工程建設(shè)天然氣,工業(yè)2004年6月天然氣空調(diào)的發(fā)展優(yōu)勢晏剛徐明仿杜維明(兩安交通大學晏剛等.天然氣空調(diào)的發(fā)展先勢.天然氣工業(yè),2004;24(6):122~124摘要我國空調(diào)器擁有量不斷增多,電空調(diào)器耗電量越來越大,夏季耗電巳占到用曳負荷的30%~40%,造成在夏手各地電力供應緊張,而在夏幸絕大部分的天然氣管網(wǎng)能力卻處于閑置狀態(tài);在冬李則電量有余,發(fā)電設(shè)備的利小時效在逐年下降。因此發(fā)展以天然氣作為驅(qū)動能蹲的空詡器,以改善城市用電負荷不均勻、埠谷差大蚋狀況,兵有非?，F(xiàn)實的意義。文章從我國能源結(jié)構(gòu)、天然氣空調(diào)的產(chǎn)品形式以及經(jīng)濟性三個方面論述了發(fā)展天然氣空調(diào)的發(fā)艮伏勢,并抬岀發(fā)展天然氣空調(diào)符合我國的能源政策,有助干我匡的能源安全,并在“西氣東輸”工程全面供氣時,可以更好地解決東部大域市蚋“西氣東用”問題主題詞天然氣空氣調(diào)節(jié)器能源結(jié)枃產(chǎn)品形式經(jīng)濟評價日前我國的空調(diào)器主要由電力驅(qū)動,其電耗隨大量使用電空調(diào)器造成的著空調(diào)器擁有量的不斷上升而越來越大,已占到夏和電力一樣,天然氣的生產(chǎn)和使用不可避免存季用電負荷的30%~40%,直接造成峰谷差加大,最在著不平衡性,即天然氣生產(chǎn)、輸送的基本均勻穩(wěn)定大負荷增長的波動性進步加大。2003年7~8與天然氣使用不均勻之間的矛盾,而且系統(tǒng)越大,不月,我國內(nèi)地持續(xù)高溫,華東、華北、華中、川渝、廣東平衡性就越明顯。我國在形成全國性的天然氣管等地電力供應緊張,19個省市拉閘限電,這是大量使網(wǎng)系統(tǒng)之后,由此不平衡性(尤其是季節(jié)不平衡性)用電空調(diào)器的一個直接后果。此外,大量使用電空帶米的問題將非常明顯,冬季用氣量將大大高于夏調(diào)器還會造成城市的“熱島”現(xiàn)象、區(qū)域空氣質(zhì)量變季用氣量。因此,大力發(fā)展天然氣空調(diào),是解決用電壞以及環(huán)境污染等問題。另一方面,以北京為例,全用氣季節(jié)不平衡性的最佳方法,問時它也符合我國年大然氣銷量的50%為采暖用氣,冬夏季日用氣量的能源現(xiàn)狀和能源發(fā)展政策最大相差達5倍,絕大部分天然氣管網(wǎng)能力在夏季處于閑置狀態(tài)。為此發(fā)展以天然氣作為動力的空調(diào)天然氣空調(diào)的主要產(chǎn)品形式器,既能緩解高溫季節(jié)電力緊張,又增加了復季的用1.直燃型吸收式空調(diào)機組氣量,從而起到互相削峰填谷的作用。此外,目前在近年來,直燃吸收式空調(diào)機組發(fā)展十分迅速,它我國大力發(fā)展天然氣空調(diào),既適應了我國“西氣東輸”以天然氣為能源,也可以液化石油氣、燃油為能有效使用的需要,同時也滿足了環(huán)境保護的要求在高壓發(fā)生器內(nèi)燃燒,釋放熱量,以高溫煙氣作為加目前我國能源結(jié)構(gòu)存在的問題熱源,利用吸收式制冷循環(huán)的基本原理,制取冷熱水,供夏季制冷、冬季采暖用。它整合了吸收式以及采取的措施冷水機組與鍋爐的優(yōu)點,具有…機多用的功能。直屮國電力總的裝機容量只有2.8×10°kW.人燃型機組有單冷機組和冷溫水機組兩種形式:單冷均只有0.23kW的電力。人均用電量還不到世界人機組只具有制冷功能,在天氣炎熱時為空調(diào)系統(tǒng)提均水平的50%,而且我們國家還有500萬人口迄今供冷凍水;冷溫水機組則具有制冷和采暖的雙重功還沒有用上電。在中國的大部分地區(qū),夏季用電能,既可以提供冷凍水,也可以提供熱源以及熱水。高峰時城市電量不夠,但在冬季用電低谷時電量則按照采暖循環(huán)的不同方式,冷溫水機組又可以分為有余。我國的發(fā)電設(shè)備年利用小時數(shù)逐年下降,如下幾種類型1999年不到50%,而日本在60%以上2。這種用電1)制冷、采暖專用機:它只能交替地以制冷/采負荷不均勻峰谷差大設(shè)備利用率低的情況主要是暖方式講行運轉(zhuǎn),血不能同時具備兩種功能中國煤化工作者簡介:晏剛,1971年牛,講帥,在職博士研究生。地址:(71CNMHG低漏上程系,電話(029)82668725,E-mail:yg71@sina.com122第24卷第6期天然氣工業(yè)工程建設(shè)(2)同時制冷與采暖型:它在工作時可以同吋完可直接傳遞回轉(zhuǎn)能帶動發(fā)電機組,發(fā)電效率為成制冷與釆暖循環(huán)20%~40%,熱電綜合利用效率為80%。不用冷卻(3)同時制冷、采暖與供應生活熱水型:它的優(yōu)水,排熱叫收形態(tài)主要是排氣,排氣溫度400點是設(shè)備利用率高,叮以節(jié)省機房的面積550℃,排氣經(jīng)廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸氣或熱水,用于采曖、此外,要擴大直燃吸收式空調(diào)機組的應用發(fā)展供熱水與制冷,也可將排氣直接用于吸收式制冷機防結(jié)晶技術(shù)、提高直燃機的控制性能、開發(fā)低NO)x組制冷。發(fā)電規(guī)模為1000~3000kW的大型容量燃燒機等關(guān)鍵技術(shù)對直燃吸收式空調(diào)機組是非常重但隨著微型燃氣輪機的發(fā)展,小容量的發(fā)電機組也要的得到了發(fā)展。日本已生產(chǎn)出了以城市煤氣為能源的2.燃氣發(fā)動機驅(qū)動空調(diào)微氣體發(fā)電機組,最小容量為290kW。燃氣發(fā)動機驅(qū)動空調(diào)通過燃氣發(fā)動機驅(qū)動制冷4.天然氣除濕空調(diào)系統(tǒng)壓縮機,同時回收發(fā)動機水夾套中的尾氣中的廢熱普通的空調(diào)器的除濕功能只有在被冷卻的房間用于吸收式削冷機或產(chǎn)生熱水、蒸氣等。由燃氣溫度低于露點時,才具有定的除濕能力,但也是有發(fā)動機驅(qū)動的壓縮式制冷機具有較高的性能系數(shù),限的,其調(diào)節(jié)能力較差,因此需要專門具有除濕功能因而在大然氣空調(diào)中以天然氣為能源的壓縮式冷水的空調(diào)系統(tǒng)。日前,以大然氣作為驅(qū)動能源的除機組及熱泵機組得到了發(fā)展。由燃氣發(fā)動機驅(qū)動的濕空調(diào)系統(tǒng)主要有以下兩種形式壓縮式冷水機組及熱泵機組與電動壓縮機組比較(1)除濕蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可尢需考慮電力系統(tǒng)的發(fā)電效率及輸配電效率,因該系統(tǒng)采用溶液作為除濕劑,在除濕器中對新而具有較高的性能系數(shù).是一種既可以以大然氣為風進行除濕,吸收水分成為稀溶液,必須在再生器中能源又具有較髙性能系數(shù)的制冷機組。燃氣熱泵與被再生熱源加熱,除去水分提高濃度才能恢復其除電動蒸氣壓縮式熱泵相比還具有以下特點:①可回濕功效。以太陽能,余熱或其他低溫熱源作為再生收發(fā)動機的排熱使熱泵的輸出量增加,還可將回收熱源進行加熱會有很多不方便之處,影晌其推廣使的排熱驅(qū)動吸收式制冷機制取冷水;②發(fā)動機驅(qū)動用,而使用天然氣加熱則是…個比較埋想的辦法,可極易進行轉(zhuǎn)速控制實現(xiàn)能量調(diào)節(jié),可保持部分負荷以說天然氣除濕蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)是新型的節(jié)電、節(jié)能時的髙效率;③以大氣為熱源的場合,因發(fā)動機的排經(jīng)濟的空調(diào)技術(shù),其理論(OP值可達1左右。熱基木不受大氣影響,即使在嚴冬,輸出熱量也變化(2)燃氣用于轉(zhuǎn)輪再生的干燥空調(diào)方式不大;④除霜過程可用發(fā)動機的排熱加熱,對輸出熱在空調(diào)機組中加入轉(zhuǎn)輪除濕機,室外新風先進水溫度影響較小入轉(zhuǎn)輪除濕機進行除濕處理,除濕后的干空氣閂進3.熱-電一冷聯(lián)產(chǎn)系入空調(diào)機進行空調(diào)處理然后進入空調(diào)室完成制冷熱·電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),是指利用1種能源有效采暖過程。轉(zhuǎn)輪除濕機由吸濕轉(zhuǎn)輪、傳動機構(gòu)、外地產(chǎn)生并供給電和熱2種二次能的系統(tǒng),也稱為殼、風機及再生用加熱器等組成。用來吸收室外新熱電聯(lián)產(chǎn)或汽一電共生,若利用熱(氣)來制冷則風中水分的吸濕劑一般為硅膠或分子篩。當吸濕劑就是熱一電一冷聯(lián)產(chǎn)。當這種系統(tǒng)設(shè)置在一個或一達到含濕量的極限時會失去吸濕能力,為重復使用群建筑物中時,供電的問時又可供熱、供冷,這就是需進行苒生處理。再生處理是用180~240C的熱空區(qū)域三聯(lián)供或稱分散式三聯(lián)供。這種方式就本質(zhì)而氣加熱吸濕劑,使其所含水分蒸發(fā)。而熱空氣就是通言是全能(總能)的系統(tǒng)·我國將這種方式稱為“熱—過在再生加熱器中利用天然氣燃燒后的排熱與空氣電一冷∵三聯(lián)供”。據(jù)釆用的不同原動機,將熱進行熱交換獲得的。這種干燥空調(diào)方式的優(yōu)點有:充電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)分為以下兩類。分利用天然氣燃燒后的排熱,起到節(jié)能的作用;對空(1)以燃氣機為原動機的系統(tǒng)氣分別進行濕度和溫度的處理能承擔較大的冷負荷與柴油機類似,同屬內(nèi)燃機,為往復式運動機和濕負荷,且避免了為滿足濕度要求制冷機在低蒸發(fā)械,冉將往復式運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動,驅(qū)動發(fā)電機溫度下運轉(zhuǎn),效率降低的弊端有較好的經(jīng)濟性。組。發(fā)電效率為20%~35%,熱電綜合利用效率為80%排熱回收形態(tài)主要為400~600C的排氣與天然氣空調(diào)的經(jīng)濟性及其85~90℃的熱水,可用于采暖、供熱水與制冷。發(fā)電帶來的社會效益量規(guī)模一般為15~100kW的中小型容量,日本已中國煤化工針對以天然氣作為有容量為15~300kW機組型的產(chǎn)品HCNMHG關(guān)研究,一致認為(2)以燃氣輪機為原動機的系統(tǒng)調(diào)奮民電空奮更具死護力。文獻[9]的研工程建設(shè)天然氣工業(yè)究表明,目前國內(nèi)天然氣價格與等熱值的電力價格之然氣,關(guān)系到“西氣東輸”政策的成敗,而天然氣空調(diào)比為約為1:3.8,吸收式燃氣空調(diào)器供熱費用低于電則是天然氣資源的一種較好的利用方式。從美國加空調(diào).以天然氣為燃料的吸收式燃氣空調(diào)器的制冷循州2001年夏季、2002年夏季發(fā)生了幾次電力危機和環(huán)與電空調(diào)器相比很有竟爭力。文獻10表明吸收2003年夏季我國眾多省份拉閘限電來看連日高溫導式燃氣空調(diào)不僅具有用電少、環(huán)境污染輕等優(yōu)點,而致發(fā)電廠超負荷運行,其中大量使用電空調(diào)器是導致且其建設(shè)投資和運行費用(未包括折舊費和人工費電力危機的一個重要原因。這也說明發(fā)展大然氣等)均低于常規(guī)集中空調(diào)。文獻[11〕的研究顯示,從空調(diào),使之與電空調(diào)器構(gòu)成合適的使用比例,從而減次能源的角度看,天然氣空調(diào)的一次能耗遠低于電力少電空調(diào)器在夏季對電網(wǎng)的沖擊,可以避免類似的能空調(diào)方案,且節(jié)能性較好。文獻〔12〕認為在目前的能源危機在我國發(fā)生。源價格等條件下,天然氣熱泵的年單位面積總成本低綜上所述,發(fā)展以天然氣為能源的空調(diào),有利于于電動冷熱水機組、燃氣鍋爐和冷水機組。文獻〔1保護環(huán)境,解決電力緊張和用電峰谷差增大的問題的研究表明如果天然氣空調(diào)采用樓宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)技同時也可以減小用氣的季節(jié)不平衡性,提高天然氣輸術(shù),可大幅度提高能源利用率,其能源綜合利用率可送管道的利用率,降低天然氣輸送成本。隨著天然氣達到80%~90%,與大型熱電聯(lián)產(chǎn)比較,樓宇冷熱電價格和電力價格趨于合理化,天然氣空調(diào)將比電空調(diào)聯(lián)產(chǎn)可以減少輸配電系統(tǒng)和供熱管網(wǎng)的投資,無論從器具有更好的經(jīng)濟性。因此,發(fā)展天然氣空調(diào),不僅減少投資成本還是減輕污染來講都是十分有利的符合我國的能源政策,同時有助于我國的能源安全,此外.目前我國各種能源的價格并不十分合理,還可以在“西氣東輸”工程全面供氣時,更好地解決沿尤其是大然氣的價格,與國際慣例并不一致。在北海大城市的“西氣東用”問題京,1m2天然氣1.6元多,相當于4kW·h電的費用在國外1m3氣大約相當于2kW·h多電的費用,因為1m2天然氣可以發(fā)3kW·h電。隨著我國能源1羅麗芬吸通空調(diào)領(lǐng)域的燃氣應用暖通空調(diào)2002;32(4)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及經(jīng)濟的發(fā)展我國各種能源的價格將趨2胡鞍鋼陳準,王毅等.2001年能源與發(fā)展專題研討會紀于合理化,城市天然氣的價格相對于電價將會有所降實暖通空調(diào),201;31(6)低,這將使得天然氣空調(diào)的運行費用進一步下降3龍惟定,試論中國的能源結(jié)構(gòu)與空調(diào)冷熱源的選擇取向有一點就是針對我國夏季是用電高峰、用氣低谷,冬暖通空調(diào),200;(5)季為用電低谷、用氣高峰的能源消費現(xiàn)狀,已有部分4羅麗芬,張躍,燃氣空調(diào)—21世紀的住宅空調(diào).制冷與空調(diào),2002;2(1)地區(qū)實行了峰谷電價,可以預見今后在全國主要城市5汝興杰,樸東勝,直燃吸收式冷溫水機組采暖方式的比較必然要推行峰谷電價而隨著天然氣的廣泛使用,也研究能源研究與信息,1998:14(1)必將會實行峰谷氣價,而天然氣空調(diào)的使用時間正趕6耿惠彬燃氣發(fā)動機驅(qū)動熱泵性冷熱水機組的部分負荷上峰值電價和谷值氣價,必將大大節(jié)省運行費用。以分析,制冷技術(shù),2003;(1)目前日本天然氣空調(diào)用戶來說由于國家實行了峰值7李先瑞,任莉燃氣空調(diào)的現(xiàn)狀與展望.煤氣與熱力電價和谷值氣價,鼓勵夏季更多地使用天然氣,其運200l;21(1)行費用就比電力空調(diào)低50%以上138嚴小軍,張小松,顧春寧,迎接“西氣東輸”,積極開展燃氣空調(diào)的研制.制冷空調(diào)與電力機械,2002;(4)會效益,提高天然氣輸送管網(wǎng)的利用率;降低相對維出大圖山嗎本,級收氣空護成本。目前的天然氣輸送管網(wǎng)的利用率很低。以10謝沂崢淺析燃氣直燃型溴化鋰吸收式制冷機在深圳的陜北到北京的天然氣輸送管道為例由于季節(jié)供氣不應用.暖通空調(diào),2002;32(4)平衡,管網(wǎng)利用率較低,冬季高峰的平均用氣量是夏11任繩鳳張志剛蔡波.發(fā)展小型天然氣空調(diào).天津城市季最低月份的平均用氣量的5倍,季節(jié)不平衡非常建設(shè)學院學報,2002;8(3)嚴重,最直接的后果是經(jīng)濟成本加大。雖然建設(shè)地下12楊昭張世鋼,劉斌,馬一太燃氣熱泵及其他供熱空調(diào)儲氣庫可以解決用氣不平衡的問題,但成本依舊很系統(tǒng)的能源利用分析評價.太陽能學報,2001:22(2)高。因此,發(fā)展天然氣空調(diào),提高管網(wǎng)利用率的同時13王長慶,龍惟定等,日本燃氣空調(diào)發(fā)展,能源技術(shù),20也降低季節(jié)用氣的不平衡性,有“…舉兩得”的功效8(4)凵前。西部大開發(fā)是我國的一項重大經(jīng)濟發(fā)展政策“西氣東輸”又是西部大開發(fā)的一個重要組成部中國煤化工311編居維清分,也是我國的一項重要能源調(diào)整政策。合理利用天CNMHG