6.2 发电设备
6.2.1 联供系统使用的原动机,应根据下列参数进行优化选型:
1 ISO工况参数下原动机的连续出力和余热流量、压力、温度;
2 年平均气象参数下原动机的连续出力、热耗率及余热的流量、压力、温度;
3 最热月、最冷月平均气象参数下原动机的连续出力和余热流量、压力、温度;
4 极端冬、夏季气象参数下原动机的连续出力和余热流量、压力、温度。
6.2.2 联供系统使用的发电机组应根据下列条件优化选型:
1 应满足联供系统对发电效率的要求;
2 发电机组应适应用户的负荷变化;
3 余热介质参数与余热利用设备应匹配;
4 发电机组应具有完善的控制系统、保护系统,各类参数保护值应满足公共电网要求;
5 发电机组应能与联供系统中央控制单元进行双向通信。
6.2.3 联供系统发电机组的电能质量应符合表6.2.3的规定。
表6.2.3 联供系统发电机组的电能质量
6.2.4 联供系统发电设备可采用小型燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等,并应符合国家现行有关标准的规定。
6.2.5 发电设备应根据系统规模、冷热电负荷情况、运行方式、安装环境、燃气供应条件、发电装置的特性、电价以及冷、热价等进行多方案比选,并应优先选用发电效率高的设备。
6.2.6 发电设备台数和单机容量,应按发电机组工作时有较高的负载率进行确定,并应充分利用余热能。
6.2.7 联供系统宜选用有降低氮氧化物排放措施的原动机。当采用燃气内燃发电机组时,氮氧化物排放浓度应小于或等于500mg/Nm3(含氧量为5%时)。当采用燃气轮机发电机组时,氮氧化物排放浓度应小于或等于50mg/Nm3(含氧量为15%时)。
6.2.1 原动机要明确各工况的环境温度、大气压力和相对湿度等气象数据,并将年平均气象工况或ISO工况作为性能保证考核工况。性能保证考核的项目包括:原动机的出力、热耗率、污染物排放、噪声、机组振动指标,以及主要部件使用寿命。
6.2.2 为保证联供系统具有较高的能源综合利用率和较长的开机时间,发电机组要选用高效率、带负荷能力强、可实现低负荷运行的机组,发电机组应具有自动跟踪用电负荷的功能。余热温度和余热量要适应联供系统配置要求。因用户冷热负荷具有时间上不稳定或不连续的特性,原动机应具有对负荷变化快速响应能力。同时,孤网运行时需具有自动跟踪负荷的控制功能;并网运行时需具备完善的自动并网控制;并网不上网运行时还需具有逆功率保护系统。如果机组每天需启动、停止,为了减少启停中的能源消耗,需选用能够适宜快速启停的机组。对发电机组开放通讯的要求,使整个系统实现综合运行管理。
6.2.3 对于供电的电能质量已有相关国家标准进行了详细规定,联供系统应参照执行。其中国家标准《电能质量 供电电压偏差》GB/T 12325-2008对供电电压偏差限值的要求包括:35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%;20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%;220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%,—10%;对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户,由供、用电双方协议确定。
国家标准《电能质量 电压波动和闪变》GB/T 12326-2008对电压波动限值的要求见表2。
表2 电压波动限值
6.2.4 联供系统常用的发电设备为小型燃气轮机、燃气内燃机、微燃机,也可采用热气机、燃料电池等。涉及的国家相关标准有《轻型燃气轮机 通用技术要求》GB/T 10489-2009、《航空派生型燃气轮机辅助设备通用技术要求》GB/T 13673-2010、《轻型燃气轮机电气设备通用技术要求》GB/T 16637-2008、《轻型燃气轮机控制和保护系统》GB/T 14411-2008、《燃气机 通用技术条件和试验方法》JB/T 10629-2006和《中小功率内燃机第1部分:通用技术条件》GB/T 1147.1-2007、《中小功率内燃机 第2部分:试验方法》GB/T 1147.2-2007等。
6.2.5 发电设备的选择需要考虑冷热负荷特点和运行规律,余热量和余热参数要与冷热负荷匹配,实现余热利用最大化。
6.2.6 为保证燃气联供系统具有较高的能源综合利用率,所选的发电机组要确保在各种工况下有较高的发电效率。一般燃气内燃发电机组在负载率低于50%时发电效率明显下降,同时对机组设备磨损显著增加,多数机组还会在低负载时自动停机保护。因此要根据负荷分析结果确定发电机组台数,保证每台发电机组运行时的发电效率和余热利用率。
6.2.7 本条规定为发电机组本身排放要求,多数生产企业均能达到。当项目所在地对污染物排放要求严于本条规定时,要选用排放浓度更低的发电机组或安装烟气净化装置。一般对于不同燃料和利用模式给予不同的排放标准是国际惯例,如燃油、燃气锅炉排放标准就区别对待,活塞式燃气内燃机由于间歇式燃烧,结构形式决定产生较多的氮氧化物,而其特点是单机功率小、总排放小、对周边环境影响小,同时除了氮氧化物,其他污染物排放非常低,总的环境影响并不大,因此建议采用专项排放指标,并且对不同规模不同对待,控制局部的环境污染强度。