【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 量、冷量和電量的狀況下，冷熱電聯(lián)供方式相對(duì)于冷熱分產(chǎn)（以燃?xì)忮仩t供熱、電制冷機(jī)供冷）的一次能量節(jié)約率即節(jié)能率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)節(jié)能率為（ +） 值時(shí)是節(jié)能的，（ — ）值時(shí)則不節(jié)能。節(jié)能率應(yīng)按供熱期、供冷期分別進(jìn)行計(jì)算。 供熱期的節(jié)能率 Xc 的計(jì)算式如下： 供熱期的節(jié)能效果 目前我國(guó)的電力生產(chǎn)仍以煤電為主，但各地區(qū)因發(fā)電廠(chǎng)的規(guī)模、機(jī)組的不同，其電網(wǎng)的發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電效率會(huì)有一定的差異，一些城市的燃?xì)?— 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組投入發(fā)電后，在這些電網(wǎng)的上網(wǎng)電力的電廠(chǎng)發(fā)電效率將會(huì)發(fā)生變化，但是以煤電為主的狀況短期內(nèi)不會(huì)改變，以北京為例，即使建造或規(guī)劃中的燃?xì)?— 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(chǎng)投入運(yùn)行，大部分電力仍是從內(nèi)蒙、山西、河北等地供應(yīng)。進(jìn)行DES/CCHP 系統(tǒng)的供熱期、供冷期的節(jié)能率計(jì)算時(shí)，不能只用某一特定的發(fā)電裝置的發(fā)電效率進(jìn)行比較，而應(yīng)采用電網(wǎng)發(fā)電效率為 40 %～ 55 %進(jìn)行比較， 40 %是國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電廠(chǎng)較好的發(fā)電效率，而 55 %為燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的發(fā)電效率。 圖 21為供熱期的不同電網(wǎng)發(fā)電效率的變化， CCHP 系統(tǒng)按燃機(jī) + 余熱吸收式制冷機(jī)配置時(shí)的節(jié)能率（ Xc） 變化曲線(xiàn)（曲線(xiàn)繪制時(shí)已計(jì)入電網(wǎng)輸配效率 0. 9）。圖中曲線(xiàn) 1是按燃機(jī)采用內(nèi)燃機(jī)時(shí)總效率（ ηt =ηe +ηh ）為 82 %，其中發(fā)電效率 ηe= 40 %、供熱效率 ηh = 42 %計(jì)算繪制；曲線(xiàn) 2 是按燃機(jī)采用燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)時(shí)總效率為 78 %，其中 ηe=30 %、 ηh = 48 %計(jì)算繪制。從圖 21可見(jiàn)，供熱期采用 CCHP 方式都是節(jié)能的，其節(jié)能率為：采用內(nèi)燃機(jī)時(shí)為 0. 21～ 0. 36 ；采用燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)為 0. 12～ 0. 24。 圖 21 供熱期的節(jié)能率 供冷期的節(jié)能效果 一、在不同發(fā)電效率時(shí)的比較。 圖 22為供冷期的不同電網(wǎng)發(fā)電效率變化時(shí) CCHP 系統(tǒng)的節(jié)能率的變化曲線(xiàn)。從圖 22的變化曲線(xiàn)可見(jiàn)：在 CCHP系統(tǒng)采用燃?xì)廨啓C(jī)（ ηt = 78 %）時(shí)，只有當(dāng)電網(wǎng)的發(fā)電效率小于 46%時(shí)，供冷期才是節(jié)能的，當(dāng)電網(wǎng)的發(fā)電效率為40%時(shí)，供冷期節(jié)能率約為 （見(jiàn)曲線(xiàn) 1）；但采用內(nèi)燃機(jī)（ ηt = 82 %）時(shí)，供冷期都是節(jié)能的，節(jié)能率約為 ～ （見(jiàn)曲線(xiàn) 2）。 圖 22 供冷期的節(jié)能率 二、制冷機(jī)配置方式不同時(shí)的節(jié)能率 在 CCHP 系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化配置中，至關(guān)重要的是電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)和余熱吸收制冷機(jī)的制冷能力的合理配置。圖 3為假設(shè)供冷期的供冷量為 ，按電制冷機(jī)制冷量 /余熱吸收式制冷機(jī)制冷量分別為 ～ 率變化曲線(xiàn)。圖 23的節(jié)能率變化曲線(xiàn)是以電網(wǎng)的發(fā)電效率為 55 %、輸配效率為 0. 9和電制冷機(jī)的 COPe = 余熱吸收式制冷機(jī) COPa = 進(jìn)行計(jì)算繪制。曲線(xiàn) 2 與圖 22的條件相同。從圖 23可見(jiàn)：采用內(nèi)燃機(jī)的 CCHP 系統(tǒng)在供冷期都是節(jié)能的，其節(jié)能率為 ～ （見(jiàn)曲線(xiàn) 1）；而采用燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)若余熱吸收式制冷機(jī)制冷量小于等于約 92 %時(shí)，供冷期是節(jié)能的，其節(jié)能率為～ ，余熱吸收式制冷機(jī)冷量大于 92 %后是不節(jié)能的（見(jiàn)曲線(xiàn) 2），因此，在 CCHP 系統(tǒng)中均應(yīng)合理配置一定數(shù)量的電制冷機(jī)。當(dāng)配置電制冷機(jī)供冷量大于 50%后，節(jié)能率均在 以上，這種工況是 CCHP 系統(tǒng)為充分利用燃機(jī)余熱應(yīng)該做到的制冷機(jī)配置的比例。 圖 23 供冷期不同制冷機(jī)配置方式的節(jié)能率 冷熱電聯(lián)供的總熱效率 根據(jù) 2023 年原國(guó)家四部委的 1268 號(hào)文下達(dá)的 《 關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)供的規(guī)定 》中的要求， “應(yīng)以熱電聯(lián)供的總熱效率界定其聯(lián)供項(xiàng)目是否合格，對(duì)供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組的蒸汽流既發(fā)電又供熱的常規(guī)熱電聯(lián)供應(yīng)符合總熱效率年平均大于45 %?！? 該規(guī)定中熱電聯(lián)供的總熱效率采用下式計(jì)算： 上列計(jì)算式中，分子是能量品位不等的二次能量，電能是高品位能，可以100 %轉(zhuǎn)換為熱能，而熱能不可能 100%轉(zhuǎn)換為電能，因此總熱效率實(shí)質(zhì)上只是代表一次能源的利用狀況或燃料利用率。冷熱電聯(lián)供的總熱效率計(jì)算時(shí)，由于采用了燃機(jī)余熱制冷和電制冷機(jī)制冷等類(lèi)型的復(fù)合制冷方式，聯(lián)供既對(duì)“聯(lián)供系統(tǒng)”外供電，在電網(wǎng)谷段也可能從電網(wǎng)購(gòu)進(jìn)電能，為了進(jìn)行各種供冷、供熱、供電方式的能量消耗比較，擬將對(duì)“聯(lián)供系統(tǒng)”外供電的電量和從電網(wǎng)購(gòu)進(jìn)的電量帶入總熱效率計(jì)算時(shí)均折算為一次能源耗量計(jì)算。表 2是以北京某公共建筑群為例進(jìn)行不同供冷、供熱方式技術(shù)方案的 CCHP 的總熱效率測(cè)算，其中供電網(wǎng)的發(fā)電效率均采用 46%測(cè)算。該建筑群的總建筑面積約 70 104m2，包括寫(xiě)字樓、商用建筑、博物館、賓館等，測(cè)算按 4個(gè)供冷、供熱的技術(shù)方案進(jìn)行： 方案（ 1）：燃?xì)廨啓C(jī) + 余熱鍋爐 + 蒸汽型吸收制冷機(jī) + 電制冷 + 冰蓄冷 + 燃?xì)忮仩t； 方案（ 2）：燃?xì)廨啓C(jī) + 余熱直燃機(jī) + 電制冷 +冰蓄冷 + 燃?xì)忮仩t； 方案（ 3）：方案（ 1） + 熱泵； 方案（ 4）：燃?xì)廨啓C(jī) + 余熱直燃機(jī) + 直燃機(jī)供熱、供冷。 表 21 某公共建筑群采用不同 CCHP 方案的總熱效率測(cè)算 從表 21可見(jiàn)，總熱效率最高為方案（ 3），總熱效率為 %；最低為方案（ 4），總熱效率為 %；年能源費(fèi)最高為方案（ 4），全年能源費(fèi)為 670萬(wàn)元；最低為方案（ 3），全年能源費(fèi)為 465萬(wàn)元。從分析研究、測(cè)算燃?xì)饫錈犭娐?lián)供的節(jié)能率、總熱效率的變化表明：采用 CCHP 在冬季供熱期是節(jié)能的；在夏季供冷期，只要采用燃機(jī)余熱制冷和電制冷機(jī)制冷的復(fù)合供冷系統(tǒng)，節(jié)能效果十分明顯。 與燃?xì)饪照{(diào)的對(duì)比 燃?xì)饪照{(diào)具有一系列優(yōu)點(diǎn)：采用天然氣作為能源，基本不用電，因而可以大大緩解日益增長(zhǎng)的用電壓力。研究表明，性能系數(shù)為 數(shù)為 、性能系數(shù)為 、性能系數(shù)為 ，直燃機(jī)的耗電量?jī)H為離心機(jī)的 16%，螺桿機(jī)的巧％，熱泵機(jī)的 %。大量采用燃?xì)庵比夹臀帐娇照{(diào)代替各種電空調(diào)，將有效的降低夏季的高峰用電負(fù)荷，從而縮小電力峰谷差。 高效燃?xì)饪照{(diào)也是節(jié)能的空調(diào)。評(píng)價(jià)空調(diào)機(jī)的能效，不僅應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)額定工況下比較，還必須在實(shí)際運(yùn)行中比較，要充分考慮年季節(jié)運(yùn)行特性和部分負(fù)荷運(yùn)行特性。燃?xì)饪照{(diào)的最大優(yōu)點(diǎn)是在部分負(fù)荷條件下，其運(yùn)行制冷系數(shù)基本保持不變，或反而有所提高。機(jī)械壓縮式空調(diào)在部分負(fù)荷下則表現(xiàn)為明顯的制冷系數(shù)衰減。因而對(duì)實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)能效的運(yùn)行分析應(yīng)該建立在季節(jié)能效比 SEER的基礎(chǔ)上。 以天然氣為燃料的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組既可以制冷，又可以供熱。如果在高壓發(fā)生器上再加一個(gè)熱水換熱器，就可以同時(shí)提供生活用熱水，達(dá)到一機(jī)三用和省電的目的。但這種直燃型冷熱水機(jī)組與水冷離心式和螺桿冷水機(jī)組相比，一次能耗大，制冷效率低，而且不適用于熱負(fù)荷大，生活熱水用量大的建筑物。 燃?xì)廨啓C(jī)具有污染物排放量低、容量范圍寬、機(jī)械效率高、排氣溫度高等優(yōu)點(diǎn)，已成為建筑冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)供電的主力。與燃?xì)馕帐娇照{(diào)相比，燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)空調(diào)即使在不回收余熱的前提下，其制冷的能源利用率也比燃?xì)馕帐娇照{(diào)高 30%～100%，克服了燃?xì)馕帐娇照{(diào)節(jié)電不節(jié)能的缺點(diǎn)。由于夏季氣溫很高，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的功率嚴(yán)重不足，效率降低。因此，通過(guò)吸收式冷溫水機(jī)利用燃?xì)廨啓C(jī)的排氣制冷來(lái)冷卻燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)口燃?xì)夂涂諝?，可以大大提高燃?xì)廨啓C(jī)的功率和效率，目前已被證明是非常有效的節(jié)能方式。同時(shí)往往由于冷熱機(jī)組部分也是吸收式機(jī)組，因此具有一般燃?xì)饪照{(diào)的大部分優(yōu)點(diǎn)。 3 分布式燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，分布式供能系統(tǒng)有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，但是，能源利用率高這一優(yōu)勢(shì)還未必能轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。有可能是能量利用率上升了，而財(cái)務(wù)卻虧空了。在目前的市場(chǎng)價(jià)格環(huán)境下，分布式供能獲取利潤(rùn)的關(guān)鍵在于正確的設(shè)計(jì)和正確的運(yùn)營(yíng)，因此，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析顯得較為重要。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)是研究技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系的學(xué)科。它通過(guò)技術(shù)比較、經(jīng)濟(jì)分析和效果評(píng)價(jià)，尋求技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合，確定技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。即把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究，以選擇最佳技術(shù)方案。 投資項(xiàng)目的技術(shù)分析 冷熱電“ 三聯(lián)供”與熱電分產(chǎn)相比的節(jié)能條件計(jì)算式如下： ? ? hcEE COPCOP ??????? ]1[ ?????式中： αE ——— 三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電效率； ηE ——— 常規(guī)發(fā)電裝置發(fā)電效率； λ——— 吸收式制冷系統(tǒng)需要的熱量 QC與燃?xì)廨啓C(jī)余熱量 Q‘的比值。 λ= QC/Q39。 COP——— 吸收式制冷系統(tǒng)能效比； COPC——— 電動(dòng)壓縮式制冷系統(tǒng)能效比； αh ——— 三聯(lián)供系統(tǒng)供熱效率； ηQ——— 熱電分產(chǎn)供熱效率； αQ ——— 三聯(lián)供系統(tǒng)余熱率。 當(dāng)上列不等式成立時(shí)冷熱電“ 三聯(lián)供”與熱電分產(chǎn)相比才是節(jié)能的。該公式對(duì)方案的設(shè)計(jì)和合理配置機(jī)組具有一定的指導(dǎo)作用。 要使“ 三聯(lián)供”系統(tǒng)獲得較好節(jié)能經(jīng)濟(jì)性是有條件的，對(duì)于冷、熱、電不同的“ 三聯(lián)供”系統(tǒng)，選取合適的系統(tǒng)方案設(shè)置、設(shè)備配置才能有節(jié)能效果，且有較大的節(jié)能空間，合理配置機(jī)組是成功與否的關(guān)鍵。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就必須按各建筑物逐時(shí)電負(fù)荷、冷負(fù)荷、蒸汽熱負(fù)荷的測(cè)算，得到的負(fù)荷曲線(xiàn)并將它們分別疊加。根據(jù)負(fù)荷情況設(shè)計(jì)運(yùn)行方案，包括系統(tǒng)方案設(shè)置、選擇合適的熱、電、冷比例，選擇合適的機(jī)型配置或采用補(bǔ)燃技術(shù)以進(jìn)一步提高燃料利用率（提高約10%）及增加蒸汽產(chǎn)量，或結(jié)合采用水蓄冷技術(shù)將電能移峰填谷并延長(zhǎng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間等。 投資項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性分析 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)投資要從企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益角度進(jìn)行綜合分析，以保證企業(yè)能獲得必要的投資回報(bào)，因此必須從設(shè)施的整個(gè)生命周期的投資費(fèi)用、能源費(fèi)用、運(yùn)行管理、設(shè)備維修、投資回報(bào)等方面做出分析。 設(shè)備的投資預(yù)算 項(xiàng)目的設(shè)備投資主要在于燃機(jī)、吸收式制冷機(jī)組和余熱鍋爐等。燃?xì)廨啓C(jī)需要從國(guó)外進(jìn)口，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口稅率按 30 %計(jì)算，如果業(yè)主是中外合資企業(yè)則可以申請(qǐng)免稅。燃?xì)廨啓C(jī)的報(bào)價(jià)一般包括控制系統(tǒng)和天然氣 /柴油雙燃料系統(tǒng)。燃機(jī)生產(chǎn)的電力可以直接與用戶(hù) 380V供電系統(tǒng)連接，并在客戶(hù)端進(jìn)行調(diào)頻調(diào)峰，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)無(wú)須人員值守。 吸收式制冷機(jī)組的設(shè)備報(bào)價(jià)本身包括輔助燃燒系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，控制系統(tǒng)可以與燃?xì)廨啓C(jī)匹配銜接，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。 各分布式系統(tǒng)的建設(shè)期均考慮在 1年內(nèi)完成，大型的燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)則考慮在 3年內(nèi)完成，比較附合實(shí)際情況。在進(jìn)行投資運(yùn)算時(shí)，所取的生產(chǎn)期，還貸年限，折舊年限，攤銷(xiāo)年限等對(duì)各種系統(tǒng)均應(yīng)相同，以滿(mǎn)足可比性。 系統(tǒng)的收益分析 對(duì)于業(yè)主而言，系統(tǒng)在建成投產(chǎn)以后主要有兩方面的經(jīng)濟(jì)收益：即電收益和冷熱收益。 首先，項(xiàng)目投資的第一項(xiàng)收益是所節(jié)約的電費(fèi)。由于我國(guó)商業(yè)和非普通工業(yè)用電的價(jià)格構(gòu)成比較復(fù)雜，為了便于計(jì)算與分析，可按平均電價(jià) / kWh 進(jìn)行計(jì)算，也可采用運(yùn)行時(shí)當(dāng)?shù)馗鲿r(shí)段電價(jià)的加權(quán)值進(jìn)行計(jì)算。項(xiàng)目的設(shè)備發(fā)電效率按照當(dāng)?shù)氐钠骄鶙l件進(jìn)行考慮，計(jì)算過(guò)程中不考慮其它的衰減因素。 其次，項(xiàng)目投資的第二項(xiàng)收益是冷熱收益。為了方便對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析，以系統(tǒng)生產(chǎn)冷熱的最大成本作為方案比較的冷熱參考價(jià)格。如按熱值計(jì)算法，在天然氣燃料的價(jià)格基礎(chǔ)上考慮余熱鍋爐補(bǔ)燃后的熱利用效率。同時(shí)，還需要支付水處理費(fèi)等。 發(fā)電供冷成本加上一定的資金回報(bào)和負(fù)債回報(bào)構(gòu)成上網(wǎng)電價(jià)及供冷價(jià)?；蛘哒f(shuō)，當(dāng)發(fā)電成本一定時(shí)，為了滿(mǎn)足內(nèi)部收益率、投資回收率、貸款償還率等經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的要求， 必然對(duì)應(yīng)有一個(gè)最低的上網(wǎng)電價(jià)及供冷價(jià)。這里提及的上網(wǎng)電價(jià)只是進(jìn)行天然氣發(fā)電經(jīng)濟(jì)性分析的概念，并不等于電廠(chǎng)真實(shí)售電價(jià)。 系統(tǒng)成本支出費(fèi)用的分析 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)建成投產(chǎn)后，系統(tǒng)成本一般是由總投資的折舊成本、運(yùn)行和維護(hù)成本、燃料成本三部分組成。當(dāng)項(xiàng)目竣工后，前兩部分成本基本確定，變化因素較少，不妨稱(chēng)之為固定成本。一般地，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)建設(shè)比投資低，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)定員少，因此與常規(guī)燃煤電站相比，系統(tǒng)成本中固定成本部分所占比例減小，一般占 35 %～ 55 %。 由系統(tǒng)配置可知，在系統(tǒng)消耗的燃料種類(lèi)中，天然氣占了絕對(duì)的比重。除燃?xì)廨啓C(jī)消耗的燃料外，煙氣直燃機(jī)和余熱鍋的補(bǔ)燃也需要大量的燃料，所以燃用天然氣產(chǎn)生的費(fèi)用是系統(tǒng)最大的成本支出，燃料成本比例一般占 45%～ 65%。出于計(jì)算模型的簡(jiǎn)單化，可只考慮設(shè)備本身所消耗的天然氣量而未按照系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)燃料消耗的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算；由于燃料成本所占份額較高，系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性將很大程度上取決于天然氣價(jià)格。 因此，設(shè)法降低天然氣價(jià)格對(duì)減少燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電成本至關(guān)重要。考慮到燃?xì)廨啓C(jī)熱、電、冷聯(lián)供項(xiàng)目的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，如減少大氣污染，提高能源利用率等， 由政府給予優(yōu)惠的燃?xì)鈨r(jià)格和提供政策扶持幫助，對(duì)其目的成功是相當(dāng)重要的。 運(yùn)行維修費(fèi)中水