文章编号： 中图分类号：tm611.3 文献标识码：a 学科分类号：...

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1、文章编号：中图分类号：TM611.3文献标识码：A学科分类号：080702冷热电三联供电厂等价电效率分析武文杰1，李鹍2（通用电气（中国）研发开发中心有限公司，上海201203）摘要：燃气——蒸汽联合循环冷热电三联供系统具有较高的能量利用率，已经得到广泛的应用，但目前缺乏客观统一的效率定义。本文以热力学第二定律为基础，提出了冷热电三联供电厂等价电效率的概念，用于评估不同品位能量的系统效率。结合电厂实例，对比电厂效率的几种不同定义，从而为冷热电三联供电厂设计和技术改进提供参考。关键词：联合循环；冷热电三联供；等价电效率SecondLawEfficiencyAnalys

2、isforCCHPPowerPlantWUWen-jie1,LIKun2(GE(China)ResearchandDevelopmentCenterCo.,Ltd，Shanghai201203，China)Abstract:CCHP(CombinedCoolingHeatingandPower)systemhasbeenwidelyusedforhigherefficiencyalthoughthere’renouniversaldefinitionofplantefficiency.Basedonthesecondlawofthermodynamics,secon

3、dlawefficiencyisproposedtoevaluatethesystemefficiencyfromdifferentenergy.Comparingwithotherefficiencydefinition,itishelpfulfordesignandtechnicaloptimizationofCCHPpowerplant.Keywords:combinedcycle;CCHP;secondlawefficiency1引言近年来，基于我国天然气能源的战略布局，国家对冷热电三联供技术更加地重视。2011年全国能源工作会议上指出，今后要重点发展热电联

4、产或冷热电联供。我国政府将天然气的开发和利用作为改善能源结构，提高环境质量的重要措施。西气东输、广东进口液化天然气、东海天然气开发等大型项目的全面实施，推动了全国天然气的建设。北京、上海等城市已经采取一些优惠政策鼓励冷热电三联供项目的发展。到目前为止已建成上海浦东国际机场、北京燃气大楼、北京燃气集团次渠门站大楼等项目。热电冷三联供电厂的产品主要是热能和电能，其中热能产品包括处于不同温度、压力状态的蒸汽和热水，用于工业生产、区域供热或制冷。CCHP(CombinedCoolingHeatingandPower)在提高燃料利用率和减少排放方面已经得到广泛认可，但由于热能

5、和电能自身能源品位的不同，目前还没有一种被普遍接受的CCHP电厂效率定义。由于缺乏客观统一的评价基准，在比较CCHP电厂不同效率定义时往往会产生误解，也影响了新技术的应用和开发。为了更加科学地定义CCHP电厂效率，同时兼具实用性，本文在热力学第二定律的基础上，提出了等价电效率的概念，用来评估比较不同电厂和同一电厂不同设计方案的性能。2三联供系统及常见效率定义燃气—蒸汽联合循环冷热电三联供系统（CCHP），是以天然气为主要燃料，在燃机内燃烧并膨胀做功，燃机排出的高温烟气通过余热锅炉加热水，产生的蒸汽带动蒸汽轮机做功。余热锅炉或汽机生成的蒸汽和热水提供给用户的供热、供冷

6、系统。某三联供电厂系统简图如图1所示：1-压气机；2-燃烧室；3-燃气透平；4-余热锅炉；5-蒸汽轮机；6-发电机；7-凝汽器；8-换热器；9-吸收式制冷机图1天然气冷热电三联供系统能源综合利用率较高。在目前的技术水平下集中供电方式发电效率最高可以达到40-50%，其余50-60%的能量很难充分利用；而冷热电三联供不但可以获得28-40%的高品位电能，还能将高温废热回收用于供冷、供热，其综合能源利用率一般可达80%以上。同时，对于我国大部分地区来说，冷热电三联供具图2有双重削峰填谷作用，夏季通过吸收式制冷，减少夏季电空调负荷，同时系统的自发电也可以降低大电网的供电压

7、力。冷热电三联供系统提高了天然气能源的综合利用效率，节约能源，从而提高能源利用的经济效益。天然气是清洁能源，燃气—蒸汽联合循环冷热电三联供系统的排放指标均能达到相关的环保标准，具有良好的环保效益。目前在评估三联供电厂性能时，较为主流的几种效率定义方法有发电效率、热效率、PURPA效率、火用效率等。发电效率将机组净电量作为收益，不考虑供冷供热所获收益：热效率将净电量、供冷和供热的热能作为收益，不考虑两种能量品位的差别：PURPA效率是美国为鼓励开发创新能源而提出的效率定义，将净电量、供冷和供热的热能作为收益，并在计算过程中将热能折半：火用效率将净电量和热能火用作为