罗丽芬：燃气冷热电联产余热利用模式及案例

1. CHP系统之核心设备——烟气热水直燃机

BCHP系统是发电机与直燃机的技术整合，形成无接缝的冷、热、电联产系统，其显著特征是直燃机直接回收发电机烟气（或缸套水），而不经过中间2次换热，转化为冷、热能量，系统能源效率比传统热电联供提高20%以上。

对于BCHP系统人们更多关注系统形式和系统效率，而忽略了其核心设备的烟气热水直燃机的技术。远大烟气热水直燃机核心技术主要包括：多能源发生器（专利号 ZL20042003492.1）；溶液分层技术(专利号 02223369.5)；斜板式溶液分离结构(专利号 ZL2004200344857.8)。这些专利技术有效地保证了发生器在多能源供给情况下稳定、可靠、高效运行！需要注意的是，未经专门设计的发生器不能够正常运行!

要实现BCHP高效率，必须实行“余热利用优先”，需要由先进的控制系统才能实现“余热利用优先”。烟气热水直燃机核心技术是发电机余热利用控制系统（专利号200520050270）。能源利用优先级别为发电机缸套水，发电机尾气和燃料，从根本上解决了冷热电联产系统中发电机与吸收机协调控制问题，确保系统的经济性和可靠性。远大首创发电机余热利用信息化控制系统还具备误信号分析、隐性问题判断、器件剩余寿命计算、误操作纠正、故障分辨等模糊控制功能，实现无人化管理，确保系统得到完善的维护和最佳的节能水平。

由于大量发电机烟气进入烟气热水直燃机高温发生器，进入的烟气量比常规直燃机的烟气量高5-6倍，产生的烟垢量亦高出5-6倍，烟垢对高温发生器的腐蚀作用很强。烟气热水直燃机只能采用便于清理烟垢的烟管式的高温发生器，而不能采用不能清理烟垢的水管式的高温发生器。

2. 珠江啤酒厂沼气三联供系统

下面我讲一个珠江啤酒厂的案例，珠啤集团污水处理采用厌氧+好氧处理工艺，目前日处理废水15000～17000吨左右，每天产生沼气约8000～10000m3，其中甲烷含量为75～85%。

脱硫处理后的沼气经过脱水、过滤进入燃气轮机燃烧，产生高温高压烟气推动发电机组发电，发电机输出的电力在企业电网低压（10000伏）系统的一个或多个变压站上网，并通过配电系统向用电负荷供电。由于啤酒生产存在明显的淡旺季差别，啤酒废水产生量也存在较大的波动，在发电机组选型时，要考虑啤酒生产淡旺季不同废水量对应的不同沼气量，采用大、小机组相结合的方案配置，系统将更灵活，经济性更好。

沼气从沼气储存罐抽出后在脱硫塔脱硫，然后在沼气前处理装置经增压脱水过滤后输入到沼气发电机组里。当沼气发电机组不使用时，沼气直接进到溴化锂制冷空调用于制冷。当沼气过量时，火炬点火保证储气罐安全。

做完啤酒之后的料渣产生的沼气用来发电，再来实现三联供系统。其实原理很简单，就跟燃气热电冷三联供差不多。这个系统实现了并网运行，珠江啤酒厂本身有一个小的发电厂，可以实现并网运行，现在经济效益也非常好。有两种余热可供利用，一个是发电机的烟气，另一个是缸套水。而且用了前面的模式。

在这个系统里面有一个比较关键的设备叫做烟气三通阀，也可能发电烟气用不完，也有可能到了天气比较凉爽的时候可能制冷量不需要那么大，发电还需要再进行。这要求我们的烟气要排出到外面去，而不是进入到机组里面。在制冷量相对较小，烟气量相对大的情况下不断进入机器，对机器会有影响，导致机器结冰这样的事故发生。烟气三通阀的设计温度是600度，在恶劣的环境中能正常运转。开度完全是根据供回水的温度自动控制。根据烟气量需要量再来计算烟气阀的开度。烟气量的多少是通过对外界的测算，主要看机器的初始温度，当初始温度是7度，需要量比较小的情况下回水变成11度，机器出水温度达到6.5度，给烟气三通阀一个指令，即需要烟气量小一些，这是非常重要的，是在系统里实现良好控制和可靠性的一个非常关键的部件。在冷热电三联供系统里面一定要有这样一套装置。

经济效益评估

这个案例的经济效益相当可观，整个项目的回收期不到四年的时间，财务内部收益率是26.1%。

本项目的投资利润率为28.64%，投资回收期仅为3.77(含建设期)年，每年可产生和制冷所节约的电力约970万千瓦时。创造600万元的经济效益，每年将减少二氧化硫排放约18.63吨，相应的每年增加23.32t单质硫回收可出售。

项目意义

本项目是中国啤酒行业第一单沼气综合利用热电联产(CHP)发电机组项目。

本项目采用先进的热电冷三联供技术。卡特彼勒燃气发电机组利用回收的沼气发电，通过配电系统与厂内供电并网，并利用远大回收装置回收余热转换为冷源。

此外，本项目还具有很好的经济效益和环保意义，每年的发电制冷收入将达到600多万元。沼气回收利用率可达98％以上，每年将减少18.63t 二氧化硫和450t二氧化碳的排放量，并且根据《京都议定书》中的清洁发展机制（CDM - Clean Development Mechanism），可将每年少排放的二氧化碳排放权出售给发达国家，同时为我国创造巨大的经济效益。

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合同能源管理（EMC）项目图解

Zenith Solar 的热电联产系统达到了 72% 的效能

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新疆维吾尔自治区部分地区-冷热电联产分布式能源系统（CCHP）简介

概述
根据新疆维吾尔自治区能源价格统计表上的能源价格，我们认为在新疆维吾尔自治区的部分城市采用冷热电联产分布式能源系统，不仅可以给当地带来能源消耗的节省，同时可以降低使用单位的使用费用。
按照能源价格统计表上的统计，适合做冷热电联产分布式能源系统的城市有：
1、乌鲁木齐市
2、昌吉回族自治州
3、吐鲁番地区
4、巴音郭楞蒙古自治州
5、喀什地区
6、克拉玛依
一、能源参数
城市 商业电价格（元/kw.h） 天然气价格（元/m3） 备注
乌鲁木齐市 0.840 1.34 冷热电用气价格大体和锅炉用气价格相当，在很多地方出台了节能技术的优惠用气价格
昌吉回族自治州 0.930 1.34
吐鲁番地区 0.703 1.25
巴音郭楞蒙古自治州 0.780 0.80
喀什地区 0.830 1.34
克拉玛依 0.550 0.5439
二、冷热电系统的节约分析
冷热电三联产分布式能源系统是一种节能非常显著的供电、制热和空调的综合技术。该技术是国家重点推荐的节能技术，同时采用本技术可以得到政府在天然气价格方面的优惠。
冷热电三联产分布式能源技术的核心是天然气能源的梯级利用。采用这种技术可以使天然气的使用效率达到92～96％。特别是可以将天然气的高品位势能完全利用，使天然气的价值得到完全释放。

冷热电联产原理图
冷热电联产原理是：
第一级利用：天然气热值为10kw/m3 ，燃烧时温度为1400℃，该温度用于锅炉或空调机使用时，没有充分利用天然气的高品位势能。天然气势能最佳使用途径——发电。
第二级利用：天然气发电后的尾气温度在450～500℃之间。这个温度最适合进入余热锅炉或余热空调机使用。
第三级利用：余热空调机和余热锅炉以及内燃发电机的缸套热水温度在90℃~100 ℃ 。该热水可以用于吸收式空调机制冷或直接用于取暖。

冷热电联产示意图
三、冷热电带来的运行费用节省
冷热电带来的节约，主要来源于两部分。①发电带来的节省；②余热的节省。
1、发电成本
1m3天然气可以发电3.6~4.12kw电力，同时获取0.5m3的热量。每度电需要0.08元的设备运费用（该费用包含、大修、小修和例行维修及运行润滑油费用）。
1）发电余热不回收的发电成本
天然气发电成本计算为=天然气价格÷发电量+单位运行费用。
计算出的各个适合使用冷热电联产项目城市的发电成本为（热量不回收）：
表一：不进行热回收的CCHP发电成本
城市 CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率36% CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率41.2%
乌鲁木齐市 0.452222 0.405243
昌吉回族自治州 0.452222 0.405243
吐鲁番地区 0.427222 0.383398
巴音郭楞蒙古自治州 0.302222 0.274175
喀什地区 0.452222 0.405243
克拉玛依 0.231083 0.212015
2）发电余热回收的发电成本
天然气发电成本计算为=天然气价格÷发电量+单位运行费用-余热回收热量费用。
热量全部回收（夏季可以用于制冷、冬季可以用于取暖，或者热量用于制取生活热水），则发电成本为（表二）：
表二：进行热回收的CCHP发电成本
城市 CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率36% CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率41.2%
乌鲁木齐市 0.266111 0.242621
昌吉回族自治州 0.266111 0.242621
吐鲁番地区 0.253611 0.231699
巴音郭楞蒙古自治州 0.191111 0.177087
喀什地区 0.266111 0.242621
克拉玛依 0.155542 0.146007
2、运行费用节省。
运行费用降低率=（商业电价格-发电价格）÷商业电价格。
1）热量不进行回收时，运行费用降低率如表三所示。
表三：不进行热回收的CCHP发电运行费用降低率
城市 CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率36% CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率41.2%
乌鲁木齐市 46.164% 51.7568%
昌吉回族自治州 51.374% 56.4255%
吐鲁番地区 39.2287% 45.4626%
巴音郭楞蒙古自治州 61.2536% 64.8494%
喀什地区 45.5154% 51.1756%
克拉玛依 57.9848% 61.4519%
2）热量全部得到回收的情况下，运行费用降低率如表四所示：
表四：进行热回收的CCHP发电运行费用降低率
城市 CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率36% CCHP发电价格（元/kw.h）
发电率41.2%
乌鲁木齐市 68.3201% 71.1165%
昌吉回族自治州 71.3859% 73.9117%
吐鲁番地区 63.9245% 67.0414%
巴音郭楞蒙古自治州 75.4986% 77.2965%
喀什地区 67.9384% 70.7685%
克拉玛依 71.7197% 73.4532%
从上面四个表格可以看出，在新疆地区投资冷热电联产分布式能源项目，费用节省相当显著（主要是燃气价格较低），投资回收期也很短。
四、国家相应的法规
1、《建设部关于建设领域资源节约今明两年重点工作的安排意见》建科[2005]98 号
2、《公共建筑节能设计标准》GB 50189一2005
3、《关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知》发改环资[2006]1457 号
4、中国节能技术政策大纲（2006 年）
5、《能源发展“十一五”规划》(国家发展改革委，二ＯＯ七年四月)
6、《天然气利用政策》特急 发改能源[2007]2155 号
7、《节能发电调度办法（试行）》国办发[2007]53 号
8、《中华人民共和国节约能源法》（2008年4月1日实施）
9、《关于贯彻实施《中华人民共和国节约能源法》的通知》发改环资[2008]2306 号
10、《 中华人民共和国能源法》（征求意见稿）

by  黎鸿
emceo@139.com
134 3151 3130

天津静海农网智能化综合项目

4月7日，国家电网职工在调试农网智能化综合项目的自动化系统。目前，作为国家电网三个农网智能化综合项目试点之一的天津静海农网智能化综合项目建设进入安装调试阶段。据介绍，该项目包括团泊示范小城镇配网自动化、满井子村配网自动化、智能互动及绿色能源接入等10个子项，工程涉及10条线路、120个智能配电台区，对农村4.2万户低压客户进行用电信息自动采集。项目建成后，当地农民将享受利用风能、太阳能等清洁能源等分布式发电技术的智能电网所带来的实惠。新华社记者刘海峰摄

３月底，记者从天津静海农网智能化试点建设现场了解到，作为工程中的关键节点，国内首台配电台区智能终端箱在静海县大邱庄镇满井子村安装完成。预计天津农网智能化静海整体试点工程将于６月份全部完工。
作为国家电网公司确定的三个农网智能化综合项目试点之一，天津静海农网智能化试点项目是天津市智能电网建设的重要组成部分。这个试点分为团泊示范小城镇配网自动化、满井子村配网自动化、智能互动及绿色能源接入等１０个子项，工程涉及１０条线路、１２０个智能配电台区、对农村４．２万户低压客户进行用电信息自动采集。
据电网建设专家介绍，农村电网具有不同于城市电网的自身特性，其中农灌、机收等季节性负荷居多，设备全年轻载运行时间长，现有配电变压器损耗约占农网损耗的６０％－７０％，而整个配电网损耗又基本占到全网损耗的７０％，是整个农村电网损耗的主要部分。
该示范工程充分考虑了农村电网的特性，因地制宜采用了有载调容、配电自动化、用电信息采集等一大批先进技术。已安装完成的有载调容智能变压器配合智能终端箱将可实现根据实际负荷的变化自动调整容量，在原有基础上下降损耗４５％，大幅降低农网线损。
据了解，静海农网智能配电台区、配电自动化、用电信息采集项目选点覆盖县城和乡村地区，建设模式具有一定的代表性、前瞻性，为农村楼房居住区的智能电网建设提供借鉴。
项目建成后，团泊示范小城镇的普通农民将率先享受智能用电生活，通过"社区智能感知互动综合服务平台"，客户可以在此平台上查询一切用电信息，足不出户就能享受到电力２４小时的优质服务，感受到科技进步、智能电网带来的实惠。
此次的智能农网试点还综合考虑了农村可再生能源的接入问题，风能、太阳能、小水电、生物质能发电等分布式发电能够顺利接入电网。
按照"坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动"坚强智能电网建设方向，天津静海供电公司已经完成试点工程硬件安装和部分调试、配网自动化项目设备安装和改造、部分通信光缆敷设工作，工程真题进度过半。其中用电信息采集器已经在试点小区安装，客户信息全部上传至电信息采集系统。统一数据采集与集中监控平台、用电信息采集系统和生产系统接口正在调试。
天津市将加强与中国电科院、国网电科院等合作方的技术合作，建立工程协调机制，统筹开展项目推进工作，加强智能农网试点项目过程管控和评估，提高试点项目的借鉴性、推广性。（孟华）

推行合同能源管理促进节能产业健康发展

加快推行合同能源管理，积极发展节能服务产业，是利用市场机制促进节能减排的有力措施。2010年4月国务院办公厅转发了《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》（国办发[2010]25号，以下简称《意见》），明确了资金投入、税收优惠、会计处理、金融服务等方面的一系列扶持政策。对您提出的相关建议具体答复如下：

　　一、关于合同能源管理项目融资问题

　　《意见》规定，鼓励银行等金融机构根据节能服务公司的融资需求特点，创新信贷产品，拓宽担保品范围，简化申请和审批手续，为节能服务公司提供项目融资、保理等金融服务。节能服务公司实施合同能源管理项目投入的固定资产可按有关规定向银行申请抵押贷款。积极利用国外的优惠贷款和赠款加大对合同能源管理项目的支持。

　　二、关于合同能源管理项目税收问题

　　《意见》规定，在加强税收征管的前提下，对节能服务公司实施合同能源管理项目采取适当的税收扶持政策。主要包括： 

　　一是对节能服务公司实施合同能源管理项目，取得的营业税应税收入，暂免征收营业税，对其无偿转让给用能单位的因实施合同能源管理项目形成的资产，免征增值税。 

　　二是节能服务公司实施合同能源管理项目，符合税法有关规定的，自项目取得第一笔生产经营收入所属纳税年度起，第一年至第三年免征企业所得税，第四年至第六年减半征收企业所得税。 

　　三是用能企业按照能源管理合同实际支付给节能服务公司的合理支出，均可以在计算当期应纳税所得额时扣除，不再区分服务费用和资产价款进行税务处理。 

　　四是能源管理合同期满后，节能服务公司转让给用能企业的因实施合同能源管理项目形成的资产，按折旧或摊销期满的资产进行税务处理。节能服务公司与用能企业办理上述资产的权属转移时，也不再另行计入节能服务公司的收入。 

　　上述税收政策的具体实施办法，我部正会同国家税务总局、国家发展改革委等部门抓紧制定，力争尽快出台。

　　三、关于完善合同能源管理会计制度问题

　　《意见》规定，各级政府机构采用合同能源管理方式实施节能改造，按照合同支付给节能服务公司的支出视同能源费用进行列支。事业单位采用合同能源管理方式实施节能改造，按照合同支付给节能服务公司的支出计入相关支出。企业采用合同能源管理方式实施节能改造，如购建资产和接受服务能够合理区分且单独计量的，应当分别予以核算，按照国家统一的会计准则制度处理；如不能合理区分或虽能区分但不能单独计量的，企业实际支付给节能服务公司的支出作为费用列支，能源管理合同期满，用能单位取得相关资产作为接受捐赠处理，节能服务公司作为赠与处理。

　　四、关于将年节能率作为费用拨付单位的考核指标，鼓励节能服务公司以合同能源管理模式参与公共设施的能源管理问题

　　《意见》规定，将合同能源管理项目纳入中央预算内投资和中央财政节能减排专项资金支持范围，对节能服务公司采用合同能源管理方式实施的节能改造项目，符合相关规定的，给予资金补助或奖励。要求有条件的地方也要安排一定资金，支持和引导节能服务产业发展。据此，我部和国家发展改革委又对支持范围、标准、方式等进行了进一步明确细化，印发了《合同能源管理财政奖励资金管理暂行办法》（财建[2010]249号），明确提出中央财政安排奖励资金，按年节能量和规定标准对节能服务公司采用合同能源管理方式实施的年节能量在10000吨标准煤以下、100吨标准煤以上（其中工业项目在500吨标准煤以上）的工业、建筑、交通等领域以及公共机构节能改造项目给予一次性奖励,奖励资金与节能量挂钩，多节能、多奖励，这与您提出的将年节能率作为费用拨付单位考核指标的思路是基本一致的。

下一步，在继续落实好现有政策措施的基础上，我们将认真吸收您的建议，会同有关部门研究完善相关政策措施，进一步加大支持力度，加快推行合同能源管理促进节能产业健康发展。

     借用世界银行贷款推进节能减排服务体系建设

国家发展改革委批复了山东省借用世行贷款建设节能减排服务体系建设和示范项目资金申请报告，4月份将组织进行贷款项目谈判签约，之后将进入项目实施阶段，实现了我省在建设节能减排服务体系领域借用国际金融组织贷款的新突破，同时该项目也是全国第一个促进合同能源管理（ESCO）建设的贷款项目。
世行贷款节能减排服务体系建设和示范项目总投资20.2亿元，其中借用世行贷款1.5亿美元，建设内容主要为通过融资租赁和合同能源管理机制实施企业能效项目、生物质热电联产建设以及机构能力加强、监测评价等。该项目是我委围绕省委、省政府转方式、调结构，着力优化国外贷款投向的一项重要举措，在选择项目上我们紧紧围绕省政府确定的节能减排十大工程和重点领域，在选择实施主体上重点突出山东融世华租赁有限公司、国泰租赁有限公司和山东鲁信能源投资管理股份有限公司等具有较强实力和经验丰富的融资租赁企业，在运作模式上同时推动了节能设备融资租赁、节能效益分享和能源费用托管以及超级ESCO等多种运作模式，旨在进一步探索和完善全省节能服务体系建设和节能转贷模式等支持节能减排的新方式，充分发挥国际金融组织不仅提供资金，也作为知识银行的多功能作用，学习借鉴其在此类项目上的管理经验，提高我省节能减排工作在资金利用、技术研发和管理等方面的水平，为全省节能减排服务体系建设起到示范和带动作用，促进我省节能减排工作的开展。
下一阶段，我们将按照国家发展改革委项目资金申请报告批复的要求，做好项目谈判签约工作，切实落实项目建设条件，组织协调好项目实施，争取尽早发挥贷款效益。