热电联产结课论文热电联产能量梯级利用
学生姓名：杨春辉
学号：0802050507
班级：热动085
指导教师：张炳文
2011年5月
热电联产能量梯级利用
摘要：在热电厂中,水泵是主要的耗能设备,这些设备常常处于低负荷和变负荷运行状态,水泵运行效率降低,供水压力和流量靠阀门节流调节,造成大量节流损失。而从供热汽轮机抽出的工业蒸汽经过节流后,供给除氧器和基本热网加热器,汽源压差浪费较大。用工业蒸汽驱动小型背压式汽轮机做功,取代电动机来拖动水泵,其排汽供给热电厂除氧器和基本热网加热器,既实现能量的梯级利用,又实现“热电联产”,减小能量转换中的损失,同时降低了厂用电。本文在现有分析的基础上,以某机组的热电联产系统为研究对象,建立分析模型,计算了供热机组及热力管网系统中的损失与损失产生的部位,挖掘了该技术的节能潜力,为进一步改善和指导我国热电厂的运行和设计提供依据。另外，引入能量品位的概念及背景, 根据我国地域及气候差异分析采暖供热的主要趋势, 对现行国内300MW抽凝机组存在的问题进行简要分析, 利用温度对口梯级利用的原则对300 MW供热机组重新进行热力计算, 并与现有运行方式下的热经济性进行比较。
关键字：能量梯级利用；热力循环；节能；能量品位；热电联产
1 能量品位的概念
能量的形式多种多样, 能量不仅在数量上具有守恒性, 而且在质量上具有品位性, 在其转换与传递过程中, 存在品位的差异。热能是能量转换与传递的主要形式之一。电能、机械能可全部转变为热能, 而热能却只能部分转变为机械能或电能, 即电能、机械能的品位比热能高。在热能转换成机械能过程中, 高温高压热源比低温低压热源转换潜力大，说明温度高或压力高的热能品位高。分析能源结构并根据能量品位不同合理分配能量, 优化能源利用方式, 可减少能量品位的降低, 达到节约能源, 提高能源效率的目的。1988 年, 吴仲华教授从能量转化的基本定律出发, 阐述热能的梯级利用与品位概念和基于能的梯级利用的总能系统。提出了著名的“温度对口、梯级利用”原则, 包括: 通过热机把能源最有效地转化成机械能时, 基于热源品位概念的“温度对口、梯级利用”原则; 把热机发电和余热利用或供热联合时, 大幅度提高能源利用率的“功热并供的梯级利用”原则; 把高温下使用的热机与中低温下工作的热机有机联合时, “联合循环的梯级利用”原则等。总能系统概念的提出, 促使热力循环研究思路发生质变, 人们不再囿于单一循环的优劣, 而更着重于把不同循环有机结合起来的各种高性能联合循环, 并且把能源利用提高到系统高度来认识热机的发展应用, 即在系统的高度上综合考虑能量转换过程中能的梯级利用, 不同品位和形式的能的合理安排以及各系统构成的优化匹配, 总体合理利用不同品位能, 以获得最好的整体效果。总能的梯级利用是能源高效利用的基本原理, 也是相关系统集成创新的核心。
2 基于平衡原理的能量梯级利用：
2.1方案简述：
以下述系统为例,在蒸汽动力循环中,将从汽轮机中抽出的工业蒸汽首先引入BN0. 520. 88型汽轮机,做功驱动锅炉给水泵,用作除氧器的热源;在供热热网循环水系统中,将工业蒸汽首先引入BN0. 520. 88型工业汽轮机,汽轮机作功带动热网的循环水泵,排汽作为基本热网加热器的汽源,节约电动循环泵消耗的电能。工艺流程如图1所示。
图1 工艺流程图
2.2 分析模型的建立
该系统主要由锅炉、汽轮机、冷凝器、凝结水泵、除氧器、工业汽轮机、给水泵等组成。蒸汽动力循环可以分为锅炉和水蒸汽循环两部分。
2.2.1 蒸汽动力循环锅炉
将锅炉内能量转换过程分为绝热燃烧和传热两分离的子过程,即认为燃料先在绝热条件下燃烧,将化学能全部转化为烟气的热能,使烟气达到绝热燃烧温度T ad ,然后再由此高温烟气对水加热,使之汽化并达到过热状态。
(1) 绝热燃烧过程的 损失
πb 1 = mf ex, f +ma ex, a - me ex, e ( ad) (1)
由于前已假设空气在T 0 下进入锅炉,所以ex, a = 0,式(1)可改写成
πb 1 = mf ex, f - me ex, e ( ad) (2)
式中 mf ex, f ———单位质量蒸汽时燃料提供化学;
me ex, e (ad) ———绝热燃烧温度下烟气的焓。
)ln 1)((0
00)(,T T T T T H m e m ad ad l
f f ad c x e --?-= (3) (2) 排烟 损失炉内烟气可视为定压,故 )ln 1)(()1(000,2T T T T T H m e m c c l f f c c x e b --
?--==ηπ (4) (3) 传热 损失
πb 3 = me ( ex, e ( ad) - ex, e ) - ( ex, 1 - ex 4 ) (5)
整个锅炉的平衡方程式:
mf ex, f = ( ex 1 - ex 4 ) +πb 1 +πb 2 +πb 3 (6)
则锅炉效率:
xf
f x x b cx e m e e 41,-=η (7) 锅炉效率与热效率间的关系可表示为:
)1()
(0,,T T e H f x l
f b b cx -?-*=ηη (8)
2.2.2 蒸汽动力循环
能量方程式:
mf ·( - ΔHlf ) = wnet +me [ he ( te ) - he ( t 0 ) ] + q 23(9)
整个装置效率:
R b l f f nct H m W ηηη=?-=
)
( (10) 平衡式: mf ex, f = wnet +πb 1 +πb 2 +πb 3 +πT + ( ex 2 - ex 3 )(11)
经整理后,式(11)还可写成
f x f f x f R b cx e H e H ,,)()
(?-*=?-*=ηηηη (12)
2.2.3 热网加热循环水系统
本项目在供热热网循环水系统上的应用,是利用汽机抽汽驱动工业小汽轮机,小汽轮机拖动热网循环泵做功,蒸汽引入热网加热器实现蒸汽能量的梯级利用,节约电动循环泵消耗的电能。该厂承担某市集中供热任务,热网循环水除部分由热水锅炉提供外,主要由基本热网加热器进行汽水换热。加热器汽源为0. 98 MPa (绝对压力)的工业蒸汽,经阀门节流为0. 2～0. 3 MPa 后进入换热器,汽源节流 损失高达0. 78 MPa 。热网循环水泵为5台250R262型电动泵,循环水进行量调节时,靠循环水泵台数的变化进行宏观调节和阀门的节流进行微观调节,造成水泵的节流 损失。
2.3 分析各项 损失:
2.3.1 热力循环的热力学分析
针对该热力系统建立上述分析模型,进行计算,则热力系统中的各项 损失汇总于表1。 表1 损列表 图2 蒸汽动力循环装置的流程及其T 2s 图
2.3.2 基本热网的热力学分析
忽略过程中的传热、动能及势能的变化量时,实际轴功为:
Ws = h 2 - h 1 = 2 865 - 3 054 = 189 kJ /kg(蒸汽)
理想轴功:
Wide = T 0ΔS - Δh = 232. 806 kJ /kg(蒸汽)
其 损失系数：
ξe= 1 - ηe = 18. 82%
其 损失:
E1 =ξ e ×Wide = 18. 82% ×232. 806 =43. 814 kJ /kg
节流前后 损失:
T0 ( s2 - s1 ) = 69. 344 6 kJ /kg
在实际热力过程中,由于存在技术上或经济上不可逆因素,一定存在损失,本文建立的热电联产分析模型计算表明,改进后的系统的效率得到了提高,同时,节约了厂用电量,对于热电联产的改进具有较大的指导作用。
3 利用上述对国内现行300 MW 供热机组存在问题进行分析
对于供热机组来讲, 进入汽轮机的工作蒸汽可以分为两股, 供热流和凝汽流。凝汽流进入汽轮机, 经通流部分各级做功、发电后进入凝汽器, 这股汽流仅用于发电; 供热流经通流部分前几级做功、发电后被抽出, 进入热网加热器对外供热, 这股蒸汽既发电又供热。热电联产节能的主要原则是在多供热的基础上多发电, 若增大供热抽汽量, 则进入低压缸的凝汽流量减少, 据弗留格尔公式, 低压缸排汽参数也会因凝汽流量减少而降低, 可以回收一部分冷源损失。而抽汽参数的降低可以使供热流的做功能力增强, 在同样供热能力的基础上多发电。因此供热机组的发展重点应着眼于挖掘机组最大供热抽汽能力及降低抽汽参数两方面。目前哈汽、东汽、上汽的300 MW 供热机组(高中压合缸) 均为抽- 凝供热机(NC 机) , 是在引进型300 MW 火电机组基础上, 改造设计的。最大供热抽汽的供热流量为500 t/ h 左右,此时为确保机组安全, 进入低压缸的凝汽流流量(即最小冷却流量) 为150 t/ h 左右。采暖抽汽流量较大, 在汽缸上打孔抽汽在技术上很难实现, 所以一般供热抽汽口均布置在中低压缸连通管上, 原300 MW 火电机组中、低压分缸压力为018 MPa 。改进设计成供热机后, 将中、低压分缸压力为015 MPa , 其供热抽汽压力允许范围为0125～015 MPa 。采暖期内, 热网侧供水温度一般在100～130℃范围内变化, 按照参数匹配原则, 所要求的抽汽压力应在0114～014 MPa 范围内, 而现有供热机组的抽汽压力远远高于这一范围, 这就造成了能量的品位浪费。
4 能量梯级利用在热电联产中的应用
4.1 300 MW 抽凝机组实例分析
以杨柳青电厂两台带基本负荷300 MW 抽凝机组为例, 计算供热抽汽参数与热网水参数匹配条件下对热网水进行分级加热与现有机组运行方式下热经济性, 进行分析比较。原始数据见表1 。
表1 杨柳青电厂热网加热器基本数据表2 两种方案热经济性比较
从表1 中数据可知, 带基本负荷情况下热网侧供水温度为116 ℃, 给水端差为20 ℃, 由此可知对应的抽汽压力下的饱和温度为136 ℃, 忽略抽汽压损, 这一饱和温度对应的抽汽压力为0132 MPa , 而实际运行的供暖抽汽压力为0138MPa 。因为是对同等容量的机组进行热经济性比较, 其供热能力一致。因此主要比较能量梯级利用与原始运行方式两种方案下的发电量损失。主要计算数据见表2 。
经计算, 采取温度对口两级加热的抽汽方案, 相较于一级加热, 供热流的做功能力损失减少3 738 GJ / h , 发电量减少10 704 kW ·h 。供暖期4 个月, 上网电价按014 元/ kW ·h 计, 则折合成经济效益为1 230 万元, 即采取温度对口, 分级加热布置供热抽汽口, 单机供暖期多发电可带来经济效益1 230 万元。
4.2 结果分析：
现行300 MW NC 机组供热抽汽压力范围为0125～015 MPa , 由表中数据分析可知, 采取合理的抽汽参数分级进行采暖供热, 其经济性相当显著。通过计算可得出以下结论:
(1) 当机组承担的热负荷较小时, 其优越性体现的较为明显, 这是因为当热网水侧对供水要求较低时, 抽汽压力要求更低, 使供热流做工能力提高, 从而避免高品位热能的浪费, 因此, 在参数匹配的原则下, 对热网水进行分级加热, 经济效益将会远远高于现行供热机组。
(2) 通过计算数据可以发现, 如果满足参数匹配原则进行供热抽汽, 抽汽压力一般较低, 而供热抽汽需要的蒸汽量很大, 这样如果采取在低压缸打孔抽汽, 技术上较难实现。供热抽汽的位置一般位于中低压连通管, 因此, 技术重点应着眼于降低中低压分缸压力。
(3) 供热机组的选型, 要根据所在地区的实际热负荷需求, 尽可能使供热机的供热能力发挥到最大, 并且在此基础上满足多发电。因此, 分级加热可以在不同机组上实现, 在实际热电厂中, 一般都是几台机同时投运, 可以通过机组串联实现热网水的逐级加热, 实现能量的梯级利用。
5 总结
本文是针对小型热电厂建模分析能量梯级利用的，对于大机组同样适用。通过计算能量梯级利用原理应用于300MW 抽凝机组的经济效益, 可以得出以下结论:
(1) 我国现行供热机组一般都是在原凝汽式机组基础上进行技术改造实现的, 没有专门针对热电联产设计生产的产品, 因此机组在运行时不可避免地存在着安全隐患及经济效益上的弊端。
(2) 能量梯级利用原理从能量品位合理匹配的角度出发, 有效降低得了不可逆过程的能量贬值。
(3) 冷源损失的利用一直是热电联产事业亟待解决的问题, 能量梯级利用原理应用于供热机组, 本着温度对口, 减小换热温差的原则, 合理利用了供热抽汽, 使机组在供热能力不变的前提下多发电, 在环保和经济上的意义都是巨大的。
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热泵原理及发展和在我国供热经济性分析 一、热泵的原理介绍及能量转换分析 所谓热泵,就是一种利用人工技术将低温热能转换为高温热能而达到供热效果的机械装置.热泵由低温热源(如周围环境的自然空气、地下水、河水、海水、污水等)吸热能,然后转换为较高温热源释放至所需的空间(或其它区域)内.这种装置即可用作供热采暖设备,又可用作制冷降温设备,从而达到一机两用的目的.. 热泵机组的能量转换,是利用其压缩机的作用,通过消耗一定的辅助能量(如电能),在压缩机和换热系统内循环的制冷剂的共同作用下,由环境热源(如水、空气)中吸取较低温热能,然后转换为较高温热能释放至循环介质(如水、空气)中成为高温热源输出.在此因压缩机的运转做工而消耗了电能,压缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生的不同的变化状态和不同的效果(即蒸发吸热和冷凝放热)从而达到了回收低温热源制取高温热源的作用和目的. 二、热泵的发展和在我国的应用 欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的.它以河水低温热源,向市政厅供热,输出的热水温度可达60oC.在冬季采用热泵作为采暖需要,在夏季也能用来制冷.1973年能源危机的推动,使热泵的发展形成了一个高潮.目前,欧洲的热泵理论与技术均已高度发达,这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用. 80年代来,我国热泵在各种场合的应用研究有了许多发展.针对我国地热资源较丰富的情况,若把一次直接利用后或经过降温的地下热水作为热泵的低位热源使用,就可增大使用地下水的温度差,并提高地热的利用率,这在京津地区早已有过应用实践.而这种设备同时对于我国能源使用效率不高、分配不均匀的现状也提出了一个有效的解决方法. 三、热泵的技术性分析: 1．热泵机组可以达到一机两用的效果,即冬季利用热泵采暖,夏季进行制冷.既节约了制冷机组的费用,有节省了锅炉房的占地面积,同时达到了环保. 2．如业主已有地热井,则可利用热泵装置进行梯级转换,能大大便于热资源的充分有效地利用. 3．用于生活采暖和生活水加热等需要的能源消耗,如果依靠直接电热会造成能源再浪费,是不可取的,采用热泵供热和加温才能更有效的利用电能.
热网疏水梯级利用的实践 摘要：本文介绍了胜利发电厂以热能的梯级利用作为原则导向，针对该厂一、 二期机组热网疏水系统运行方式存在的能级不匹配问题，在该原则指导下通过理 论研究分析、系统改造进行了实践，达到降低机组发供电煤耗的预期效果，实现 了节能降耗的改造目标。 关键词：火力发电厂；热网疏水；梯级利用；改造 热能与机械能的转换效率取决于工质热能温度的高低，高温热能高品位，低 温热能低品位。热能的梯级利用可以提高系统用能的效率，是电厂节能研究的重 要方向。胜利电厂一期为2220MW机组，二期为2300MW机组，四台机级均为 一次调整抽汽凝汽式机组，冬季供暖，其余时间均为纯凝方式运行。经分析发现，热网疏水系统均存在能级匹配不合理的问题，节能降耗潜力较大，需通过系统优 化和改造，降低能耗。 1、问题分析 目前国内大型供热机组热网疏水的回收方式主要有以下三种： 一是将热网疏水直接回收至机组除氧器； 二是将热网疏水回收至机组凝结水管路，一般为凝结水泵出口； 三是将热网疏水经二级换热后回收进入机组凝汽器。 该电厂220MW机组额定供热抽汽流量200t/h，抽汽口位于第22级（六段抽汽），热网疏水温度105℃，采用第1种方式回收；300MW机组额定供热抽汽流量350t/h，抽汽口位于第16级（五段抽汽），热网疏水温度120℃，采用第3种方式回收，经二级换热后回收进入机组凝汽器。经分析发现，该厂一期与二期机 组的额定热网疏水回收方式均存在热能梯级利用的不合理。 1.1 一期机组问题分析 一期热网疏水温度仅为105℃，远低于除氧器入口（#5低加出口）水温，因 温度不匹配，导致热能品位较高的四段抽汽流量大幅增加。表1为#1机主汽流量646t/h下，纯凝工况与供热工况下#5低加与除氧器参数对比。 表1 不同工况#5低加与除氧器参数对比表 1.2 二期机组问题分析 （1）热网疏水经首站一级换热后温度由120℃降至80℃，再进入疏水冷却器（与#7、#8 低加并列运行）进行二级换热，换热器出口的热网疏水温度约60℃，直接排入水温约20℃ 的凝汽器热井。疏水与热井内的凝结水存在较大温差，疏水进入凝汽器后闪蒸，部分热量被 循环水带走，增加了机组的冷源损失。因此，热网疏水的热能并未完全利用，热能梯级利用 不合理。 （2）供热时机组凝结水量与纯凝工况相同，但进入#5低加的凝结水温度低，五段抽汽 量增大，这部分高品位蒸汽用来加热凝结水而非发电做功。同时，这部分蒸汽凝结的疏水量 达到60t/h，超出了其疏水能力，不得不通过紧急疏水进入凝结器，机组冷源损失增加。 2、热网疏水梯级利用改造方案 经对该厂一、二期机组回热系统进行分析，以热能梯级利用为原则，将疏水回收至与其 温度相近的加热器，避免机组回热系统蒸汽能级错配，确保高品位蒸汽多发电，即将一期热 网疏水回收至#5低加入口，二期热网疏水回收至机组除氧器，原至凝汽器系统保留，热网疏 水温度低于100℃时使用。 2.1 一期220MW机组优化方案 一期机组热网疏水原回收方式为直接回收，热网疏水泵将热网疏水打至除氧器，只需考 虑疏水泵是否可满足回收至#5低加入口凝结水管道的要求。
新能源车电动部分维护规范 为配合新能源汽车的售卖和交付工作，规范新能源汽车检查维护作业，保持新能源汽车良好的技术状况，减少车辆故障，确保安全使用，延长使用寿命，根据新能源汽车在库情况，结合生产厂家新能源汽车维护使用保养要求，特制定本规范。 一、本规范适用于所有自营的新能源汽车。 二、维护分级和周期 根据GB/T 18344-2001 《汽车维护、检测、诊断技术规范》的相关标准，新能源汽车电动部分维护分为日常维护、一级维护、二级维护。 新能源汽车电动部分各级维护作业间隔周期结合整车的各级维护进行。 日常维护，由运维专员在库内进行；一、二级维护由品牌授权商按规范要求执行（长库龄车辆参照这个标准执行，由各仓储部门案标准进行）。 三、日常维护 1、每日，必须对油、水、气、电等进行检查，确保安全。在车辆停放的地面下方，目视发动机/电动机、变速箱、管路等下方有无油品、冷却液等残留痕迹，如果存在渗漏，应对相关部位进行检查和紧固。【新能源汽车有两个冷却系统（适用于混合动力型号），有发动机散热器和混合动力系统散热器；如是纯电动型号仍旧只有一个冷却系统】 2、接通点火开关，检查仪表显示状况，高压电池电压范围（300V-420V）；高压电池SOC电量（30%—70%）;混合动力“H”指示灯和空档“N”指示灯工作；确认车辆的各个系统安全。 3、起动车辆，检查仪表显示状况，转速表、水温表、机油压力表、气压
表、高压电池工作指示，有无故障报警显示。 如遇到车辆显示故障，不管是仪表还是换档面板，先关掉钥匙，然后关掉电源总开关，等待5到10秒，然后重新上电。如果故障不能消除立即进行报修。 4、试车中，注意观察仪表信息，如遇故障报警，应立即停车检查。 黄色报警时, 说明系统已经存在故障, 相应故障会显示在仪表下方（或翻页排查）, 如: 电机温度高, 电池电量低等，应检查相应部件是否工作正常。 红色报警时，仪表板视框将显示：混合动力故障,请停止试车，这时应立即停车, 并进行检修或通知质量对接人处理。 5、维护后，对油、水、气、电等再次进行检查，注意电量如低于30%，请及时充电。 四、一级维护 一级维护作业内容见表1 表1：新能源汽车电动部分一级维护作业内容
解析供暖系统工作压力 工作压力的计算过程: 1、何为系统工作压力? 依据《采暖通风与空气调节术语标准》中的 3.5.27 工作压力 working pressure;operating pressure 系统正常运行时所应保持的压力。 通常在供暖系统正常运行时系统各处的压力并不相同，为了满足系统正常运行，确定系统工作压力时，一般只需确定系统工作时，压力最大处的压力即可。如上图所示，该供暖系统中循环泵出口处压力最大(E点)，在水压图中可以看出，该系统由高位水箱定压，即系统的静压，该静压由供暖系统高度来决定，一般静压=系统高度+(3,5)m，经过循环水泵的加压，压力升高，此时循环泵出口处压力=静压+循环泵的扬程，且这一点的压力为系统最大的压力值。在系统运行中由E-D-C-B-A-O，由于管线压力损失的发生，压力逐渐降低，直
至循环泵的吸入口处 (O点)。因此要确定系统运行时工作压力，需要的条件包括有系统定压值(静压)、循环水泵的扬程、管网水压图等。举例说明如下: 如上图所示:这个供暖系统由三个建筑(1#、2#、3#)、换热器、循环泵及管网组成，单体供暖系统设计时，要确定每个单体内部系统工作压力，即分别确定的是1#楼的A处、2#楼的C处，3#楼的E处。第一步，依据各建筑高度确定系统静压:设1#楼最高，其高度20m 系统静压=1#楼高度+(3,5)m=20+5=25m 第二部，查循环泵扬程，设水泵杨程为21m。 第三部，查管网水压图，设其中P-A管网损失4m，A-C、C-E、F-D、D-B及B-J 管网损失均3m，1、2、3楼内系统管网损失2m。第四部，分析A处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管网损失=25+21-4=42m。 分析C处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管网损失-A-C管网损失=25+21-4-3=39m。 分析E处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管 网损失-A-C管网损失- C-E管网损失=25+21-4-3-3=36m。 2、工作压力如何计算,本次设计的住宅楼供暖系统工作压力是多少? 在做单体设计时，往往不具备这些条件，所以，这时确定的工作压力只能估算大概数值，并不十分准确，以本次设计为例，前提条件为:小区地势高差很小，忽略不计，小区所有楼高相同，均为67.8m，所以此时能够确定的是这样小区供热系
一、供热系统消耗能量的环节和评估 1.供热系统消耗能量的环节 供热系统由热源把热能送达热用户，一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。 我国城市集中供热热制造主要来自燃烧化石燃料(煤、油、气)的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵(循环水泵，补水泵和加压泵)；它们耗用的能源是燃料、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式(包括恶化真空)供热机组排、(抽)汽通过热能转换装置(通常称为首站热交换器)传递给热网系统；首站是供热系统的热源，主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵，它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。 热能输送由热网承担，供热管道由钢管、保温层和保护层组成，其结构和材料选择依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式，它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度；热网补水率来表示热网不泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵，以降低和改善系统水力工况(设置在非空载干线上，还能节省输送电耗)，它的能量消耗设备是水泵，可用单位供热量的耗电来评定耗能水平。 能量转换是通过热力站热交换器把一级网的热能传递给二级网，并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源，主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。 用热即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖(为简化分析只谈最大热用户)。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度；其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。 2.系统热耗的估计 供热系统从热制备 转换 输送 用热环节的能量进入和输出必须相等，即： 输入能量=可用能量+∑能量损失 能源利用率=可用能量/输入能量 可以这们认为：供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端，采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统，热力站热交换器成
浅谈水源热泵与地热井的综合利用
摘要： 本文结合工程实际，介绍了地热井水梯级利用的方式。地热井水 及其洗浴尾水通过水源热泵将其能量提取作为空调系统的热源。 关键词： 地 热 （ Earth's internal hot water ） 水 源 热 泵 、 （Water-source heat pump） 、洗浴尾水（Bath Wastewate） 、 地热梯级利用（Cascade use of the Earth's interior hot water） 、
正文： 地热是一种在合理利用条件下可再生的清洁能源。 地热资源的利 用可以大大降低煤炭、 石油等的消耗， 有利于减少二氧化硫等的排放， 改善居住环境。国家鼓励合理的进行地热资源的开发利用。山东省已 探明四个地热分布区：鲁东、沂沭断裂带、鲁中南及鲁西北。地热资 源并非取之不尽、用之不竭，为保持地热资源的永续开发利用，山东 省地矿局在德州、威海进行了地热回灌试验；地方管理部门已经采取 了 GPRS 自动化远程监控系统对部分地热井进行监控。 一、聊城市地热利用现状 据了解聊城市目前已测算出的地热总面积达 1806.21 平方千米， 占全市土地总面积的 21％，共开采地热井 20 眼，聊城城区范围内已 开采地热井 13 眼，多为房地产公司、宾馆饭店、大学等企事业单位
开发利用，主要用于住宅小区供热、洗浴等。 二、地热井利用方式的对比 我公司拟建项目欲采用一眼地热井用来做洗浴。 一眼地热井的出 水量根据聊城市已建项目的情况可以达到 120m3/h,出水温度可以达 到 55℃左右。根据聊城市其他项目对于地热水的利用方式--直供直 排方式（图 1），地热水从地下取出后，直接进入建筑物用户室内散 热器，地热水热能利用率极低。
直排直供的利用方式，按地热井水量 120m3/h，出水温度 55℃，空调 末端出水温度 45℃则 (1)、Q：地热水供热量(kw)；Q＝1.163m△t m：地热井用水量(m3/h)； △t：供热过程供回水温差（℃）；55-45=10℃
供热系统工况分析 1.供热系统工况分析 1.1何为热力工况、水力工况？ 研究供热系统供热量、温度等参数的分布状况称为热力工况。在热力工况的研究中，热用户室内温度的分布状况的分析尤为重要，室内实际温度是否达到设计温度直接关系到供热效果的好坏；当供热成为商品时，室温是否达标，将变为衡量供热这个商品质量优劣的唯一标尺。因此，无论供热系统的设计，还是供热系统的运行，分析供热系统的热力情况都是头等重要的任务。 研究供热系统压力、流量等参数的分布状况称为水力状况。供热系统的供热量是通过热媒（亦称介质，为热水、蒸汽、空气等）输送的。因此，热媒的输送状况，直接影响供热量的分布状况，进而影响室内温度的分布状况。而热媒的输送状况，通常是通过其压力、流量等来描述的。由于水力状况是用来分析热媒传送状况的，因此，水力状况是热力工况的源头，研究热力工况，必须着手研究水力状况。 1.2热力工况与水力工况的关系 在供热行业里，通常困扰我们的最大难题就是冷热不均，处于热源近端的室温过热，被迫开窗户；靠近热源末端的室温过冷。表1.1告诉我们：凡是室外温低的，都是进入散热器的循环流量远小于设计流量造成的。进一步分析，还可得出以下结论：凡室温低于4.5℃的，其循环流量只是设计流量的20%；凡室温在10℃左右的，流量约为设计值的30%左右；凡室温在16以上时，流量均在设计流量的70%以上；
凡实际流量超过设计流量1-2倍以上的，室温都将超过20℃以上。 1.3热力工况与水力工况的稳定性 实现热力工况稳定，供热系统在整个运行期间，并不是始终维持设计流量（最大循环流量）进行定流量运行，而是随着室外温度的升高逐渐减少系统循环流量。在表1.2的实例中，当室外温度tw为设计外温tw=-18℃时，保持热力工况稳定的循环流量为设计运行流量，此时，各热用户皆为室温18℃。当外温升至-4.1℃（当地供暖季的平均外温）时，维持热力工况稳定的循环流量是设计流量的89%（即失调度Xs=0.89）,而不是设计流量。而且随着室外温度的不断升高，维持热力工况稳定的循环流量也将不断减少。这就说明：供热系统，只有实施变流量调节，才能使热力工况得到稳定。因此，通常习惯采用的质调节即定流量调节，是无法维持热力工况稳定的。这种调节的好处是简单方便，因而，多年来，国内长期一直延用这种调节方式。随着信息技术和变频调速技术的普遍应用，变流量调节已经变得十分方便，不但可以保证热力工况的稳定，而且有显著的节电效果，此时，再坚持质调节即定流量调节，就显得太过落后了。 推广供热计量技术以来，行业内仍有一些技术人员主张继续维持定流量运行。他们的理由是：推广供热计量技术以后，由于恒温阀的调节作用，系统的流量肯定是变动的，但这种变动只是系统总流量的10%左右，因此，为了维持热力工况的稳定，建议系统仍然按定流量运行。这种理念的基础，是认定定流量调节才能保证热力工况稳定。根据上述分析，这显然是错误的，根源是对室内供暖系统的工况缺乏
关于供热系统能量消耗问题的几点分析 发表时间：2009-07-03T11:33:48.060Z 来源：《赤子》2009年第8期供稿作者：吴元伟 [导读] 论述了供热系统消耗能量的环节，分析了供热系统能耗悬殊的原因，并提出提高供热热源利用率的措施。 （青岛绿色动力再生能源有限公司，山东青岛 266000） 摘要：热能工程专业研究能源科学领域中的关键科学理论、技术及方法，尤其是研究能量的传递、转换、储存及合理利用的一般理论与技术。随着常规能源的日渐短缺，人类环境保护意识的不断增强，对能源的节能及高效利用已成为重要研究方向，为此，论述了供热系统消耗能量的环节，分析了供热系统能耗悬殊的原因，并提出提高供热热源利用率的措施。 关键词：热能工程；供热系统；能量消耗 我国热能工程专业形成于20世纪50年代。热能工程是以工程热物理学科为主要理论基础，以内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及系统为研究对象，运用工程力学、机械工程学、自动控制、计算机、环境科学、微电子技术等学科的知识和内容，研究如何把燃料的化学能和液体的动能安全、高效、低（或无）污染地转换成动力的基本规律和过程，研究转换过程中的系统和设备的自动控制技术。热能工程是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业，同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业，在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。热能工程是目前世界各国所面临的头等重大的社会问题，我国能源工业面临着经济增长、环境保护和社会发展的重大压力。未来能源发展中，如何充分利用天然气、水电、核电等清洁能源，实现能源、经济、环境的可持续发展将是中长期能源发展面临的重要选择。 1 供热系统消耗能量的环节 供热系统由热源反热能送达热用户，一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料（煤、油、气）的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵（循环水泵、补水泵和加压泵）；它们耗用的能源是燃料、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式（包括恶化真空）供热机组排（抽）汽通过热能转换装置（通常称为首站热交换器）传递给热网系统；首站是供热系统的热源，主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热；通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。 热能输送由热网承担，供热管道由钢管、保温层和保护层组成，其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。 能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网，并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源，主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。 用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖。 2 系统能量消耗的几个方面 2.1系统热耗。供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等，即：输入能量=可用能量+∑能量损失能源利用率=可用能量/输入能量可以这样认为：供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端，采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统，热力站热交换器成为该子系统的能量转换点，一级网水则为它的热源。锅炉房（或热电厂首站），一级网和热力站组成一级网子系统，热力站是该子系统的热用户，锅炉受热面（或首站热交换器）成为能量转换设备，锅炉（或热电厂流经汽机制蒸汽）是热源。锅炉本体（或热电厂）自成一个子系统，称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO，二级网管路热损失为E1，泄露漏热损失E2，热力站内热损失E3，二级网管路热损失为E4，泄漏热损失E5，锅炉房（首站）内热损失E6。输入能量是燃料热N3，能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9，排烟热损失E10、（热电厂还应增加一项；供热分担的厂内热损失E11），输出则是二级网子系统的输入能量N2。 则：一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3 一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1（%） 二级网子系统的输入热量N2=N1+E4+E5+E6 二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3（%） 热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10（+En） 热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率（热电厂热效率）（%） 供热系统热能利用率B=B1×B2×B3。 2.2系统电耗。系统电耗评估与热能评估一样可以子系统后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等。 2.3系统泄漏损失。系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。 3 供热系统能耗悬殊的原因分析 3.1设备效率的不同。锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。燃煤供热锅炉的设计热效率（≥7MW）一般在75~85%（燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右）。但在使用时，由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因，使锅炉的运行效率差别很大。 3.2输送条件的不同。热网热效率是输送过程保热程度的指标，体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90%~95%。从上面实测情况看，直埋敷设管道能达到这一要求；而架空和管沟都达不互要求，其热损失远大于10%。 3.3运行技术水平的不同。热网水力失调度是流量分配不均程度的指标：按用户热负荷分配流量，使每个用户室温达到一致且满足要求，则失调度为1，即热网无水力的失调，若分配不当，出现冷，热不均现象，说明有水力失调，其失调度是大于或小于1。大于1，会把用户室温过高，导致热量浪费，小于1，会使用户室温达不到要求，供热不合格是不允许的。 按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图，并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需，浪费能量。 热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小而确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数，这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的，一般地说，每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低，这里有
工作压力的计算过程： 1、何为系统工作压力? 依据《采暖通风与空气调节术语标准》中的 3.5.27 工作压力working pressure；operating pressure 系统正常运行时所应保持的压力。 通常在供暖系统正常运行时系统各处的压力并不相同，为了满足系统正常运行，确定系统工作压力时，一般只需确定系统工作时，压力最大处的压力即可。如上图所示，该供暖系统中循环泵出口处压力最大(E点)，在水压图中可以看出，该系统由高位水箱定压，即系统的静压，该静压由供暖系统高度来决定，一般静压=系统高度+(3～5)m，经过循环水泵的加压，压力升高，此时循环泵出口处压力=静压+循环泵的扬程，且这一点的压力为系统最大的压力值。在系统运行中由E-D-C-B-A-O，由于管线压力损失的发生，压力逐渐降低，直
至循环泵的吸入口处(O点)。因此要确定系统运行时工作压力，需要的条件包括有系统定压值（静压）、循环水泵的扬程、管网水压图等。 举例说明如下： 如上图所示：这个供暖系统由三个建筑（1#、2#、3#）、换热器、循环泵及管网组成，单体供暖系统设计时，要确定每个单体内部系统工作压力，即分别确定的是1#楼的A处、2#楼的C处，3#楼的E 处。第一步，依据各建筑高度确定系统静压：设1#楼最高，其高度20m 系统静压=1#楼高度+(3～5)m=20+5=25m 第二部，查循环泵扬程，设水泵杨程为21m。 第三部，查管网水压图，设其中P-A管网损失4m，A-C、C-E、F-D、D-B及B-J管网损失均3m，1、2、3楼内系统管网损失2m。 第四部，分析A处工作压力，工作压力=系统静压+系统静压-P-A管网损失=25+21-4=42m。
热电联产结课论文热电联产能量梯级利用 学生姓名：杨春辉 学号：0802050507 班级：热动085 指导教师：张炳文 2011年5月
热电联产能量梯级利用 摘要：在热电厂中,水泵是主要的耗能设备,这些设备常常处于低负荷和变负荷运行状态,水泵运行效率降低,供水压力和流量靠阀门节流调节,造成大量节流损失。而从供热汽轮机抽出的工业蒸汽经过节流后,供给除氧器和基本热网加热器,汽源压差浪费较大。用工业蒸汽驱动小型背压式汽轮机做功,取代电动机来拖动水泵,其排汽供给热电厂除氧器和基本热网加热器,既实现能量的梯级利用,又实现“热电联产”,减小能量转换中的损失,同时降低了厂用电。本文在现有分析的基础上,以某机组的热电联产系统为研究对象,建立分析模型,计算了供热机组及热力管网系统中的损失与损失产生的部位,挖掘了该技术的节能潜力,为进一步改善和指导我国热电厂的运行和设计提供依据。另外，引入能量品位的概念及背景, 根据我国地域及气候差异分析采暖供热的主要趋势, 对现行国内300MW抽凝机组存在的问题进行简要分析, 利用温度对口梯级利用的原则对300 MW供热机组重新进行热力计算, 并与现有运行方式下的热经济性进行比较。 关键字：能量梯级利用；热力循环；节能；能量品位；热电联产 1 能量品位的概念 能量的形式多种多样, 能量不仅在数量上具有守恒性, 而且在质量上具有品位性, 在其转换与传递过程中, 存在品位的差异。热能是能量转换与传递的主要形式之一。电能、机械能可全部转变为热能, 而热能却只能部分转变为机械能或电能, 即电能、机械能的品位比热能高。在热能转换成机械能过程中, 高温高压热源比低温低压热源转换潜力大，说明温度高或压力高的热能品位高。分析能源结构并根据能量品位不同合理分配能量, 优化能源利用方式, 可减少能量品位的降低, 达到节约能源, 提高能源效率的目的。1988 年, 吴仲华教授从能量转化的基本定律出发, 阐述热能的梯级利用与品位概念和基于能的梯级利用的总能系统。提出了著名的“温度对口、梯级利用”原则, 包括: 通过热机把能源最有效地转化成机械能时, 基于热源品位概念的“温度对口、梯级利用”原则; 把热机发电和余热利用或供热联合时, 大幅度提高能源利用率的“功热并供的梯级利用”原则; 把高温下使用的热机与中低温下工作的热机有机联合时, “联合循环的梯级利用”原则等。总能系统概念的提出, 促使热力循环研究思路发生质变, 人们不再囿于单一循环的优劣, 而更着重于把不同循环有机结合起来的各种高性能联合循环, 并且把能源利用提高到系统高度来认识热机的发展应用, 即在系统的高度上综合考虑能量转换过程中能的梯级利用, 不同品位和形式的能的合理安排以及各系统构成的优化匹配, 总体合理利用不同品位能, 以获得最好的整体效果。总能的梯级利用是能源高效利用的基本原理, 也是相关系统集成创新的核心。 2 基于平衡原理的能量梯级利用： 2.1方案简述： 以下述系统为例,在蒸汽动力循环中,将从汽轮机中抽出的工业蒸汽首先引入BN0. 520. 88型汽轮机,做功驱动锅炉给水泵,用作除氧器的热源;在供热热网循环水系统中,将工业蒸汽首先引入BN0. 520. 88型工业汽轮机,汽轮机作功带动热网的循环水泵,排汽作为基本热网加热器的汽源,节约电动循环泵消耗的电能。工艺流程如图1所示。
南 京 工 业 大 学 课 程 论 文 -----------能量的梯级利用 学生姓名： 张 辉 教师姓名： 张广丽 学院系 土木工程 学号 1801120631 2015年4月1 日
能量的梯级利用 —太阳能利用与建筑结合技术探讨 【摘要】：太阳能是世界上最清洁、储备最丰富的能源。如果中国能在初见端倪的“绿色革命——太阳能利用”中拔得头筹，那么中国既能解决日益恶化的环境与能源问题，也能为世界经济的发展作出贡献，推动人类社会的重大进步。 能源合理利用的一种方式。不管是一次能源还是余能资源，均按其品位逐级加以利用。随着建筑总量的不断增加，使用的各种设备品种数量更多了，人们的舒适要求也比过去有所提高，因此，仅靠“节流”已无法满足降低建筑能耗的要求，开发新能源也成为必然的趋势，其中重要的途径之一就是利用太阳能这一古老而生生不息的能源。如今，开发利用太阳能已在各国寻求可持续发展的进程中得到了普遍的重视。 在看到我们所取得的这些成就的同时，我们也应该看到新能源发展过程中的不足。例如：太阳能电池产量非常高，但是原料和市场两头在外，我们还只是加工而已；风力发电遭遇并网难问题，发出的电被白白浪费；新能源资源丰富的地方，恰恰不是能源需求大的地方，而东部沿海大中城市这些耗能大户又不是风能、太阳能资源丰富地方。 新能源的发展和利用不是一蹴而就，在这过程中，我们应该建立起阶梯利用模式：化石为主，提高绿能，重视效率。 一、分布式能源供应 分布式能源是随着新能源应用发展起来的一种概念和技术。在国外也有多种称谓：：DE （Decentralized Energy），DER（Distributed Energy Resources），DG（Distributed Generation），DR（Distributed Resources）……. 国内将分布式能源供应定义为将能源系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户端来双向传输冷、热、电能的各种产品和技术。 分布式能源供应的主要特点是： 1)小型化； 2)模块化； 3)就地利用； 4)与高科技结合； 5)拾遗补缺。 其优势在于： 1)发电就在用户端，提高能源利用率； 2)减少了输配电损失； 3)减少二氧化碳和其他污染物的排放； 4)减少用户能源成本。 分布式能源供应本身并不是一种全 新的形式。之前大家都见到过的：太阳 能热水器，小型柴油发电机等等。但分 布式能源是在新型高效绿色的小型独 立能源设备日益壮大时才应运而生。在 兼具环保性和持续利用形式下，将天然 气、风力发电、太阳能技术、生物质能 发电和其他高科技结合在一起，实现资 源、地域之间的互补。 分布式能源供应对于新能源的发展和应用有非常重大的意义。我们都知道，目前新能源应用中，间歇性和不稳定是最大的问题。无论是风能还是太阳能，都不能满足我们正常
科技信息2011年第19期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 1研究现状综述 1．1分布式能源系统简介 分布式能源是指安装在用户端的高效冷热电联供系统濉溪。分布式能源主要包括农村小水电、小型独立电站、废弃生物质发电、煤矸石发电,以及余热、余气、余压发电等。利用可再生能源(风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源)的发电也属于分布式能源的范畴。分布式能源也称分布式供能、分散式发电、分布式供电。分布式能源系统也叫做冷热电三联供系统。目前,分布式能源系统主要是以燃气作为能源,将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产系统。主要是相对于大型的区域电厂而言,广义上是指小型的能量梯级利用系统,在用户现场或靠近用户现场的小型和微型独立输出电、热(冷)能的系统[1]。主要设备包括燃机、余热锅炉、非电制热制冷机组等。 1.2分布式能源系统的特点 目前国际上分布式能源系统是采用天然气作为主要能源,它先利用天然气发电,将发电后的余热用于供热制冷,再将更低温度的废热供应生活热水。现在世界上一些发达国家的热电效率已经达到了96%以上,可将天然气的所有能量吃光用尽。这一技术带来的好处是:①能源利用效率大幅度提高;②由于兼并发电,经济效益好;③冬夏实现天然气供应的平衡;④燃气价格承受能力大幅度提高。大型发电厂中集中式热电联产是一种成熟的能源供应形式,然而我国大部分地区夏季都有空调制冷需求,并且空调制冷负荷占了相当比例的夏季电负荷,造成用电紧张,因此发展各种形式的冷热电联产系统,对一次能源进行有效的梯级利用是解决当前能源短缺问题的一种途径。此外,分布式能源,相对于大型集中式能源系统拥有高效,灵活,可靠性高,面向用户等优点,在世界范围内掀起能源供应形式的革命其中分布式冷热电联产系统与分布式可再生能源系统一起,在这场革命中获得了广泛的应用,拥有光明的发展前景[2]。所以,分布式冷热电联产系统的实验与理论研究对于解决我国能源问题,提供能源政策的依据等方面有着重要的意义。 1.3我国分布式能源实现热电冷联产的现状及发展方向 1）现状 目前以天然气为燃料的分布式能源建设，已由学术研讨，进入工程开发，在北京，上海、广东已有一批工程实现热、电、冷产，以其自身优势和经济效益显示其强大生命力。目前我国北京、上海、广东省已有一批分布式热、电、冷工程投入运行，取得明显的经济效益、环保效益和社会效益。我国的供电系统从规模上分为集中输电网络系统、配电网络系统和分布式能源系统3类。集中输电网络系统和配电网络系统是国家级，省级电力部门以及地方级电力部门所经营的集中供电系统,分布式能源系统(Distributing Energy System)[3]。这是相对于集中供电网络系统而言的一种分散布置的小型供电热冷站,由用户所经营。分布式能源系统靠近负荷(电、热、冷),采用较小型的能源机组向所在小区域联供热电冷。它所采用的机组一般是以天然气为主要燃料(燃油为备用燃料)。由于分布式能源系统可热电冷联供,使燃料得到梯级利用,其热效率可达70%～85%,电损耗低(2%～3%)。分布式能源系统是一种以燃气作为能源,将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产系统,通常由发电机组、溴化锂吸收式冷(热)水机组和换热设备组成。该系统是将高品位热能用于发电,发电机排放的低品位能源(烟气余热、热水余热)用于供热或制冷,以实现能源的梯级利用,目的在于提高能源利用效率,减少碳化物及有害气体的排放。 2）发展趋势 我们必须提高天然气能源的利用效率。应当注意到,发达国家在能源价格升高的压力下,多年来一直在不断地努力提高能源利用效率。分布式能源系统,就是美国在第一次能源危机的1973年之后不久开始发展的。进入本世纪以来,美、欧、日等国都加快了发展分布式能源的步伐。美国能源部计划2010年DES/CCHP的发电装机容量达到92GW,占全国总用电量的14%;2010～2020年,还会新增95GW,使其装机容量占到全国总用电量的29%。2000年英国新CCHP项目共1536个,总装机容量达到4176GW,计划到2010年可以达到10 GW,增加1倍[4]。相比之下,我国面临的能源环境形势比他们更严峻,因此应当学习他们的经验,利用他们的成果,在提高能源利用效率方面做出更大的努力。综上所述,中国面临着大力发展天然气DES/CCHP,快速提高能效、改善环境的极好机遇,从而可以从容应对能源环境严峻形势的挑战。 天然气的利用规划进行协调整合的重点是:是DES/CCHP为主的用户有承受国际LNG市场价格的能力;可以推动天然气产业快速发展。LNG/管输天然气规划必须与产业、电力、城镇等规划协调整合。作为天然气主要下游用户的工业和城镇建筑物的DES/CCHP,如果没有在上述各个规划层面上与天然气供应和规划密切配合,是根本不可能实现的。DES/CCHP与电力发展规划的关系更为密切。美国到2010年DES/CCHP发电将占总发电量的14%;2020年DES/CCHP发电将占总发电量的29%。而我国目前的电力发展规划基本上排斥DES,实际上也就是在排斥天然气的高效利用。这个问题,如果不先在观念、法律和规划层面上解决,DES/CCHP是难以发展的。DES/CCHP 规划是节能减排规划最有力的保证之一。天然气多了,DES/CCHP快速发展了,工业和建筑物的能效即可得以大幅度提高,环境也会大大改善。因此在节能减排规划中,必须把发展DES/CCHP列为重要的内容。当然,推动天然气产业、DES/CCHP技术和其他机遇的协调整合,还需要法律、政策等各方面举措的支持和配合。例如,在错综复杂的相互影响的各因素中,电力法的修改和电力体制改革的加速就是一个很关键的因素。但是,只有在领导的认识和规划的层面上加以落实,才能够有力地促进其他政策、法律方面的前进。历史给中国发展天然气产业和分布式能源提供了技术,积累了经验,能源和环境的挑战也给中国协调和同步发展分布式能源和天然气产业创造了历史的机遇。因此中国必须利用后发优势,跨越发展,用十几年的时间完成发达国家几十年走过的提高能效、改善环境的历程。 分布式能源系统的热力学分析 史凯许运礼 （济南热电有限公司山东济南250021） 【摘要】分布式能源系统,相对于传统的集中供电方式而言,是指分布在用户端的能源综合利用系统,即将冷热电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近,可独立地输出冷、热、电能的系统。介绍了以燃气作为能源的分布式能源系统的原理，国内发展现状,并对分布式能源系统的冷热电三联供系统进行了热力学分析,以微型燃气轮机(微燃机)分布式能源系统(DES)为例确定了各组件的热力学过程和火用损失的计算方法，与传统的冷、热、电分产系统进行比较,以推动我国分布式能源事业的健康发展。 【关键词】微型冷热电三联供系统；分布式能源系统，热力学分析；能量分析，火用分析 【Abstract】Compared with the traditional centralized supply power mode,the distributed energy is referred to the energy comprehensive utilization system that distributes at the user end.It’s such a system that the heating and power system is arranged near the use r with small scale, small capacity,modularization,dispersed mode.And the cold,thermal and electricity can be putout independently.The distributed energy system that takes the gas as its energy,Thermodynamic analysis on combined cooling heating and power system of distributed energy system was given,the thermodynamic process and calculation method of energy loss of each component for distributed energy system(DES)with micro gas turbine have been determined,so as to promote the healthy development of distributed energy enterprise in our country. 【Key words】M icro combined cooling;H eating and power system；T he distributed energy system;E nergy and exergy analysis ○电力与能源○ 765
天津：地热资源循环梯级利用(组图) 2007-5-18 15:51:21
采用地热梯级利用技术的高温热泵系统 人民网·天津视窗5月18日电： 节能降耗关键词 地热资源利用，回灌技术，梯级利用技术 项目单位： 天津市国土资源和房屋管理局 天津地热勘查开发设计院 天津市河东区房地产管理局供热公司 项目内容： 天津市地下蕴藏着丰富的中低温地热资源。全市地热分布面积达8700平方公里。地热资源已经成为天津经济发展和改善城市环境质量不可多得的清洁能源。但在地热资源利用过程中也显现出种种问题，地热资源在漫长的地质历史时期形成，其补给来源主要为大气降水，补给时间漫长（几千年乃至数万年），补给量有限，随着地热资源利用的广泛，长期以单纯开采井的形式开发，将会导致热储层水位下降过快，地热井使用寿命缩短。而且地热尾水排放温度过高，容易造成对环境的热污染。 为了解决保持热储压力，减少地热流体直接排放污染环境问题，并使地热资源得到充分利用，天津市国土资源和
房屋管理局在地热的开采与利用过程中，组织地热勘查和开发利用单位研究和采用地热回灌技术和梯级利用技术。 地热回灌技术是将经过利用温度降低的地热尾水或其他水源通过地热回灌井重新注回热储层。回灌的地热尾水和其他回灌水在热储层中经过与地热流体混合，并和热储层中的岩石骨架进行热交换，温度升高，可以再次循环利用。梯级利用技术根据地热资源温度高、富含丰富的矿物质等特点，多梯次利用地热资源。以冬季采暖为主，利用后的尾水可直接通过回灌井回灌到地下，也可以用于生活热水、理疗、种植、养殖等。通过这种方式增加了单井供热能力，提高了地热资源利用率，降低了地热水的排放温度，从而有效地节约和保护地热资源，提高了经济效益，避免了热污染和环境污染，资源的效能得到了充分发挥。 项目背景： 天津地热资源开采利用在全国开展得比较早，据中国地质调查局《我国地热资源及其开发利用现状报告》显示，天津地热供暖面积约占全国地热供暖总面积的50％，是我国利用地热供暖规模最大的城市。对回灌技术与梯级利用技术研究与应用也较早、较广泛。 1．地热回灌技术 地热回灌技术是一种避免地热废水直接排放引起热污染和化学污染的技术措施，对维持热储压力，延长地热田的使用寿命具有重要的作用。国内外在地热资源开发中均十分重视这一技术的运用。我国从上世纪70年代开发地热资源开始，为保持地热资源可持续开发开展了回灌研究。天津地区从上个世纪80年代开始进行热水回灌的研究工作，至今已有20多年的历史。先后在大港油田、塘沽区开展了新近系砂岩热储层回灌试验。1996年以后，本市地热资源主管部门积极推广基岩地热井回灌模式，调整了基岩地热井打井审批条件，确立了基岩地热供暖项目必须回灌式开发的审批制度。目前我市已批准建立的回灌地热站33个，今明两年内，随着一批回灌井的投入使用，回灌量将会有大幅提高（从目前的360万立方米增加到600万立方米）。地热回灌技术的研究与推广，使地热循环开发模式日趋完善，