淺談關于南方冬日采暖三聯供應用效果分析

王志強

摘要：對南方冬冷夏熱地區實施集中供熱是直接關系到南方居民生活質量與工業發展的一項重要工程。但因夏季大規模使用空調出現電力高峰，冬季大規模使用暖氣出現天然氣高峰，進而導致季節性峰谷差異，這在一定程度上增加了運作的成本，降低了管網與設備的利用效率。因此，本文對三聯供應用效果進行分析，以供參考。

關鍵字：南方地區；三聯供；應用效果

Abstract：Central heating in southern areas is an important project，itll 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

近幾年來，受到冷空氣活動頻繁等因素的影響，南方大部分地區出現持續性的雨雪天氣，“南方是否需要集中供熱”這一話題逐漸引起了廣泛的關注。分析目前城市的供暖現狀，針對夏熱冬冷的地區，絕大部分商業建筑以及辦公建筑都已經安裝有集中空調系統，因而不存在冬季供暖等問題。針對工業園區等，如何有效實施集中供熱，提高能源、設備等的利用效率，減少運作成本，即成為一大考驗。

一、三聯供技術

分析城市冬季供暖與夏季制冷的實際狀況，炎熱夏季，城市大規模應用空調，可使城市電力供應緊張，出現電力高峰；寒冷冬季，城市大規模使用天然氣采暖，可使城市天然氣供應緊張，出現天然氣高峰。在此種季節性峰谷差異的影響下，相關供暖、制冷的設備與管網的利用效率降低，同時整個系統的運作成本增加。在探索有效的解決方案的過程中，三聯供技術運用而生。

三聯供技術實質上是梯級利用天然氣的技術措施，基于此種連供技術，將供熱、制冷以及發電進行有機結合。就城市綜合體的角度來看，采用此種模式，能夠有效解決因季節性峰谷差異而造成的不良后果，綜合利用各類資源，在一定程度上緩解能源危機，消除過高的電力供應以及天然氣供應壓力。因此，三聯供技術的應用對城市的發展以及居民生活質量的提升有著極為重要的作用。

在天然氣冷熱電三聯供技術中，首先利用天然氣燃燒做功，通過發電機產生高品位的電能，然后對發電過程中產生的低品位熱能進行充分利用，借助相應的余熱利用裝置達到制冷與供熱的目的。其流程如圖1所示。基于這一流程，實現了能量的梯級利用，具有較高的能源利用效率。

二、三聯供技術的應用

（一）應用條件。三聯供系統將燃氣作為能源，以燃氣的燃燒帶動內燃機、燃氣機輪等設備運作，形成的電力可滿足用戶的部分電力需要，發電后的余熱可借助回收設備為用戶供熱與供冷。因此，三聯供技術主要借助余熱產生的能量同時供應制冷系統、生活熱水以及建筑取暖。在實際的應用中，需要具備三聯供系統應用的基本條件，如符合燃氣系統使用的條件，具有穩定的燃氣參數，按照市政相關條件并入電網，冷熱負荷與電力負荷應用規律相似等。針對分布式燃氣能源系統，有必要按照特定的模式實現負荷的分配，同時密切關注系統本身的冷熱電負荷。

（二）系統實現。在進行三聯供系統的設計時，需要綜合考慮多種因素，進而實現系統整體能源利用效率的最大化。在項目建設的過程中，對發電機組進行單獨運作并跟蹤其在最高負荷與最低負荷的運作情況，以確保發電機組的正常電力供應。在發電機組與市電并網時，應當按照時間與季節的不同，預測冷暖電負荷，根據冷暖電負荷的狀況確定系統的發電量，從而提高能源的應用效率。此外，三聯供系統應當應用于采暖季與制冷季，在過渡季不宜使用。目前三聯供系統可在多種類型的發電機上進行應用，其中以內燃機以及燃氣輪機等較為普遍。燃氣輪機能夠使用以煙氣為主的余熱，內燃機除了使用煙氣中的余熱，亦可采用冷卻水。

（三）效果分析。分析建筑物能源利用存在的問題，隨著城市化進程的不斷加快，城市建筑能源供應系統受到較大的挑戰，傳統的技術與供應格局較為分散，高能低用等嚴重的能源浪費現象日趨嚴重。基于此，分布式冷熱電三聯供技術作為天然氣高效利用的一種新的技術，逐漸受到廣泛重視，并成為我國節能發展的重點之一。三聯供技術的發展，是從“熱電聯產”的思維定式走向“冷熱電聯供”的過程，前者著眼于提高一次能源的轉換效率，且對供冷的方式存在一定的思維局限；而后者的目標則是以最經濟、最高效的方式滿足建筑物各種終端的用能需求。

從分布式天然氣供應的角度來看，三聯供技術將三種類型的天然氣供應密切結合，并以此為基礎，綜合運用多種功能方法，進而在最大限度內使用天然氣，滿足不同層次的能源需求。天然氣燃燒做功時，將高溫段（1000℃以上）的熱能用于發電，將中溫段（100℃-500℃）的熱能用于熱泵與制冷機的驅動，而低溫段（100℃以下）的熱能則可用于生活熱水等。通過能源的梯級利用，三聯供系統實現了更高的綜合能源利用率。在此過程中，CO2、SO2的排放減少，使得發電、供熱、制冷的過程更加清潔環保；與大型電網相互支撐，提高了功能的安全性。此外，針對燃氣與電力的供應高峰、供應低谷問題，三聯供系統具有削峰填谷的作用，從而有效降低了資源的浪費，緩解了燃氣、電力供應的壓力。

與其它供應模式相比，三聯供技術突出了其節能性與經濟性，可幫助企業消除過高的供氣成本，獲得更高的經濟效益。基于分布式設計，能夠在保證熱量供應與電量供應的基礎上，降低CO2的排放比例。因此，與其他供應模式相比，三聯供技術突出了其低碳性與環保性，有利于較大規模供氣污染的消除。與傳統能源相比，天然氣本身即是一種清潔能源，在燃燒后不會釋放過多的煙塵或二氧化硫，更加符合新時期的環保、節能發展的理念。除此之外，通過三聯供系統并入市電系統，能夠擴大整個系統的供能規模，同時改善系統的安全性與可靠性，保證天然氣供應的穩定性。

（四）應用實例分析。針對南方的實際情況，將公建供冷與住宅供熱進行有效的結合成為一種新模式。公建為工業園區、機關、醫院、學校等，用能特點主要為：電、冷負荷較為集中，夏季主要為集中供冷，時間相對較長，單位面積的負荷較大，內部冷負荷比率相對較高。居民住宅的用能特點主要為：常年需求，季節負荷不同，市場需求量較大。

以某天然氣聯合循環9E機組電廠供附近醫院以及住宅區的CCHP（冷熱電聯產系統）方案為例，對三聯供系統的應用效果進行分析。基于此方案的設計，在電廠內部電能下進行制冷，輸送冷水至醫院，將醫院空調室外主機部分的投資投向CCHP項目。通過計算，醫院方每年約能夠在熱水系統與空調方面節省運行費用327.8萬元，而電廠能夠獲得的實際經濟效益約為每年91.2萬元。電廠自籌資金80萬元，利用余熱，以醫院自產熱水80%的價格向醫院方供應生活熱水項目，可使醫院每年在熱水費用上節省11.4萬元，而電廠的投資也可在5-6年內回收。分析天然氣能源的利用效率，約可提升30%左右，每年減少的CO2排放量可達8465噸。

CCHP的實現受到多種因素的制約，如所在地區的季節變化以及氣候條件，不同用戶的冷熱電負荷的時間分布以及空間分布，鄰近地區的一次能源供應條件以及環境約束，相關標準與政策對能耗強度以及碳減排強度的約束，新技術的風險評估與應急預案等。

三、結語

燃氣冷熱電三聯供系統作為一種環保、高效的模式，為解決當前能源浪費現象提供了有效的解決途徑。鑒于此，在了解工程的實際情況的基礎上，設計可行的燃氣冷熱電三聯供系統，能夠有效降低系統的運作成本，實現能源的高效利用。

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