【绿色技术】以微型燃气轮机为核心的分布式供能技术

分布式能源系统具有高效率、灵活方便、可靠性高及建设周期短、成本低等优点,是二十一世纪能源工业的重点发展方向。其中的天然气分布式供能,因其具有响应快、供能稳定、低污染排放等特点,逐渐成为了分布式能源系统的主要形式,而微小型燃气轮机具有功率密度高、排放低、噪声低、可燃用多种燃料等优点,成为天然气分布式供能的理想原动机。

装备制造

中试

技术详情

微型燃气轮机的工作过程主要有简单布雷顿循环和回热循环两类。简单循环的工作过程如下图所示,首先,压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩;高压空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合燃烧,成为高温高压的燃气;然后流入涡轮中膨胀做功,带动发电机发电。涡轮排出的烟气仍然具有较高温度,可以连接各类余热回收设备(如余热锅炉等)或余热发电设备等进行能量深度利用。

回热循环的工作过程如下图所示,其在简单循环的基础上加入了回热器,利用涡轮出口温度较高的烟气加热压气机出口的空气,回收排气中的部分热能,减少了微燃机系统向外部环境的放热损失,从而提高整机的发电效率。从回热器排放的烟气仍然具有较高的温度,通过余热利用设备回收低品位能量。

产品介绍

ENN100微型燃机轮机发电机组

ENN100微型燃气轮机发电机组为新奥动力自主研发的国内首台可用于商业化运行的微型燃气轮机产品,产品系列包含简单循环机组和回热循环机组,如下图所示。两种机组能满足不同业主的用能需求:简单循环机组适用于以高品位热能需求为主的场合,回热循环机组适用于以低品位热能需求为主的场合,而回热循环机组与有机朗肯循环系统的组合系统则适用于以电能需求为主的场合;总之,微燃机系统的热电比例可以根据用户需求进行灵活调节。

产品特点

(1)结构紧凑,体积小,重量轻,便于移动。

(2)寿命长,可达80000小时以上,免维护周期长。

(3)噪音小,不高于75dB,震动小,提供良好环境。

(4)使用方便,可远程监测控制,一键式启动,使用与检测非常方便。

(5)可使用多燃料,如天然气、柴油、合成气、生物质气、沼气等。

(6)污染小,NOx排放小于25ppm。

(7)模式灵活,可并网、孤网及双模式运行,可多机并联,实现电力扩容。

(8)回热循环机组采用高效回热器,有效提高发电效率。

(9)完全自主研发,可根据用户不同需求场合(如不同燃料、不同热电比、不同尾气利用温度等)进行个性化定制。

详细参数

应用场景

ENN100微型燃气轮机可应用于诸多场景,包括工矿企业的热电联产,办公建筑及医院、宾馆的冷热电三联供等。此外,新能源领域中微型燃气轮机在太阳能、风能发电系统调节、生物质气利用等方面也有着广泛的应用前景。

热电联产

热电联产,指先通过ENN100微型燃气轮机做功发电,产生的高温烟气通过余热锅炉产生蒸汽,对用户进行热能供给的生产运行方式,较之分别生产电能、热能的分散方式节约燃料。

热电联产案例介绍

浙江金华某电镀企业

(1)业主需求:生产过程需要电力和蒸汽,利用新设备替换原有的燃煤锅炉。

(2)配置情况:机组配置:1台ENN100微型燃气轮机简单循环机组+1台余热锅炉。

(3)供能情: 装机容量:135 kW 产蒸汽量:0.85 t/h 产热水量:2 t/天 系统综合能源利用率:86%

冷热电三联供

冷热电三联供首先利用ENN100微型燃气轮机做功发电,产生的电力供应用户的电力需求,燃机发电后排出的余热通过溴冷机向用户空调系统供热、供冷,然后再将从溴冷机排出的烟气进行换热得到生活热水。通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率,实现了能源的梯级利用。还可以提供并网电力作能源互补,整个系统的经济效益均相应增加。

冷热电三联供案例介绍

上海临港某公司厂房

(1)业主需求:建筑内需要提供冷/热及电力供应

(2)配置情况:机组配置:1台ENN100微型燃气轮机回热循环机组+1台溴化锂制冷机

(3)供能情况:装机容量:120 kW 供冷/热面积:5000 m2 系统综合能源利用率:91%

微燃机与有机朗肯循环系统耦合的分布式能源系统

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle——ORC)系统是近年来国内外能源领域关注的热点之一,由蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵四大部件组成,系统工作原理与传统火力发电系统相同,即利用低沸点有机工质替代传统火力发电系统的工质水,回收微燃机排放的烟气余热,从而输出动力。主要用于回收350℃以下低品位余热。当微燃机系统输出的余热不能得到有效利用的情况下,利用ORC系统可以显著提高系统发电效率,且与其它余热利用设备结合,可以灵活调整热电比,确保整个能源系统全工况下保持较高的能源利用效率。

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