1.8 冷热电联供系统
1.8.1 概述
1 定义
冷热电联供系统是布置在用户附近，以燃气为一次能源用于发电，并利用发电余热制冷、供热，同时向用户输出电能、热(冷)的能源供应系统。它首先利用燃料燃烧产生的高温烟气在原动机中作功，将一部分热能转变为高品位的电能，再利用发电后的余热供热和制冷，以实现能源的高效梯级利用，降低供热和制冷成本。该系统可用于一栋或多栋建筑的冷、热、电能源供应，系统发电供用户自用，同时供应冷、热负荷。
2 适用领域
1)全年有冷热负荷需求的用户，系统年运行时间宜≥4000h。
2)电力负荷与冷、热负荷使用规律相似的用户。
3)燃气供应充足、稳定的地区。
4)经过方案优化设计和经济分析，确定经济可行的项口。
5)一般条件下，医院、宾馆、商场、休闲场所、写字楼、大学、车站、机场、工业企业、农业园区等用户适用性较好。
3 余热形式、特点(表1.8.1-1)
表1.8.1-1 常用发电设备余热形式、特点
4 余热利用设备型式、特点、使用范围（表1.8.1-2、表1.8.1-3）
表1.8.1-2 余热利用设备型式、特点、适用范围
表1.8.1-3 主要余热利用设备技术性能指标
1.8.2 主要技术性能要求
1 余热利用设备与原动机宜采用一一对应的配置方式，在原动机排烟及冷却水系统上应设自动调节阀，保证发电设备正常运行。
2 余热锅炉及余热吸收式冷(温)水机可仅利用余热或加装补燃装置。
3 应优先利用发电余热制冷、供热，当发电余热不能满足设计冷、热负荷时补燃。
4 燃气轮机宜采用烟道补燃方式，其它机组可设置燃烧器补燃。
1.8.3 选用要点
系统的组成形式、设备容量、工艺流程及运行方式，应经技术经济比较确定。系统的年平均能源综合利用率应大于70％，余热利用率应大于60％。
1 负荷预测
1)对既有建筑，应调查实际冷、热、电负荷数据，根据实测运行数据绘制不同季节典型日逐时负荷曲线和年负荷曲线。
2)对新建建筑或不能获得实测运行数据的既有建筑，应根据相似建筑实测负荷数据，参考本建筑设计负荷资料进行估算，并绘制不同季节典型日逐时负荷曲线和年负荷曲线。
2 余热利用设备选择
1)当热负荷主要为空调制冷、供热负荷时，余热利用设备宜采用吸收式冷(温)水机组，直接利用烟气和高温水热量。
2)当热负荷主要为蒸汽或热水负荷时，余热利用设备宜采用余热锅炉，将发电余热转化为蒸汽或热水再利用。
3)应按发电机组满负荷运行时产生的余热量，确定余热利用设备容量。
4)应按发电机组的运行规律，逐时核算的余热量，余热不足部分可由补充冷热能供应设备补充。
3 辅助设备选择
1)补充冷热能供应设备可采用吸收式冷(温)水机组、压缩式冷水机组、热泵、锅炉等。
2)根据负荷变化规律和设备容量，可设置蓄热、蓄冷装置，在冷热负荷低谷时段充分利用发电余热。
3)冷却水排热装置可采用冷却塔或风冷散热器，将未完全利用的冷却水热量排至室外。寒冷地区冷却水系统应采取防冻措施。
4)烟气排热装置可采用烟气三通调节阀和直排烟道，将未完全利用的烟气排空。
4 能源综合利用率计算
1)系统年平均能源综合利用率应按下式计算：
式中：
——年平均能源综合利用率（%）；
——年供热总量（MJ）；
——年供冷总量（MJ）；
W——发电总量（kWh）；
B——年燃料总耗量（m³）；
——燃料低位发热量（MJ/M³）。
2）系统年平均余热利用率应按下式计算：
式中：
——年平均余热利用率（%）；
——年余热供热总量（MJ）；
——年余热供冷总量（MJ）；
——排烟温度降至120℃时可利用的热量（MJ）；
——冷却水温度降至85℃时可利用的热量（MJ）。
1.8.4 典型系统
1 燃气轮机＋蒸汽吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-1)
2 燃气轮机＋烟气吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-2)
3 内燃机＋热水吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-3)
4 内燃机＋烟气吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-4)
5 内燃机＋烟气热水吸收式制冷机系统流程图(图1.8.4-5)
图1.8.4-1 燃气轮机＋蒸汽吸收式制冷机
图1.8.4-2 燃气轮机＋烟气吸收式制冷机
图1.8.4-3 内燃机＋热水吸收式制冷机
图1.8.4-4 内燃机＋烟气吸收式制冷机
图1.8.4-5 内燃机＋烟气热水吸收式制冷机
1.8.5 技术经济分析
冷热电联供系统的技术经济分析可以采用增量分析方法，与常规供能系统进行比较。作为比较对象的常规供能系统，可以选定为电力由市电供应；供热采用燃气锅炉或燃气直燃机；供冷采用电制冷机、吸收式制冷机或燃气直燃机。
1 环境效益
冷热电联供系统替代燃煤火力发电厂、燃煤锅炉房及电制冷机供应冷、热、电负荷，可减少烟尘、S02、NOX等污染物的排放量。
2 节能效果
冷热电联供系统相对于常规系统，可减少一次能源消耗量。
3 经济性评价
冷热电联供系统的经济性评价应与常规供能系统比较，在供应同样的冷、热、电负荷条件下，计算增量投资回收期；或者以同样的冷、热、电销售价格，分别计算投资回收期和内部收益率。运行成本包括：外购电费、燃气费、水费、人工工资、维修费、管理费、折旧费、占用电力设备补偿费等。
1.8.6 相关标准
《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组》GB／T18431—2001。
《直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组》GB／T18362—2001。
《烟道式余热锅炉 通用技术条件》JB／T6503—1992。
《燃气—蒸汽联合循环设备采购 余热锅炉》JB／T 8953．3—1999。
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》。
《热水锅炉安全技术监察规程》。
《压力容器安全技术监察规程》。