某工业区基于LNG的热电联供系统设计
摘 要
天然气分布式能源具有综合能效高、清洁环保、安全灵活、削峰填谷等优势，受到了愈来愈多的关注。热电联产是节能减排，提高能源综合利用率的有效举措。本设计通过对上海某工业区基于LNG的热电联供系统的方案设计，介绍了LNG供应站、燃气轮机发电机组、余热锅炉等热电联供系统相关的工艺流程和设备选型，并对LNG供应站和能源站的平面布置进行了设计和说明，同时也对整个系统进行了危险性分析和相应安全措施的设计。除此之外，还对该系统进行了简单的经济性分析。
关键词：分布式能源系统，热电联产系统，LNG供应站
Cogeneration System Design of an Industrial Zone Based on LNG
ABSTRACT
Natural gas distributed energy system has a high energy efficiency. It’s not only environmental and clean but also secure and flexible. The system can realizes the aim of load shifting.It has been paid more and more attention. Cogeneration is the effective measure of energy conservation and improves the comprehensive utilization of energy. Through this design, we introduced the LNG supply station, gas turbine generator, waste heat boiler and introduced the related process equipment selection.The layout of LNG supply station and energy station was designed and illustrated. The risk of entire system was analyzed and appropriate security measures were disigned. In addition, we also conducted a simple analysis on this eystem’s economy.
Key words:distributed energy system, cogeneration system, LNG supply station
第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景
能源紧缺、环境恶化是日趋严重的全球性问题。改变能源结构，提高能源利用效率和发展清洁能源是各个国家能源发展战略的主要目标。要实现这一目标，作为主要的能源供给形式，电力行业的低碳发展转型势在必行。近年来，虽然各行业积极贯彻国家节能减排的政策，通过上大压下、燃机建设、煤机脱硫等多种手段取得了显著的节能减排成效；但对比发达国家的城市，我国同类城市的能源强度、碳强度等指标远远超出，节能减排任务仍任重道远。
作为新一轮整体规划重要一环，上海已提出了建设低碳节能型全球城市的战略目标，为了实现这一目标，有必要以一种全新的视角重新审视现有的上海城市供电、供能体系，开拓创新城市供能的心思路、新模式。作为一种兼具低碳、节能功效的新型供能模式，燃气分布式能源的应用与发展有望成为上述转型发展和长期战略目标的实现提供强有力支撑。近年来，上海已充分认识到发展燃气分布式能源的意义所在，将其定义为上海清洁能源发电的重点方向，并制定了专项扶持办法与技术规范。
分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式，是分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可利用的资源。二次能源以分布在用户端的冷热电联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化、争取实现适度排放；在能源输送和利用上分片布置，减少产距离输送能源的损失，有效提高能源利用的安全性和灵活性。与传统的集中式能源系统相比，分布式能源
接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输电，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用。由于兼具发电、供热等多种能源服务功能，分布式能源可以有效地实现能梯度利用，达到更高能源综合利用率。分布式能源设备启停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全性较高。此外，分布式能源多采取天然气、可再生能源等清洁能源为燃料，较之传统的集中式能源系统更加环保。就目前国内外总的形式来看，国际分布式能源系统主要以天然气资源为主，由于天然气管网的发展和天然气燃料的良好环保性能，以天然气为燃料的天然气冷热电三联供系统发展很快。火力发电厂能源利用率是35%左右，用煤发电并供热的热电厂能源利用率45%左右，改用天然气为燃料发电、供热和供冷三方面服务能源利用率达80%。从经济效益上来说，工业商业用电单位向供电局买点价格平均为0.7元左右，但在高峰期为1.3元左右，而分布式能源电站自己发电的成本只为0.4元左右，如果再算上同时供热和制冷所带来的经济效益和环保效益，就远远超过传统的供电供热模式了。由此可见以天然气冷热电三联供为主的分布式能源系统将是未来的主流方向。
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