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分布式供电和冷热电联产的前景

50000-120000rpm之间。一些单轴微型燃气轮机设计,发电机发出高频交流电,转换成高压直流电后,再转换为60Hz480v的交流电。
     目前,开发微型透平的厂商主要集中在北美,欧洲有瑞典和英国。表2为部分新一代微型燃气轮机的主要技术参数。
     与柴油机发电机组相比,微型燃机具有以下一系列先进技术特征:
(1)运动部件少,结构简单紧凑。重量轻,是传统燃机的1/4;
(2)可用多种燃料,燃料消耗率低,排放低,尤其是使用天然气;
(3)低振动,低噪音,寿命长,运行成本低;
(4)设计简单,备用件少,生产成本低;
(5)通过调节转速,即使不是满负荷运转,效率也非常高;
(6)可遥控和诊断:
(7)可多台集成扩容。
因此,先进的微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式供电的最佳方式,使电站更靠近用户,无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。有理由相信,一旦达到适当的批量,微型燃机轮机有能力与中心发电厂相匹敌。对终端用户来说,与其它小型发电装置相比,微型燃气轮机是一种更好的环保型发电装置。

            表2 新一代微型燃气轮机的主要技术参数
供应商燃料转速电功率(KW)效率(%)压比进口温度(ºC)出口温度(ºC)排气温度(ºC)排放(NOx)功率范围(KW)
Allied
Signal
天然气650007528.53.7930650240<25ppm75
Bowman天然气1150004522.54.3-650305-35,45,50,60,80,200
Capstone天然气9600030-3.2840-270-24,30,60,125-250
GE/Elliott天然气1160004530---316<9ppm45,80,200
NREC(样机)天然气
柴油
丙烷
5000070333.3870-200-30-200

 


2.2.3 分布式供电发展方向-冷热电三联产系统
    虽然回热等有效提高微型燃气轮机系统热转功效率的手段得到应用,微型燃机发电效率己从17%-20%上升到当前的26%-30%,但以微型燃气轮机作为动力的简单的分布式供电系统的热转功效率依然远小于大型集中供电电站。如何有效提高分布式供电系统的能量利用效率是当前分布式供电技术发展所面临的主要障碍之一。
    正如常规的集中供电电站可以通过功热并供提高能源利用率一样,分布式供电系统在用户需要的情况下,同样可以在生产电力的同时,提供热能或同时满足供热、制冷两方面的需求。而后者则成为一种先进的能源利用系统-冷热电三联产系统。
    与简单的供电系统相比,冷热电三联产系统可以在大幅度提高系统能源利用率的同时,降低环境污染,明显改善系统的热经济性。因此,三联产技术是目前分布式供电发展的主要方向之一。
2.2.4 以可再生能源为基础的分布式供电方式的发展前景
    由于矿物能源的有限性和污染性,可再生能源的利用与研究已引起广泛的重视。20世纪70年代以来,可再生能源已经引起了科学家的关注,研究和开发工作取得了重大进展和成就。进入21世界,可再生能源问题明确地摆到了政府决策者、科学家和社会各界面前,成为重点发展的热门研究课题。根据国家“863”专家委员会提供的文件,在全球资源与环境问题的强大驱动下,预计在未来10年左右的时间内,可再生能源研究将取得突破性进展。据国际能源机构预测,到2060年全球可再生能源的比例将发展到世界能源构成的50%以上。
    我国可再生能源资源丰富、量多面广。例如,太阳能在我国2/3国土上的年辐射量超过600MJ/cm2,每年地表吸收的太阳能大约相当于17万亿吨标准煤的能量;而地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准媒,探明储量为31.6亿吨标准煤。效率差、密度低、不稳定等缺陷成为以往可再生能源利用的主要障碍,很难将其与集中供电相结合。通过与分布式供电方式相结合,新型可再生能源分布式发电系统可以在能的梯级利用的基础上实现效率的大幅度提高;同时,分布式发电系统对能源密度的要求也远低子集中供电方式;而且,通过与现代蓄能技术相结合,可以在很大程度上克服可再生能源不稳定的缺陷。如今,分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力,在供能效率和经济性的提高以及能源供给安全性方面具有不可替代的作用;而可再生能源也为分布式供电提供了更加广阔的发展前景。

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