天然气发电机组热电联产Ξ———一种能源利用的有效形式许乃强,雷立昌(威尔信(汕头保税区)动力设备有限公司,广东汕头515041)摘要:简要介绍天然气发电机组热电联产的技术形式及经济效益。关键词:天然气发电机组;热电联产:TM611.31文献标识码:B:1003242502(2003)0320042203式是利用天然气发电机组进行余热利用,其基本原理见图1～图7。问题的提出1众所周知,天然气是优质清洁的一次性能源,被世界各国广为使用。有资料显示,目前世界范围内天然气的消耗量已占到总能耗的20%以上,并且在今后大约20年的时间里,将以27%的年增长速度持续增长。作为能源,天然气的利用方式目前主要有两种形式———供热或发电。然而,从能源利用的角度讲,天然气无论是单纯用于供热还是发电均不能发挥出一次性能源的最大效益。———从供热角度讲,直接燃烧天然气加热媒质(水)来供热(或制冷),能量的损失太大。因为,天然气是具有较高品质的一次性能源,其燃烧的最高温度可达2000℃以上,而通常制热(或制冷)所需的热能均在200～300℃以下,甚至50～70℃,悬殊的温差,带来极大的损失;———如利用天然气发电,则有成本高的问题,我国天然气的价格比较昂贵,按同比热值计算,天然气的价格是煤炭价格的四倍以上,专门建造天然气电站用于发电,目前,尚不能为一般用户所接受。这样,就提出了本文所要涉及的问题,能不能利用天然气这种能源,即来产热,又来发电,实现图1天然气发电机组热电联产原理示意图如图1所示,发电机排烟管排出的废气温度高达560℃,热电联产通过热复用装置(废气锅炉)吸收废气产生的热能,同时把发电机排烟温度控制在100～130℃左右,在生产热能的同时,也使发动机更有效、更经济地运行。天然气发电机组余热利用的合理性体现在一般内燃发电机组所产生的电力能量其实只占整体燃料能量的1/3左右,其余约2/3的能量被转化为热能,而且往往是在没有被利用的情况下给排走。所谓热电联产实际上是使内燃发电机组一种设备同时生产电和热两种产品,它大致可以将用户端能源利用效率提高到80%左右,使热、电在输送中的损耗降至最低,大大减少能源浪费。无疑,在各种内燃发电设备中天然气发电机2天然气热电联产的基本原理目前,世界上最通行的天然气热电联产技术方Ξ收稿日期:2003204230作者简介:许乃强(19642),男,广东汕头市人,工程师,长期从事发电机组技术及市场营销工作,现任威尔信(汕头保税区)动力设备有限公司总经理;雷立昌(19692),男,香港人,1994年毕业于香港中文大学,同年开始从事发电机组市场推广及营销工作至今,现任威尔信香港有限图2天然气发电机组热电联产能量转换示意图图3使用寿命比较表图4维修成本比较表图5NOx排放比较表图6排放颗粒比较表图7投资成本比较表(a)天然气热值较高。在一般情况下天然气热值36,169.12kJ/m3(8400kcal/m3),热利用潜力大;(b)天然气发电机组使用寿命长,维修成本低,放物少,清洁环保;(c)天然气发电机组一次性投资成本相对较低;(d)随着西气东输工程的实施,城市天然气管网统逐步配套成龙,天然气成为城市小型自备电站首选能源,可开发前景看好;(e)目前,中、小功率(2MW以下)天然气发电机已有比较成熟的技术,为在一个小系统内实现热气热电联产技术的应用创造出良好的社会氛围。总之,天然气发电机组热电联产打破了传统界限,将发电、采暖、热水供应、制冷及环境污染治等多项工作统筹考虑,以最小的资金、资源和环境价,换取最高的投资效益、能源转换效率和能实例———上海闵行区中心医院威尔信3天然气发电机组热电联产工程项目上海闵行区中心医院(以下简称医院)地处区府所在地莘庄镇,是近几年上海新型发展地区之一扩建后的医院总建筑面积为4667m2,设有26个科张病床在年底投入使用是当地性建筑。医院在用电负荷方面,照明占23%,电梯占6%,制冷设备占31.3%,后勤设备占10.5%,医疗设备占17%,开水炉和其他占12%多一些。按春秋二季的低负荷计算,上午的用电负荷约为1200kW,下午约为800kW,晚上约为200kW。进行热电联产工程设计的核心是确定合理的“热电比”,以热定电并顾及年开机率。系统的合理配置不仅决定了设备使用的可靠性,而且涉及到投资回收期和长期运行费用等综合效益问题。为此,发电机组热电联产的施工方威尔信公司(以...