天然气分布式能源就是在用户终端实现冷热电三联供，也叫CCHP(Combined Cooling, Heating&Power)，它主要是利用燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电，对作功后的余热进一步回收，用来制冷、供热和生活热水，就近供应。

特点：

1、它将能源系统以小规模(数千瓦至50MW)、模块化、分散式的方式布置在用户附近。

2、可独立地输出冷、热、电三种形式的能源。天然气利用率高，大气污染物排放少，是一种高效的能源综合利用方式。

3、电原则上以自用为主，并网不上网，并网的目的是调峰和应急。

三联供系统基本原理-----能源的梯级利用

楼宇式天然气冷热电三联供技术是一项先进的供能技术，它首先利用天然气燃烧做功产生高品位电能，再将发电设备排放的低品位热能充分用于供热和制冷，实现了能量梯级利用，因而是一种高效的城市能源利用系统，是城市中公共建筑冷热电供应的一种新途径。

燃气冷热电三联供系统属于分布式能源。

分布式能源是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模、小容量(数千瓦至15MW)、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热和冷能的系统。

分布式能源的能量梯级利用

分布式冷热电联产系统的典型流程

1）燃气轮机-余热吸收式分布式联产

蒸汽型联产系统，余热锅炉透平排气的余热被回收，用以产生蒸汽。夏季用蒸汽驱动溴化锂吸收式机组制冷；冬季可利用这部分蒸汽直接供热或驱动吸收式热泵供热。排烟温度多为350~550℃，发电效率为24~34% ，冷电比（热电比）通常为1.5~2.5。

2）燃气轮机烟气吸收式分布式联产

直接通过烟气型溴化锂吸收式机组回收利用，没有余热锅炉这一中间环节。

排烟温度多为350~550℃， 发电效率为24~34% ，冷电比（热电比）通常为1.5~2.5。

3）回热循环燃气轮机—烟气吸收式分布式联产

与简单循环燃气轮机-烟气吸收式分布式联产系统相比，系统增加一套空气预热器，利用排气给空气预热。

发电效率相对于简单循环燃机要高，有高达38% ，冷电比（热电比）多为1.0~1.5。

4)汽轮机-余热吸收型分布式联产系统

系统性能与机组容量关系很大，容量较小的机组性能比较差，而大型机组生产冷量对外传输半径小；用蒸汽送至用户端然后做吸收式制冷，管道造价高；蒸汽系统以水为循环工质，系统复杂，不适合中小型用户。

5）内燃机-余热吸收型分布式联产系统

内燃机排气温度350~450℃，缸套水温度大于90℃，其余热量占输入燃料能量的30~40%，可直接用供热，另外可考虑在烟气型机组尾部增加一级换热器，回收170℃以下的余热用于生产热水。冷电比（热电比）通常为1.0~1.5 。

6）斯特林发动机-余热吸收性分布式联产系统

该系统与内燃机联产系统相似，斯特林机是一种外部加热的闭式循环发动机，与内燃机相比，斯特林机的排气温度更高，回收利用是更便利；但冷却水温相对于内燃机的缸套水低，同时冷却水带走的热量在全部输入能量中所占的份额较大。

7）燃料电池-燃气轮机-余热吸收型分布式联产系统

SOFC固体氧化物燃料电池，单独发电效率为50~60% ，与燃气轮机组合成混合动力系统，其发电效率可达到70%，NOx的排放量低于1ppm ,是目前最洁净的能源系统之一。

电输出占很大比重，冷电比（热电比）仅为0.2~0.5。此系统技术发展还不成熟，尚处实验阶段。

分布式能源发展趋势

以分布式多联供技术为核心，结合可再生能源构建区域“小型化区域能源网络”，形成多能互补的智能电网（微电网）与智能冷热气网相融合；

区域型能源系统的优势在于可以引进高效热电机组，实现燃气、电、热、冷的最优匹配，提高能源利用率；

实现建筑物之间、企业之间的连接和能源共享，有效融入太阳能发电、太阳热利用、生物质发电、地热利用等，从而有效减低二氧化碳排放。

三联供系统适用项目特点

电价相对较高的公共用户

有冷、热负荷需求或有常年热水负荷需求的公共建筑

对电源供应要求较高的用户

电力接入困难的用户

需要备用发电机的用户

在目前政策、价格条件下，宾馆、综合商业及办公、机场、交通枢纽、娱乐中心、产业园区等用户适于采用三联供系统。

标准要点

适用条件：发电机总容量小于或等于15MW；

适用阶段：工程设计、施工、验收和运行管理；

供电系统运行方式：推荐与市电并网运行；

设计原则：电能自发自用、热（冷）电平衡；

能效指标

节能指标：年平均能源综合利用率应大于70%；

联供系统配置指标：余热利用率应大于60%；

站址条件

独立站房或露天布置：燃气管道最高入室压力＜2.5MPa；

建筑物地下一层、首层或屋顶布置： 燃气管道最高入室压力＜1.6MPa；

发电机布置在建筑物地下一层或首层：单台容量≤3MW；

发电机布置在建筑物屋顶：单台容量≤2MW；

防爆泄压口：主机间、燃气增压机间、计量间；

事故通风口：主机间、燃气增压机间、计量间；

发电机并网措施

应设置自动同期装置；

电压偏差小于±5%；

频率偏差小于±0.2Hz；

并网线路应在用户侧适当位置设置明显断开点；

必须采取“逆功率保护措施”，保证联供系统只受电，不向公共电网输送电能。

三联供系统的经验性指标

能源利用率 >80%

增加占地 -10%～30%

增量投资回收年限 5～10年

发电成本 0.4～0.5元/kWh

并网与独立运行 均可。

机组配置原则

按需供给、适时匹配，达到冷热负荷的相对平衡

燃气蒸汽联合循环机组选型主要遵照“分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用”的原则，合理进行电力、供冷、供热设备的配置，做到按需供给、适时匹配，达到冷热负荷的相对平衡。

根据已确定的设计冷、热负荷，以及集中供热管网调度的稳定性，并考虑到联合循环热电厂的经济性，选定燃气蒸汽联合循环机组的容量，同时做到“充分利用余热”、“充分发挥发电能力”

选择两套联合循环供热机组以提高供热可靠性

为了供热机组的供热可靠性要求较高，可采用二拖一机组。仅一台汽轮机，当汽轮机故障，对外供汽需靠减温减压器供给，对供热的可靠性及电厂的效益影响较大。一拖一方案系统独立，运行灵活，调峰方便，供热可靠性高，联合循环机组按两套“一拖一”供热机组配置，以提供机组供热的可靠性。

是否选用补燃型机组

采用余热锅炉补燃的联合循环机组可以提高余热锅炉的产汽量，增加供热能力。但是由于补燃部分燃料利用效率较低、系统阻力增加，联合循环机组的效率会降低。

根据余热锅炉厂初步估算结果，采用烟道补燃，最大补燃量约为产汽量的20%，联合循环机组的效率会降低约3-4%，经济性较差。另一方面，采用余热锅炉补燃，增加了补燃需要的换热面积、燃烧器及投资，约增加800万元，一年中，仅在采暖期4 个月能利用补燃，在非采暖期，会增加系统阻力，降低整个系统的效率。

选择环保性能高的机组设计方案

环保的要求较高。联合循环机组选用低NOx 排放低的燃烧器，降低机组的排放污染物。对于噪音较大的转动设备（燃气轮发电机组、蒸汽轮发电机组、给水泵等）均布置在主厂房内，以进一步降低噪音对四周环境的影响。

采用效率较高的联合循环机组

考虑到天然气价格较高，机组采用联合循环运行方式，不考虑单循环运行，不设置旁路烟囱。尽量采用效率较高的联合循环机组，提高机组效率。

设置烟气余热利用系统，提高能源利用率

设置烟气余热利用系统，对不同的用户，做到温度对口、梯级利用，将烟气中的冷凝热进行回收，尽可能地降低烟气排放温度，提高能源利用率。

采用热泵机组，提高能源利用率

条件许可时，可采用热泵机组，设置循环水余热利用系统，提升循环水的余热来加热热网循环水或生活热水，提高能源利用率。

利用能源站的废水、废热，提高能源利用率

利用余热锅炉的定期排污水作为热网首站的部分补水，回收工质，利用余热。

暂不设置燃机进气冷却系统

燃气轮机受环境因素影响较大，环境温度越高，输出功率越低，且随环境温度增高，这种趋势越发明显。工程中应用的燃机进气冷却主要有蒸发冷却、喷雾冷却和预冷器冷却三种方法。均适用于高温、低湿度的地区。

经向南京汽轮机厂和西门子公司咨询，燃机厂可配套燃机进气冷却设备，国产设备投资约200万元，进口设备投资约1000万元。

西门子公司在亚洲地区未配套过设计进气冷却设备，只有在东南亚等高温地区个别燃机厂采用。南京汽轮机厂介绍国内目前投产的6B 型机组仅有济南钢厂1 台机组和天津滨海燃机电厂在投运后，技术改造中安装了中国船舶重工集团公司第703研究所自行研制的进气雾化冷却及湿压缩装置，由于存在叶片损伤问题，目前很少投运。