浅谈关于南方冬日采暖三联供应用效果分析

摘要：对南方冬冷夏热地区实施集中供热是直接关系到南方居民生活质量与工业发展的一项重要工程。但因夏季大规模使用空调出现电力高峰，冬季大规模使用暖气出现天然气高峰，进而导致季节性峰谷差异，这在一定程度上增加了运作的成本，降低了管网与设备的利用效率。因此，本文对三联供应用效果进行分析，以供参考。

关键字：南方地区；三联供；应用效果

Abstract：Central heating in southern areas is an important project，it’ll directly related to the quality of life and industrial development of Southern residents. However， due to the peak of the large-scale use of air conditioning in summer， the peak of natural gas in the large-scale use of heating in winter leads to the seasonal peak and valley difference， which increases the cost of operation to a certain extent， and reduces the utilization efficiency of the pipe network and equipment. Therefore， this article analyzes the effect of triple supply for reference.

Key words： southern area； triple supply； application effect

近幾年来，受到冷空气活动频繁等因素的影响，南方大部分地区出现持续性的雨雪天气，“南方是否需要集中供热”这一话题逐渐引起了广泛的关注。分析目前城市的供暖现状，针对夏热冬冷的地区，绝大部分商业建筑以及办公建筑都已经安装有集中空调系统，因而不存在冬季供暖等问题。针对工业园区等，如何有效实施集中供热，提高能源、设备等的利用效率，减少运作成本，即成为一大考验。

一、三联供技术

分析城市冬季供暖与夏季制冷的实际状况，炎热夏季，城市大规模应用空调，可使城市电力供应紧张，出现电力高峰；寒冷冬季，城市大规模使用天然气采暖，可使城市天然气供应紧张，出现天然气高峰。在此种季节性峰谷差异的影响下，相关供暖、制冷的设备与管网的利用效率降低，同时整个系统的运作成本增加。在探索有效的解决方案的过程中，三联供技术运用而生。

三联供技术实质上是梯级利用天然气的技术措施，基于此种连供技术，将供热、制冷以及发电进行有机结合。就城市综合体的角度来看，采用此种模式，能够有效解决因季节性峰谷差异而造成的不良后果，综合利用各类资源，在一定程度上缓解能源危机，消除过高的电力供应以及天然气供应压力。因此，三联供技术的应用对城市的发展以及居民生活质量的提升有着极为重要的作用。

在天然气冷热电三联供技术中，首先利用天然气燃烧做功，通过发电机产生高品位的电能，然后对发电过程中产生的低品位热能进行充分利用，借助相应的余热利用装置达到制冷与供热的目的。其流程如图1所示。基于这一流程，实现了能量的梯级利用，具有较高的能源利用效率。

二、三联供技术的应用

（一）应用条件。三联供系统将燃气作为能源，以燃气的燃烧带动内燃机、燃气机轮等设备运作，形成的电力可满足用户的部分电力需要，发电后的余热可借助回收设备为用户供热与供冷。因此，三联供技术主要借助余热产生的能量同时供应制冷系统、生活热水以及建筑取暖。在实际的应用中，需要具备三联供系统应用的基本条件，如符合燃气系统使用的条件，具有稳定的燃气参数，按照市政相关条件并入电网，冷热负荷与电力负荷应用规律相似等。针对分布式燃气能源系统，有必要按照特定的模式实现负荷的分配，同时密切关注系统本身的冷热电负荷。

（二）系统实现。在进行三联供系统的设计时，需要综合考虑多种因素，进而实现系统整体能源利用效率的最大化。在项目建设的过程中，对发电机组进行单独运作并跟踪其在最高负荷与最低负荷的运作情况，以确保发电机组的正常电力供应。在发电机组与市电并网时，应当按照时间与季节的不同，预测冷暖电负荷，根据冷暖电负荷的状况确定系统的发电量，从而提高能源的应用效率。此外，三联供系统应当应用于采暖季与制冷季，在过渡季不宜使用。目前三联供系统可在多种类型的发电机上进行应用，其中以内燃机以及燃气轮机等较为普遍。燃气轮机能够使用以烟气为主的余热，内燃机除了使用烟气中的余热，亦可采用冷却水。

（三）效果分析。分析建筑物能源利用存在的问题，随着城市化进程的不断加快，城市建筑能源供应系统受到较大的挑战，传统的技术与供应格局较为分散，高能低用等严重的能源浪费现象日趋严重。基于此，分布式冷热电三联供技术作为天然气高效利用的一种新的技术，逐渐受到广泛重视，并成为我国节能发展的重点之一。三联供技术的发展，是从“热电联产”的思维定式走向“冷热电联供”的过程，前者着眼于提高一次能源的转换效率，且对供冷的方式存在一定的思维局限；而后者的目标则是以最经济、最高效的方式满足建筑物各种终端的用能需求。

从分布式天然气供应的角度来看，三联供技术将三种类型的天然气供应密切结合，并以此为基础，综合运用多种功能方法，进而在最大限度内使用天然气，满足不同层次的能源需求。天然气燃烧做功时，将高温段（1000℃以上）的热能用于发电，将中温段（100℃-500℃）的热能用于热泵与制冷机的驱动，而低温段（100℃以下）的热能则可用于生活热水等。通过能源的梯级利用，三联供系统实现了更高的综合能源利用率。在此过程中，CO2、SO2的排放减少，使得发电、供热、制冷的过程更加清洁环保；与大型电网相互支撑，提高了功能的安全性。此外，针对燃气与电力的供应高峰、供应低谷问题，三联供系统具有削峰填谷的作用，从而有效降低了资源的浪费，缓解了燃气、电力供应的压力。

与其它供应模式相比，三联供技术突出了其节能性与经济性，可帮助企业消除过高的供气成本，获得更高的经济效益。基于分布式设计，能够在保证热量供应与电量供应的基础上，降低CO2的排放比例。因此，与其他供应模式相比，三联供技术突出了其低碳性与环保性，有利于较大规模供气污染的消除。与传统能源相比，天然气本身即是一种清洁能源，在燃烧后不会释放过多的烟尘或二氧化硫，更加符合新時期的环保、节能发展的理念。除此之外，通过三联供系统并入市电系统，能够扩大整个系统的供能规模，同时改善系统的安全性与可靠性，保证天然气供应的稳定性。

（四）应用实例分析。针对南方的实际情况，将公建供冷与住宅供热进行有效的结合成为一种新模式。公建为工业园区、机关、医院、学校等，用能特点主要为：电、冷负荷较为集中，夏季主要为集中供冷，时间相对较长，单位面积的负荷较大，内部冷负荷比率相对较高。居民住宅的用能特点主要为：常年需求，季节负荷不同，市场需求量较大。

以某天然气联合循环9E机组电厂供附近医院以及住宅区的CCHP（冷热电联产系统）方案为例，对三联供系统的应用效果进行分析。基于此方案的设计，在电厂内部电能下进行制冷，输送冷水至医院，将医院空调室外主机部分的投资投向CCHP项目。通过计算，医院方每年约能够在热水系统与空调方面节省运行费用327.8万元，而电厂能够获得的实际经济效益约为每年91.2万元。电厂自筹资金80万元，利用余热，以医院自产热水80%的价格向医院方供应生活热水项目，可使医院每年在热水费用上节省11.4万元，而电厂的投资也可在5-6年内回收。分析天然气能源的利用效率，约可提升30%左右，每年减少的CO2排放量可达8465吨。

CCHP的实现受到多种因素的制约，如所在地区的季节变化以及气候条件，不同用户的冷热电负荷的时间分布以及空间分布，邻近地区的一次能源供应条件以及环境约束，相关标准与政策对能耗强度以及碳减排强度的约束，新技术的风险评估与应急预案等。

三、结语

燃气冷热电三联供系统作为一种环保、高效的模式，为解决当前能源浪费现象提供了有效的解决途径。鉴于此，在了解工程的实际情况的基础上，设计可行的燃气冷热电三联供系统，能够有效降低系统的运作成本，实现能源的高效利用。

参考文献

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