09-区域供热能源4E评价模型及应用-2016暖通年会

1、引言,“4E”评价体系,区域供热能源转换设备4E模型,目 录,应用分析,小结,1 引言,能源种类及提取方法,1 引言,评价体系的变迁,1970s石油危机之前,1970s-1980s石油危机 EFOM、MARKAL 经济增长，能源安全,1980s-1990s EFOM的子模块 ENV 石油危机趋于缓解，全球变暖,1990s- 3Es-Mode、MESSAGE 彼此相互作用的整体,污染物的环境价值 清洁发展机制CDM 碳汇市场,2“4E”评价体系,指标体系,2“4E”评价体系,能源效率,理论,算法,指标,意义,2“4E”评价体系,经济指标,外贸货物,非外贸货物,土地（影子）价格、（影子）工资,设备

2、购置 安装调试 建筑工程费 资源配套费 土地费,燃料费 水费 电费 材料费 折旧费 大修理费 工资福利费 其他费用,（影子）价格,2“4E”评价体系,环境指标,时间分布,空间分布,污染源强,增量分析,思路,方法,意义,落地浓度 供暖期平均浓度 小时最大浓度 人口加权浓度 污染综合指数API,危害程度,2“4E”评价体系,全局经济指标,影子 价格,初投资,运行费用,污染物环境价值,CERs收益,能源补贴,全局费用年值,全局增量投资回收期,+,3 区域供热能源转换设备4E模型,系统分类,（1）锅炉系统,（2） 热电联产系统,（3） 冷源损失回收系统,（4）热泵系统,（5）直接供热系统,3 区域供热

3、能源转换设备4E模型,锅炉,EL,能源利用效率,能源转换效率,一次能源效率,热力学第一定律,热力学第二定律,燃煤锅炉,能效指标,费用年值,设备购置 安装调试 建筑工程费 资源配套费 土地费,燃煤锅炉,经济指标,燃料费,水费,电费,材料费,Cr4=1.2Cr2,基本折旧费,维修、管理费,Cr7=0.025C,工资福利费用,其他费用,Cr8=1.1Qn106,各污染物排放因子,燃煤锅炉,环境指标,强度指标,空间分布,时间平均,污染物环境价值,CERs收益,全局费用年值,+,-,燃煤锅炉,全局经济指标,3 区域供热能源转换设备4E模型,热电联产,供热量Q,汽轮发电机组的功率,能量平衡,背压机组热电联

4、产,3 区域供热能源转换设备4E模型,热电联产,B=10Pnbp+ Qnbh10-6,能量平衡,系统发电,燃料消耗,抽凝热电联产,3 区域供热能源转换设备4E模型,热电联产,平衡关系,发电量,Qn=Bnhqdw,燃气发动机热电联产,3 区域供热能源转换设备4E模型,热电联产,余热锅炉循环平衡,发动机循环平衡,燃料消耗,燃气发动机热电联产,3 区域供热能源转换设备4E模型,热电联产,能量平衡,供热量,汽轮发电机组的功率,发电量,P=P1+P2,燃气蒸汽联合循环,3 区域供热能源转换设备4E模型,热电联产,能源利用率,一次能源利用率,能源转换效率,3 区域供热能源转换设备4E模型,冷源损失回收,原

5、有的机组蒸汽量D0，机组抽汽量Dh，发电量P0，凝汽器加热量为Q1，抽汽加热量为Q2，,热源侧对热网的加热量平衡,低真空运行时，机组发电量P2,热网侧能量平衡Q=Q1+Q2,为实现供热量Q而减少的发电量为P= P0- P2,低真空运行,3 区域供热能源转换设备4E模型,冷源损失回收,热泵系统提供热量为Q1，抽汽加热量为Q2， 热网侧能量平衡Q=Q1+Q2,热源侧对热网的加热量平衡,锅炉能量平衡分析,联立,汽轮机驱动压缩式热泵站,抽气驱动吸收式热泵站,3 区域供热能源转换设备4E模型,热泵系统,热泵压缩机耗电量,进口水温对机组COP影响,能源利用率,能源转换效率,能源转换效率,机组容量,鸡西,锅

6、炉房,热电联产,低品位能源,可再生能源,燃煤锅炉,天然气锅炉,燃煤热电联产,吸收式回收热电厂,热泵回收工业余热,生物质直燃,A,B,C,D,E,F,4 应用分析,项目参数,“4E”指标分析,能效,“4E”指标分析,环境,单位面积CO,单位面积CnHm,单位面积SO2,单位面积NOx,单位：g/( am2 ),“4E”指标分析,经济,单位：元/( am2 ),“4E”指标分析,全局经济指标,单位：元/( am2 ),单位：g/( am2 ),CO2排放指标,方案分析,AERMOD模拟,R2：650MW,R3：150,R1：280,G2：125,G1:500,鸡冠区+城子河区：144+181平方公里，53+15万人,方案分析,AERMOD模拟：最大日,SO2现状浓度,现状人口加权浓度,4:1 151g/m3 1:4 125,4:1 1:4,API,4:1 120 1:4 89,方案组合分析,目标函数,约束指标,燃气锅炉,基础方案,E11,E12,k1,k2,E13,生物质锅炉 燃煤锅炉,线性规划 经济性 全局经济性,方案组合分析,经济指标分析,0.82,0.48,方案组合分析,全局经济指标,28.04,31.02,0.27,0.38,0.54,碳交易下限,