元投资回收期冷热电与传统方式比：（729-325）÷（220.6-198.4）=404÷22.2=18.2年冷热电与直燃机比（729-302）÷（216.5-198.4）=427÷18.1=23.6年静态十年投资气价平衡点：电耗气量：387180m3补热耗气量：46185m3补冷耗气量：24082m3总量：457447m3气价为p：215.6-457447p+5-20=(729-325)/10p=3.5元/m3