从目前情况看,基于燃气的冷热电分布式能源系统设备主要包括燃气内燃机、燃气轮机、溴化锂制冷/热机、大型电空调、柴油发电机、燃气/余热/电锅炉、蓄冷/热罐等,其中关键设备为燃气内燃机、燃气轮机、溴化锂制冷/热机,前两者基本以进口设备为主,后者有不错的国产设备。
燃气轮机对进汽压力要求高(一般高于次高压级别(0.4-1.6MPa)),而城市天燃气管网压力多为0.4MPa以下,这方面燃气内燃机适应性更好,更能适应城市建筑安装与防火规范的要求;另外,同等级的情况下,燃气内燃机排汽温度一般要比燃气轮机低50℃左右,发电效率更高,尤其是冷、热负荷需求较小的情况下,更具有优势;另外,目前的燃气轮机单机容量偏大,微型燃气轮机发展又不成熟,在单机电功率2000kW这个级别,主要是以燃气内燃机为主。基于这三点,目前,基于燃气的分布式能源,其发电设备还是多选用燃气内燃机。
燃气内燃机排烟余热或用来制热,或用来制冷,具体主要根据用户需要来设计。制热的话,一般选用余热锅炉,可以提供高温高压的蒸汽,也可以提供生活用热水;制冷的话,一般选用溴化锂制冷机。
溴化锂制冷机使用热源来驱动,其中除了较小的水泵外,无大型转动设备。它的驱动热源可使用蒸汽、热水、也可以使用烟气(最低175℃左右),在冷负荷需求量较大时,甚至可以使用天燃气补燃,当然这要在设备选型时就要确定。溴化锂制冷机使用水为制冷剂,由此决定其能提供的冷冻水温度的最低温度不可能太低,一般可提供7℃以上的冷冻水,通过管路输送、换热器换热,可为用户供冷。当然,也有溴化锂制热,一般可提供110℃左右的热水。
燃气内燃机与溴化锂制冷机一般采用一对一的单元制配置,它们均需要冷却水来维持它们的正常循环工作,其中燃气内燃机的冷却水中分缸套水与中温水,前者出口温度一般为95℃左右,可用来供热,而后者出口一般为60℃左右,一般不再利用;溴化锂制冷机的冷却水一般也不再利用,可通过机力通风设备散热后循环使用。
大型电空调也叫冷水机,一般设计作为故障备用或顶尖峰冷负荷使用,当然,当冷负荷需求大而电负荷需求小时,也可以用发出的电驱动电空调,以增加制冷量;电空调单机电功率一般设计为单台燃气内燃机发电容量20%左右。还有柴油发电机,也是作用故障备用或顶尖峰电负荷使用。
蓄冷罐在分布式能源站中的地位很重要,起到转移负荷的作用。比如,可以将晚上剩余的冷负荷蓄起来,移到白天使用,有它在,整个分布式能源站的负荷调节会平稳很多,当然,它的另一个作用是事故备用,也就是说,一旦溴化锂制冷机、电空调均故障时,蓄冷罐要顶上一段时间,具体时间长短根据用户要求设计确定。