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9、系统工艺说明:
热、电、冷三联产系统在夏季供冷期以冷、电联产+冰蓄冷的方式运行,在冬季供暖期以热、电联产的方式运行。工艺系统可以满足同时供冷、供暖和供应生活热水运行。
在夏季供冷期,余热锅炉利用燃气轮机排出的470~510℃的废气来生产蒸汽。中温、中压蒸汽推动蒸汽轮机发电。从蒸汽轮机抽取一部分低压蒸汽做为蒸汽型溴化锂制冷机制冷用的蒸汽。溴化锂制冷机提供整个制冷系统的基本负荷。随着负荷的增加,当溴化锂制冷机的供冷能力不足的时候,蓄冰装置开始工作,通过融化夜间低谷用电时的蓄冰来补充系统的供冷能力。当溴化锂制冷机和蓄冰装置两套装置的供冷能力仍不能满足时,根据电价时段的峰谷价格采用逐台开启双工况电制冷机组(机组在空调工况下运行)补充系统的供冷能力,或者将燃气轮机的余热锅炉开启补燃系统,增加制冷蒸汽的供应量以确保T3航站楼的基本需求。
夜间低谷用电时,也是空调系统的负荷较低的时候,这时五台双工况制冷机组将全部开启(在制冰工况下运行),利用夜间0.20元/度的低谷电制冰蓄冷。
在冬季供暖期,余热锅炉利用燃气轮机排出的450~510℃的废气来生产蒸汽。中温、中压蒸汽推动蒸汽轮机发电。从蒸汽轮机抽取一部分低压蒸汽作为供暖用的蒸汽。热电联产的效率可达62%。如果采暖需求增加,燃气轮机的余热锅炉可以启动补燃系统增加蒸汽轮机的抽汽量,以增加系统供暖能力。
燃气轮机和蒸汽轮机的发电出力可以根据负荷需求变化进行调节,该系统可以从5MW至35MW之间进行调节,如果考虑到制冷机组、水泵和冷却系统需要消耗约5000kW电力,实际有效输出能力在30MW左右。
整个系统有以下几个优点:
(1) 实现了能源的梯级利用。天然气先利用燃气轮机发电,然后利用高温废气在余热锅炉中生产中温中压蒸汽,蒸汽又推动蒸汽轮机发电,在总发电效率可达38.52%时,还能大量供应蒸汽。在夏季从蒸汽轮机内抽取0.9kg/cm的低压蒸汽做为蒸汽型溴化锂吸收式制冷机制冷用蒸汽,制取空调系统用的冷水,在冬季这部分蒸汽直接用来供热,并可利用蒸汽轮机凝结水余热和余热锅炉排污水余热供应生活热水。这样可以在白天用电高峰期减少从电网的购电量,减少业主的电费支出,而且可以帮助电网减少空调负荷压力,提高电网的安全性。
(2) 采用冰蓄冷装置提高经济效益。冰蓄冷装置一方面可以利用夏季夜间低谷用电时期的低价电(0.20元/度),增加业主的经济效益,另一方面可以帮助电网解决峰谷差差距过大的问题。采用这种技术可以同时提高发电企业、电网公司和业主三方面的经济收益。冰蓄冷技术可以保证系统一年四季供冷,提高航站楼内区的空调温度调节能力,提高舒适程度。该技术可以作为提高燃气轮机发电出力的一项技术手段,在高峰时段增加系统供电能力,提高经济效益。
(3) 提高了系统的运行灵活性。在过度季节,本系统可以为业主提供灵活的选择。如果完全不需要空调负荷,燃气轮机依然可以凝汽发电运行,发电效率达到45%,并同时供应卫生热水。
(4) 满足环保要求。燃气轮机采用低氮燃烧技术,氮氧化物的排放<25ppm,减少了大气的污染,可满足北京2008绿色奥运会对排放物的严格要求。
(5) 可以利用蒸汽轮机凝汽部分的废热生产生活用45℃的卫生热水。进一步提高能源利用率。
(6) 减少机场扩建的电力接入投资,T3航站楼的备用柴油发电机将不用再投资。尽管电力设备的投入减少,但供电系统安全却从根本上得以改变,机场主要设施的电力安全保证系数均可达到6个9。
系统图
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