两种典型天然气分布式能源系统的应用研究

【摘 要】 随着社会的不断发展，生活水平的不断提高，对天然气的需求量不断加大，天然气已经成为人们生活必不可少的重要能源，对天然气使用量的不断增加，促进了学者们对天然气分布式能源系统的深入研究，基于这种现状，本文对天然气分布式能源系统进行了深入的研究，分析了如何在不同建筑类型运用不同的天然气分布式能源系统，并探讨了研究两种类型天然气分布式能源系统的效率变化规律，通过研究，确定出天然气分布式能源系统的应用流程和策略。

【关键词】天然气分布式能源 应用流程 燃气内燃机 燃气轮机

随着经济的高速发展，社会的不断进步，传统的燃煤供暖凸显了其热效率低、能源浪费的巨大缺陷，当人们正在寻求环境效益与经济效益更好的能源时，天然气却渐渐成为了主要的化石能源，与此同时，人们也在寻求更为科学合理的天然气利用方式。因此，天然气分布式能源系统就应运而生，它不仅解决了传统煤炭资源浪费的问题，还可以使天然气能源得到了综合利用，并达到了非常良好的经济效益和社会效益。

1 天然气分布式能源系统的定义和发展现状

天然气分布式能源，是指用户所使用天然气用户端的能源得到综合利用，使能源系统实现小规模、分散式的方式分布在区域用户的附近，在不利用其它能源的基础上可以独立地输出冷、热、电三种形式的能源，满足人们对供冷、供热、用电三方面的需求，发展天然气分布式能源系统的优点有很多，第一，天然气分布式能源系统可以实现能源梯度利用，根据需求实现冷、热、电联供，实现一次能源多次利用的便捷服务；第二，符合国家节能减排的能源要求，并且可以缓解居民夏季用电高峰期对电力企业的压力以及保障冬季供暖的稳定性[1]。随着我国给环境污染和能源紧缺等实际国情加剧，促使人们越来越重视分布式能源的研究和利用。

2 两种典型天然气分布式能源系统应用

对于现有的然气分布式能源系统主要有两个典型，它们分别是燃气内燃机驱动联供系统和燃气轮机驱动联供系统[2]。

2.1 燃气内燃机驱动联供系统

燃气内燃机驱动联供系统也被称为燃气内燃机驱动冷热电联供系统，其主要的功能是实现供冷供热的电能联供，它的工作原理是：将燃料与空气在气缸内混合压缩后进行点火，使其发生爆燃，爆燃产生的巨大推力会推动活塞带动连杆和曲轴驱动发电机发电。根据不同品牌不同功率的内燃机产生的余热是不相同的，相对温度也会不同，可以根据不同的预热和温度实现不同的利用方式，例如当燃气内燃机发电机的发电功率为20到5000KW时，可将完成小型建筑的供冷供热系统，而若想完成大型建筑或者大片区域的冷热联供系统，则需要燃气内燃机发电机的发电功率高于1000KW，对于像医院、酒店、宾馆、车站、商场等连续性的公用建筑就完全可以采用燃气内燃机驱动联供系统，这种燃气内燃机驱动联供系统可以提供以上建筑的通风、制冷、供热、电力照明等用电量[3]。

2.2 燃气轮机驱动联供系统

与燃气内燃机驱动冷热电联供系统的工作原理不同，燃气轮机驱动联供系统是将燃料在经过机械内部处理后，将产生的高温高压的气体做热能的转换，最终将热能转换成机械能发电。其产生余热的方式相对简单，因而利用余热的方式也相对单一，对于燃气轮机驱动联供系统产生的余热只需要将其转化成热水和蒸汽就可以了。相对来讲燃气轮机驱动联供系统相对非常稳定，所以其多数应用于城市边缘的、对电量符合需求比较大、电量符合稳定性比较高的企业和工厂，例如化工厂、机械加工厂和热电厂等[4]。

3 天然气分布式能源系统存在的问题和解决方法

尽管天然气分布式能源系统具有很高的能源综合利用率，但是在实际的生产生活中仍存在很多的有待解决的问题，第一，根据市场调查分析，目前相同热值的天然气价格等同于2倍的煤炭价格；第二，对于规模较小经济效益较低的企业和工厂，运用天然气分布式能源系统的造价相对较高，负担不起；第三，虽然天然气分布式能源系统可以实现能源的充分利用，减少能源的浪费，但是其高昂的成本使得其市场竞争力很低；第四，国家没有一个相对完善的关于分布式能源系统政策和法律法规。笔者以上阐述的问题是仅仅靠企业和个人无法解决的问题，若想要顺利实现天然气分布式能源系统的实施，离不开国家政策的法律法规的大力支持[5]。

4 结语

经过本文研究，笔者可以得出以下结论，在环境污染和能源紧缺的前提下，天然气能源已经成为人们生活中必不可少的能源并且越来越得到广泛的应用。而燃气内燃机驱动和燃气轮机驱动两种典型天然气分布式能源系统能够满足人们对不同用电负荷的需求，在今后天然气分布式能源系统的发展和研究中，学者们可以根据不同的用量需求选择适合的天然气连供系统，并指出天然气分布式能源系统将成为我国能源的新的发展趋势，为我国节约能源做出贡献。

参考文献：

[1]刘小琳，刘旭升，尼凌飞，等.浅析天然气分布式能源系统的设计要点和应用范围[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2013，04（12）：292-295.

[2]林世平，连莹，夏晓旭，等.分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究[J].武汉理工大学（社会科学学报），2013，11（12）：232-236.

[3]梁哲诚，王景敏，阙晋园，等.基于广东公共建筑的分布式能源系统的优化设计及经济性分析[J].广东工业大学（社会科学学报），2011，02（15）：316-317.

[4]贺燕军，王守元，史一凡，等.天然气分布式能源系统在某新建广场应用的可行性研究[J].建筑节能，2014，02（10）：195-197.

[5]单付，高亚辉，程日涛，等.天然气分布式冷热电联产系统项目的建设控制要点分析[J].华北电力大学（社会科学学报），2013，11（13）：152-156.

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