黄欢
（浙江城建煤气热电设计院股份有限公司.杭州310000）
摘要：天然气冷热电三联供技术具有高能效、高安全性、高经济效益、清洁环保和削峰填谷等优点.而目前，由于三联供技术在国内尚有一些法律法规、行业标准和规范等方面的限制，使得天然气资源难以得到有效的保护.因此，要推进三联供技术的发展，进一步提高一次能深利用效率，减少环境污染，就需要进一步加强生态文明建设，不断完善现有的法律、法规，并吸收国外的先进经 验，使相关政策得以实施.该文主要探讨天然气冷热电三联供系统中能源梯级综合利用的现状，分析存在的问题并相应地提出优化建议.
关键词：天然气：冷热电三联供系统：高经济效益：能源梯级利用；优化建议
中图分类号：TE09 文献标志码：A 文章编号 :(2023)
Abstract: Natural gas bined cooling beating and porer technology has the advantages of highenergy efficiency highsafely bigh ecnomic benefits clean and environmental petection peak cutting and valley filling and so om. At present due tothe limitations of some laus and regulations industry standards and noms in China the nahural gas resoures are dificalt to beJooogaaa sqng oo ddns a po udoaap a apd o pou! aopag ppd spaaa peimary energy utiliation and reduce envircnmental pollution it is necesary to further strengthen tbe constnaction of ecologicalciviliation constantly improve existing laws and regulations nd absarb advanced experience frm feeign countres. so that therelevant policies can be implemented. This paper mainly diseusses the present situation of energy cascade prehensive utilizationin natural gas cooling heating and poer cogeneration sylem analyes theexisting problems and pats foeward some ptimizationsuggestions accordingly.
Keywords: natural gas; bined cooling heating and power system:; high economic benefit; cascade utilization of energy;optimsization sugestion
随着国家节能减排政策的不断深入，我国天然气的1271.4亿㎡²增加到2021年的2052.6亿㎡，年复热电联产项目建设快速发展.在我国.天然气供热已占合增长率8.4%.图1为我国2015一2021年来天然气供暖面积的40%以上，随着可再生能源发电及天然气产量和增速的图示，随着国内能源消费结构变化，能源热电联产的快速发展，未来将有更多天然气热电联产消费总量增长放缓及绿色低碳发展推进，我国对天然 项目投入运行.随着生活水平不断提高，我国人均生活气能源利用提出了更高要求.以医院生活热水供应系用水量也持续增长，这将导致对生活热水供应的需求统为例.随着城市人口规模扩大、公共建筑数量增加、量快速增加.医院作为人员密集且用水量大的场所.在集中供热面积增加及冬季取暖需求等原因而导致我国医院规模不断扩大，现有的集中供暖热源能力已经不我国已成为全球最大的能源消费国和进口国，近人数增长等因素导致热水供应需求持续提高.为了实 能满足需求.同时，国内医院建设水平不断提高、患者年来石油消费增速放缓，天然气消费量保持快速增长现医院生活热水系统向节能减排和环境保护方向的转态势，到2021年将达到3726亿㎡大关.我国天然气消型和升级，实现天然气热电联产项目中能源梯级综合费量由2011年1510亿m²增加到2021年3726亿m，利用目的，本项目提出了在满足医疗机构生活热水供
保证医院日常运行和患者安全方面有重要意义.
1当前天然气热电联产项目的现状
年复合增长率为14.7%，面国内天然气产量由2015年应需求基础上充分利用其余热回收技术降低蒸汽系统
体解决方案.
排放、优化蒸汽系统效率来减少常规供热热源能力需都是必不可少的.
求、减少设备投资成本投人来提高医院服务能力的总3天然气冷热电三联供的特点
3.1节能性
所提供生活热水的主要方式，在医疗卫生机构中广泛的一项重要指标，从高效的天然气梯级利用和提高用储热锅炉组成.供水管网主要包括自来水供给管道及在满足特定环境能量需求的前提下，将三联供与常规各类管件，蒸汽锅炉则给医院等公共场所提供电力及供能方式比较，考察其在特定时期内一次能源消耗的蒸汽采暖等.按照使用热水的类型.医院生活热水分为节约率.定.供暖供汽供热规模一般不超过800ud（不含供热站角度进行的.与传统的办公楼供暖模式相比，冬天供 规模主要依据各项目设计服务人口数量及用水量确的容量）；根据热源及供热方式，不同项目的供暖供汽暖、夏天供暖和供暖系统靠蒸汽压缩制冷机组.三联供规模范围为800-1200t/d（热负荷在3000w/d以下且制冷系统的经济性与燃料价格、供热价格、电价和供暖大的热水需求，同时洗澡用水与医疗卫生机构日常诊营费用的比重很大，有关资料表明，燃油费用最高为疗活动息息相关.故对医院生活用水需求较大、水量稳78%，最低为44%.因此，天然气价格的变动会对整个必行. 定充足且水质要求高的场所进行热水系统改造势在
生活热水系统是医院、学校、酒店和宾馆等公共场在天然气冷热电三联供系统中，节能率是最突出
医院供水、供暖和洗澡3种类型.医院供热水系统设计3.2经济性
经济性的考虑主要是从初期投人和运营成本2个系统的年运营费用产生直接的影响.电力价格上涨将 会增加系统的投资回报，改善系统的运行经济效益.而发电效率较高的系统，每年的电力收入所占的比重也较大.同时，提高供热价格也能提高系统的投资效益，改善系统的运行经济效益.供暖日愈长，供暖负荷愈大，其能量利用率愈高.只有当供暖负荷足够时，系统才能产生较大的热量收益.
3.3环保性
天然气是三联供系统的主要燃料，天然气是一种优质、高效、清洁的理想能源，相同热值下天然气的碳排放量仅为煤的40%、石油的70%；同时，采用溴化锂吸附式制冷机替代压缩式制冷机，可避免大量使用和排放CFC类的氟利昂，降低大气中的臭氧污染和温室
图1中国2015-2021年天然气产量与增速对比图
2基本内涵
冷热电三联供是在能源梯级利用的基础上，以发电、制冷和供热为一体的多联供总能系统，是一种新的效应，具有环境友好的效果，热电联产作为一种非常重 能源技术.首先是用燃油发电.再利用发电产生的高温要的技术，这一技术被视为达成碳排放指标的最主要烟气来冷却，再利用烟气中的余热，将生活用水变成热技术，可以减少二氧化碳排放量的1/4.量，减少废气的排放，增加设备的利用率，从而增加经天然气热电联产技术是指将燃气作为热载体，将济效率，因此，在需要同时利用冷热供热的地方，比如热能转化为电能，并通过余热回收装置进行回收，最终以有效地减轻电力系统的超载.天然气冷热电三联供中，利用管道中输送的冷热量与热源水进行换热、加热 居民区、宾馆和办公楼等，在夏天的电力高峰时期，可实现热能梯级利用的一种节能技术.在生活热水系统系统的工作原理及操作模式与以上内容基本相符.另后排放至城市管网.由于医院内的生活热水锅炉、蒸馏外，为了适应不同的用途和不同的负载要求，采用不同炉等设备时产生废热，若不对其进行回收，则这些废热
水.这是一种既可以充分利用能量，又可以节省大量能4技术原理
的燃料补充方式，燃气发电设备、制冷系统和供暖系统会成为新的热源，造成浪费.为了解决医院内生活热水
统.通过合理的工程规划设计以及天然气热电联产项燃气锅炉的运行管理及经济性问题是影响项目经物含量较高.
原动机发电装置和废热回收装置构成.建筑内部负荷大的蒸汽排放和大量冷凝水产生.此外.由于天然气 主要由制冷负荷、热水负荷和供暖负荷等因素决定.在热电联产项目是利用现有管道输配系统与天然气发电这些系统中，有一个负载的运行采用了原动机，当发电进行联合运行的模式，在满足用热需求的同时也需要量达不到要求时，需要通过网络来进行补充.而在此期考虑其投资成本.间，所产生的热量被吸收式溴化锂制冷机所吸收，用于热电联产的发展还存在一些问题和不足.为了实加热和冷却.三联供冷热发电系统的原动力是由内燃现所谓的热电联产节能减排，一些地方安装了天然气机、燃料电池等组成.通常，在0.1-5MW时，其功率与热电联产发电机组，发电能力是有所提高.但由于缺乏电力系统的功率相当，但其烟气温度及传热效率并不完善和配套的供热网，余热供热并没有充分凸显其自高.在1MW以下三联供气系统中，以内燃机为主，其身的价值和作用. 原因在于，在一定的空间内.燃气涡轮机组的发电效率随着国家对清洁能源的推广，光伏、风电等项目不高，节约能源和经济效益都不高.在国外，燃料电池的投产.在现阶段的发展中电力需求不断地减少，这的使用较为广泛，发电效率高，且对环境的污染少，是样就直接地影响了“以热定电”的热电发展，一些人就其最大的优点.当热电负载与三联供系统的电荷相近对“热电联产”的集中供热方式产生了一些质疑.在整时，可以提高电能的利用率.
5医院生活热水供应系统的设计与建设
热水供给2种方式：①锅炉供热方式.医院在新建大楼能力进行分析可知，其每年供热约6000万GJ左右.需要有热水供应设施.生活热水供给系统设计中应考著减少.虑到2种方式之间的协调与匹配关系.并结合医院用水的多样性，在设备选型方面需综合考虑功能用房和辅段的发展中，我国供热领域新增供热量要远远低于新流程设置供水管及出水点，使整个系统可以满足医院发电.而随着供给侧结构性改革的实践，我国的电力需分利用的空间或房间应采用地理式供水设备或利用其能力，是一种较为有效的消纳方案，必须要对其进行系自然进水作为热水水源，并设置相应的水泵出水口.统分析研究.
热源不足等问题，需要在医院内新建一套生活热水系6项目中的资源综合利用及问题
目中可利用资源的综合利用，能够实现对生活热水的济效益的重要因素，燃气锅炉设备运行状态的好坏，直梯级优化及利用.天然气是一种清洁能源，其主要成分接影响其经济性能.燃气锅炉作为供热系统中热源设 是甲烷，燃烧后可生成二氧化碳、水、氮气等温室气体.备，其能耗主要取决于燃烧效率.对于天然气热电联产天然气热电联产技术是将燃煤、燃油等低热值燃料直来说，可通过调节控制燃烧温度来实现热量损失最小接转化为热能，其优点是能量转化率高，但排放的污染化，在燃烧过程中会有大量热量流失.此外，由于天然气热值相对较低，为了满足用热需求必须进行供热系
体上来说，我国的热电联产在东北地区大中型城市的占有率在60%左右.但是在全国范围中分析可以发要求高等特点.热水供应的方式包括锅炉供应和生活其持续发展.例如，在北京对四大热电中心年总供热 医院生活热水系统具有规模大、用水量大和对水质现，热电机组并没有配置储热蓄热罐，这无疑制约了时普遍采用这种供热形式：②生活热水供应系统，医院但是并没有大型的储热蓄热装置，这样就会导致在发内有多种功能用房和各种辅助用房，这些建筑内部均电需求量受到限制影响的时候，其外网的供热量会显
量的变化进行综合分析与优化设计.考虑到医院建筑热罐主要就是在热负荷低谷使其存储热量，而在现阶 而我国没有大规模的应用蓄热储热装置，因为蓄热水系统供水管直径应根据设备运行时所需供水量的供不应求的状态.随着我国倡导风电全额消纳，造成了供水管直径定为1m，并结合用户需求量及实际工作态显著，这样就使得在“三北"地区中电网舍弃了风能内不同功能区域用水要求.对于需要供热水但未被充求逐渐减缓，利用配置蓄热装置的方式增强机组调峰
7基于余热回收技术的医院生活热水供应系源，实现对医院内部供水管网末端用户的热水供给.
统设计优化与运行优化
2）可根据用水高峰期的用水需求，在满足医院内1)余热回收装置的选择：根据医院生活热水供应部用水需求前提下，向医院外部供水管网末端用户提
系统特点，本项目拟采用2种余热回收方式.低温余热供生活热水.回收，在传统集中式供水系统基础上增设管道式低温 冷水管道系统，通过将其与生活热水加热系统相连，利用低温冷水的能量使生活热水加热升温，达到医院生活热水需求.
3）采用城市中水系统供冷供热.
4）项目选址靠近城市公共供暖管网，可利用天然气热电联产项目余热供暖：也可利用燃气锅炉或工业锅炉提供热源供热供冷.
5）项目采用的是中水系统供冷供热，也可利用市
行的影响因素分析：医疗机构和非医疗机构之间的用政管网系统末端用户的热水用于医院内部供热，如将 2)生活热水供给方式对医院热水循环管网系统运水需要通过循环泵（水泵）供水时，其供水温度会影响自来水作为热源，则需要在设计时考虑与市政给水管医院热水系统运行效率.医院热水供应管网结构设计：网之间能否实现连通性.同时也要考虑用户用水时间在满足安全要求前提下，采用不同材质与结构组合进与生活用水时间之间的衔接、平衡和相互转换等问题.水温、水质要求及医院生活用水标准等条件是影响医院热水供应系统效率和能耗的主要因素.
行设计可以提高热水循环管网效率.医院生活水源的9结束语
本文介绍了天然气热电联产项目中天然气热电联产中的梯级综合利用实践.包括天然气和电力的供应匹配关系：在进行医院生活热水供应系统设计时考虑系统中的应用等.该方法可以有效地提升能源利用效 3）余热回收装置与管道式低温冷水换热器之间的方案设计与实施、余热回收技术在医院生活热水供应余热回收装置的设置可以增加蒸汽回流量.提高蒸汽率，可以供应多种能源，促进了资源的合理利用.面随的应用与发展也顺应了时代的发展，三联供是一种新4)余热回收装置运行优化方案：根据医院热水供型的分布式能源系统，具有洁净、环保的特点，能够有应需求特性、运行工况及技术指标对现有传统管道式效降低二氧化碳、二氧化硫等有害气体的排放量：采用低温冷水换热器进行改造，将其变为蒸汽循环管路，在阶梯式能源，提高了综合能耗：与电力网相互支持，具 满足常规供热热源和医疗机构用水需求基础上可以进有较高的安全性，具有投资少、经济效益好等优点.在我国的发展中具有广阔的应用前景，想要将这些诸多益处有效开发利用，还需要作出更多的探索实践研究.
务能力.
一步降低投资成本和运行能耗.
从项目的设计角度，建议在天然气热电联产项目建设过程中，可利用资源充分发挥出其优势.一方面，地布局、交通和人口等因素来确定与天然气热电联产目包小龙，工业网区采用燃电联产方式进行集中供热对环境影项目匹配的管线走向.另一方面，在确定城市燃气管网响与能耗影响的分析J应用能源技术.2018（10)：32-33.要求，尽可能减少对当地供热管网和天然气管网的影响.另外，鉴于天然气热电联产项目具有较高的投资成本和较低的建设周期，应尽可能利用现有城市基础设施进行配套建设.
在确定城市燃气管网的走向时，需要综合考虑城市用参考文献：
用效率计算门暖通空调.2014（10)：13-17.[3]赖坤山.燃气分布式能源站冷热电联产的应用和发展研究目[4]白尊亮，华东地区若干分布式冷热电三联供系统节能性及经 数字化用户.2017 23（35）：131.济性分析与研究[月电力与能源.2021 36（3）：340-343.[5]苏泽立，王佩宏，郭春雪，等.新建天然气热电联产项目碳减排量化方法的应用月中外能源.2017 22（8）：1-7.
8项目可替代方案
1）用水高峰期时，可利用市政管网中的冷热水资
