跨世纪能电系统的大变革多元化的能电共生——爱能列岛.doc

跨世纪能电系统的大变革多元化的能电共生爱能列岛 【摘要 】A前 言 本世纪以来电力的发展主要靠煤，燃煤冷凝电站是发电的主力，它对我国建设起了巨大的贡献，今后仍将为较重要的能源与动力。但是十多年来，以煤为主的能源造成的污染逐步为人们所认识，燃煤电厂的排污Cq和汽车的排气成为大气污染的罪魁祸首，清洁能源，再生能源走上历史的舞台。 五十年代天然气是令人厌烦的气体，是油田中的危险物，七十年代在阿拉伯半岛用以发电，九十年代迅速发展成为都市最佳的燃料。 “煤炭--石油--天然气--清洁煤气--再生能源”是全球能源发展的大趋势。 高科技，环境的新认识，市场的激烈竞争，天然气基本是再生能源。在九十年代，近至1998年以来，引发一场从认识，理论和产品的变革，小型动力正在产生革命。 B能电科技的新发展 上海市经委电力专家从1989年开始，在广东开发柴油机联合循环成功，1994年上海市经委科委联合通过“爱能岛”开发研究，注2 开发电，冷，热，功联供的“爱能岛”建成了国内首批柴油机，燃气机主体的汽电共生系统，获得了较丰富经验，现又与上海上能节能科技发展公司合作开始建立爱能岛的试验基地，又跟踪世界能电科技变革的新发展，不断的提出能电科技的新思路，本文将阐述过程，思路，观念，市场与传统能电的比较以及前景。 爱能列岛 1．什么是爱能列岛Islands of Energy 爱能岛是我国根据国际科技发展自行创造的电，热，冷，功的能源系统，它归属于国际统称的汽电共生Combine best and power。 它由1．动力机2．锅炉--余气，补燃3．制冷机4．作“功”等性能组成。 2．爱能岛主要的技术思路与特点 汽电共生是一个古老的发电设备，长期来由于技术古老和适应性差而发展迟缓，但它非常适合于近年来兴起的环保的要求，在深层次的开发和功能转化中，它应运而新生。 94年“爱能岛”的开发研究思路是1城市燃料结构将从煤转到清洁能源，预测能电产品将有较大变化。2注意横向结合Gross link System发扬系统优势3产品精品化要求适应空间效益Efficiency of Space D爱能列岛的优越姓 爱能岛汽电共生。 1是当今环境保护最佳工程之一。 当今环境污染是人类生存第一杀手，大气污染是环保最突出的问题，厄尔尼诺等等的损失占某些国家国民生产总值4％以上，因而降低排污的系统成为最为热点的产品系统 传统电厂与汽电共生排放C02的比较 传统电厂汽电共生C02／KRFHC02／KqrH煤10．5轻柴油0．7 0．35 天然气0．5o．x 一万KW的燃煤电厂 C02年排放量为9．4万吨 使用天然气的一万Kw的爱能岛 C02年排放量为2．35万吨 2能源利用率高达一倍以上。 a．能源利用率比 设备蒸汽电站燃机电站联合循环锅炉爱能岛汽电共生产出电电电汽电汽能利用 率 .％ 电厂38- 41 供电-33 28-35 21-295585电24-38 汽12-54 总70-85 电与汽的品位价值不一，经济效益并末成倍增加。 b．制冷效率比 现代楼字夏日供冷期达4--6月，所耗能量占大楼总电量的能量的60能利用率对楼字经济影响很大。 设备电制冷锅炉爱能岛燃机爱能岛柴油机产出冷量/ 投入总能量 （制冷量）约为电效率 33的...吸收制冷为 正气量的纯电25 电转冷87.5 汽50电37 电129.5 汽12总能利用率11580-102总137总141能耗比1.201.36-1.6011 3经济效益明显 设爱能岛的耗能的价格为100％ 爱能岛电制冷吸收制冷说明100120130-150爱能岛电价 0.4-0.6元/度 天然气1．9元／M3热8700kc／M3 轻柴油价2200元／吨 从理论上计算，电热泵制冷效率高，但用高峰的电， 4提供高品质的电力。 都市信息化网络化要求电的品质大幅度提高，如要求抗干扰，抗污染，电压降，脉冲，闪变等新的标准。 多元化电力联网，是提高电的可靠性最佳的方式，是一个不间断电网，爱能列岛电网可以使停电率趋向零。 5改进输配电方法 a传统的电流单向从郊区送往市中心，现代要求电力接近用户或就地发电线损是电力损耗的重要因素，减少输配电损失或就地发电成为科技的方向 b城市尖峰电力合理结构。 电力高峰分时间PLT和地域PLS之分。 目前在郊区建燃机调峰电厂可以解决时间的峰值PLT但较难解决在市区某点的PLS的困难，因线损大，尖峰时间短，变电设备运行率低，折旧大，合理的方案，应在市区现场设立燃用调峰机组替代郊区调峰机组。 6都市要求能电设备从‘粗放形’向‘精品型’发展，国际上开始向“微型化“发展。 都市发展中一个重要因素则受“空间效益Efficiency of Space“的制约，高科技要求电与能设备浓缩在寸金之地。 传统热电站无论电缆和蒸汽管道在繁荣区中安置困难，燃用清洁能源的爱能岛可以躲开前二项的矛盾，它可因地置宜，大到2000Kw小到30Kw。 7进入多元化的分散型的能电共生--爱能列岛时代。 由于现代化的都市的电与能有许多特殊的个性化的要求，需求变化幅度大，要求有特殊转换功能电，热，冷，功，绝不停电等等。 大中小结合的，以大电网，花园地下电厂为依托，太阳能。燃料电池，风力发电，各种爱能岛相结合，即分散型能电系统Distributed generation--爱能列岛，成为下一世纪的都市电能共生系统。附图。 E市 场 本项目是传统能与电观念的一个大转变，大突破，在九十代，它是世界电能市场的热点，我国在天然气进入的地区，这个新市场正在升温。 在下列三大方面存在巨大潜力 1．楼字大厦集中--所有集中空调的大楼均应分层次利用能源，采用爱能岛或汽电共生。 2．天然气推广区，目前建立的天然气直接燃锅炉供汽的热力站和供热小区，用高品位能源直接代替低品位的煤，以致提供的蒸汽价格过贵。只有采用爱能岛，在供热同时产出电力，蒸汽价才可与燃煤产的汽价相近，可以扩充天然气市场。 3．现代化的农场--应采用柴机爱能岛，不仅汽电共生，而且排出的CO2也转为植物吸收，使效率达93％。 一个1000万kw的城市，为降低CO2。汽电共生至少应达电力的5％，即50万kW估计投资约25亿元。 例产出10万LW／时的爱能岛与同功率的传统电站比较 供电方式 能利用率中央电站电网 0.33燃机爱能岛 0.66柴机爱能岛 0.66时供电力 当量kc/h10万KW 8600万kc5万KW 4300万kc5万KW 4300万kc时供热量04300万kc2500-4300万kc投入基建资 金（元）10亿 电站70配电 304亿2-3亿企业入网金 增容，摊费， 电缆费约3.4亿联网费 0.34亿联网费 0.34亿年排CO290万吨11.2万吨15.75万吨年减少排CO2 33.5万吨29.25万吨 电厂能源利用率 33％ 爱能岛 能源利用率 砧％ 一旦为市场所理解和接受，一个巨大的市场就在眼前 F问题 爱能岛汽电共生有很多优势，还存在下列问题 1．我国能源以煤为主，故本系统针对燃用天然气而开发并不可与燃煤地区，水电，核发电作比较。 2．长期以来，燃料以煤为主，电力以中央电站为主，能和电的科技和生产是分割的，已成-个定势，现有的城市电力改进计划，大部属传统方法，要产用新的观念，困难重重。 3．热电联产是一个古老的系统，有的地区发展很慢。各别工程经济效益并不好。有些部门和经办人员不了解最新技术的进步，以致推广困难。 4．科技领先乏力，我国开展汽电共生和综合能源利用起步不晚，但届科研人员热心爱好，缺乏强力机构，支持，最新国外化巨资开发的微型汽电共生，定时宣称是电站的革命，燃扰转速达十万转。 5．已公布支持热电联产，计至能1998220号文节约能源法“关于发展热电联产的若干规定”尚未得到很好的落实。 [G理论与前途 由于环保高科技的发展，天然气长驱进入市场，传统能电的面貌正在变化。 1大电站为主的供电方式，正向大中小结合，多元化的能电联供转变。 中型的联合循环，燃机联合循环，和柴机电厂正欣欣向荣， 小巧玲成型的汽电共生爱能岛，再生能源。 精品型的正走向市场， 科学家正在开发“镶嵌式电站” 2传统大电网转向多元化的输配电方式。电力接近用户，就地发电成为高科技的目标。 3分层次利用能源，能量的转换，热泵能的再生等等是科研的热点。 4都市能电的变革，它的思路，交义影响，从此推动空调，燃机，柴机，锅炉等等的变革，开发出新的汽车发动机，将建成一个高科技的高地。 注作者介绍赵之一 原汽轮机锅炉研究所所长。原上海经委副总工程师，现上海经委科技咨询委副主任。 陆绪民 国家有特出贡献专家，上海上能声能科技发展公司总经理 王孟浩 原上海发电设备成套研究所副总工程师，教授级高工。 注 1 分散的能电共生 原文Distibuted generation分散的多元化的，产出能与电的系统它包括中央电站，联合循环，燃料电池太阳能等等，是过去Co-generation，意义的延伸。 国际上统称的Co-generation，具体的名称很多如 Hotel Energy System，Totel Energy System即全能量系统，汽电共生，热电联产等等。Co 表示共同，可是二个也可能是3个4个， 玫我国较多称热电联产含义不全，汽电共生或热电冷联供较合适，94年，根据实际我们系统 6含冷热电功，又取中文译Islend of Energy为爱能岛。 注2．上海工业技术简报 1994年 第 33期 注3．Power Enginenering Internationl Feb 1998 注4．爱能岛--一种跨世纪的最佳汽，电共生方法 动力工程第17--第6期