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跨世纪能电系统的大变革多元化的能电共生--爱能列岛
2015-06-29 11:12:39|点击次数:



【摘要】((A)前言


本世纪以来电力的发展主要靠煤,燃煤冷凝电站是发电的主力,它对我国建设起了巨大的贡献,今后仍将为较重要的能源与动力。但是十多年来,以煤为主的能源造成的污染逐步为人们所认识,燃煤电厂的排污(Cq)和汽车的排气成为大气污染的罪魁祸首,清洁能源,再生能源走上历史的舞台。

五十年代天然气是令人厌烦的气体,是油田中的危险物,七十年代在阿拉伯半岛用以发电,九十年代迅速发展成为(都市)最佳的燃料。

"煤炭--石油--天然气--清洁煤气--再生能源"是全球能源发展的大趋势。

高科技,环境的新认识,市场的激烈竞争,天然气基本是再生能源。在九十年代,近至1998年以来,引发一场从认识,理论和产品的变革,小型动力正在产生革命。


能电科技的新发展


上海市经委电力专家从1989年开始,在广东开发柴油机联合循环成功,1994年上海市经委科委联合通过"爱能岛"开发研究,注(2)

开发电,冷,热,功联供的"爱能岛"建成了国内首批柴油机,燃气机主体的汽电共生系统,获得了较丰富经验,现又与上海上能节能科技发展公司合作开始建立爱能岛的试验基地,又跟踪世界能电科技变革的新发展,不断的提出能电科技的新思路,本文将阐述过程,思路,观念,市场与传统能电的比较以及前景。


爱能列岛


1.什么是爱能列岛(IslandsofEnergy)


爱能岛是我国根据国际科技发展自行创造的电,热,冷,功的能源系统,它归属于国际统称的汽电共生(Combinebestandpower)。

它由1.动力机2.锅炉--余气,补燃3.制冷机4.作"功"等性能组成。


2.爱能岛主要的技术思路与特点:


汽电共生是一个古老的发电设备,长期来由于技术古老和适应性差而发展迟缓,但它非常适合于近年来兴起的环保的要求,在深层次的开发和功能转化中,它应运而新生。

94年("爱能岛"的开发研究)思路是:(1)城市燃料结构将从煤转到清洁能源,预测能电产品将有较大变化。(2)注意横向结合(GrosslinkSystem)发扬系统优势(3)产品精品化要求适应空间效益(EfficiencyofSpace)


(D)爱能列岛的优越姓


爱能岛(汽电共生)。


(1)是当今环境保护最佳工程之一。

当今环境污染是人类生存第一杀手,大气污染是环保最突出的问题,厄尔尼诺等等的损失占某些国家国民生产总值4%以上,因而降低排污的系统成为最为热点的产品(系统)

(5)改进输配电方法:

a:传统的电流单向从郊区送往市中心,现代要求电力接近用户或就地发电线损是电力损耗的重要因素,减少输配电损失或就地发电成为科技的方向

b:城市尖峰电力合理结构。

电力高峰分时间(PLT)和地域(PLS)之分。

目前在郊区建燃机调峰电厂可以解决时间的峰值(PLT)但较难解决在市区某点的(PLS的困难),因线损大,尖峰时间短,变电设备运行率低,折旧大,合理的方案,应在市区(现场)设立燃用调峰机组替代郊区(调峰)机组。

(6)都市要求能电设备从'粗放形'向'精品型'发展,国际上开始向"微型化"发展。

都市发展中一个重要因素则受"空间效益(EfficiencyofSpace)"的制约,高科技要求电与能设备浓缩在寸金之地。

传统热电站无论电缆和蒸汽管道在繁荣区中安置困难,燃用清洁能源的爱能岛可以躲开前二项的矛盾,它可因地置宜,大到2000Kw小到30Kw。

(7)进入多元化的分散型的能电共生--爱能列岛时代。

由于现代化的都市的电与能有许多特殊的个性化的要求,需求变化幅度大,要求有特殊转换功能(电,热,冷,功,绝不停电)等等。

大中小结合的,以大电网,花园地下电厂为依托,太阳能。燃料电池,风力发电,各种爱能岛相结合,即分散型能电系统(Distributedgeneration)--爱能列岛,成为下一世纪的都市电能共生系统。(附图)。


(E)市场


本项目是传统能与电观念的一个大转变,大突破,在九十代,它是世界电能市场的热点,我国在天然气进入的地区,这个新市场正在升温。

在下列三大方面存在巨大潜力

1.楼字大厦集中--所有集中空调的大楼均应分层次利用能源,采用爱能岛或汽电共生。

2.天然气推广区,目前建立的天然气直接燃锅炉供汽的热力站和供热小区,用高品位能源直接代替低品位的煤,以致提供的蒸汽价格过贵。只有采用爱能岛,在供热同时产出电力,蒸汽价才可与燃煤产的汽价相近,可以扩充天然气市场。

3.现代化的农场--应采用柴机爱能岛,不仅汽电共生,而且排出的CO2也转为植物吸收,使效率达93%。

一个1000万kw的城市,为降低CO2。汽电共生至少应达电力的5%,即50万kW估计投资约25亿元。

例:产出10万LW/时的爱能岛与同功率的传统电站比较

[table]

供电方式

能利用率 中央电站电网

0.33 燃机爱能岛

0.66 柴机爱能岛

0.66

时供电力

当量kc/h 10万KW

8600万kc 5万KW

4300万kc 5万KW

4300万kc

时供热量 0 4300万kc 2500-4300万kc

投入基建资

金(元) 10亿

电站70%配电

30% 4亿 2-3亿

企业入网金

增容,摊费,

电缆费 约3.4亿 联网费

0.34亿 联网费

0.34亿

年排CO2 90万吨 11.2万吨 15.75万吨

年减少排CO2 33.5万吨 29.25万吨



电厂能源利用率33%爱能岛能源利用率砧%一旦为市场所理解和接受,一个巨大的市场就在眼前


(F)问题


爱能岛(汽电共生)有很多优势,还存在下列问题

1.我国能源以煤为主,故本系统针对燃用天然气而开发并不可与燃煤地区,水电,核发电作比较。

2.长期以来,燃料以煤为主,电力以中央电站为主,能和电的科技和生产是分割的,已成-个定势,现有的城市电力改进计划,大部属传统方法,要产用新的观念,困难重重。


3.热电联产是一个古老的系统,有的地区发展很慢。各别工程经济效益并不好。有些部门和经办人员不了解最新技术的进步,以致推广困难。

4.科技领先乏力,我国开展汽电共生和综合能源利用起步不晚,但届科研人员热心爱好,缺乏强力机构,支持,最新国外化巨资开发的微型汽电共生,定时宣称是电站的革命,燃扰转速达十万转。

5.已公布支持热电联产,计至能(1998)220号文《节约能源法》"关于发展热电联产的若干规定"尚未得到很好的落实。


[G)理论与前途


由于环保高科技的发展,天然气长驱进入市场,传统能电的面貌正在变化。

(1)大电站为主的供电方式,正向大中小结合,多元化的能电联供转变。

中型的联合循环,燃机联合循环,和柴机电厂正欣欣向荣,

小巧玲成型的汽电共生(爱能岛),再生能源。

精品型的正走向市场,

科学家正在开发"镶嵌式电站"

(2)传统大电网转向多元化的输配电方式。电力接近用户,就地发电成为高科技的目标。

(3)分层次利用能源,能量的转换,热泵能的再生等等是科研的热点。

(4)都市能电的变革,它的思路,交义影响,从此推动空调,燃机,柴机,锅炉等等的变革,开发出新的汽车发动机,将建成一个高科技的高地。

(注:作者介绍:)赵之一原汽轮机锅炉研究所所长。原上海经委副总工程师,现上海经委科技咨询委副主任。

陆绪民国家有特出贡献专家,上海上能声能科技发展公司总经理

王孟浩原上海发电设备成套研究所副总工程师,教授级高工。

注1分散的能电共生原文Distibutedgeneration分散的多元化的,产出能与电的系统它包括中央电站,联合循环,燃料电池太阳能等等,是过去Co-generation,意义的延伸。

国际上统称的Co-generation,具体的名称很多如HotelEnergySystem,TotelEnergySystem即全能量系统,汽电共生,热电联产等等。Co表示共同,可是二个也可能是3个4个,

玫我国较多称热电联产含义不全,汽电共生或热电冷联供较合适,94年,根据实际我们系统

6含冷热电功,又取中文译IslendofEnergy为爱能岛。

注2.上海工业技术简报1994年第33期

注3.PowerEngineneringInternationlFeb1998

注4.爱能岛--一种跨世纪的最佳汽,电共生方法动力工程第17--第6期

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