微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項目中的應(yīng)用研究（二）

微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項目中的應(yīng)用研究（二）2、 美國STM動力公司4-120性外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組：
   位于美國底特律的STM動力公司經(jīng)過20年的努力，在傳統(tǒng)斯特林發(fā)動機的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進技術(shù)成果，成功地研制了新一代外燃機。
   外燃機是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動機，因它是在1816年為蘇格蘭的R.斯特林所發(fā)明，故又稱斯特林發(fā)動機。新型外燃機氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜幔�膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室�?nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換，避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機的震爆做功問題，從而實現(xiàn)了高效律、低噪音、低污染和低運行成本。STM4-120型25kW級機組的發(fā)電效率為29.6%，高于同容量的內(nèi)燃機和燃氣輪機。設(shè)備也可以直接插在380V三相交流電插座上并入用戶電網(wǎng)運行。

STM外型照片
 
  

STM外燃機性能

  STM4-120外燃機內(nèi)部結(jié)構(gòu)破面圖
 
  
  
 
  
  

經(jīng)濟性能：
   將微型燃氣發(fā)電設(shè)備應(yīng)用在游泳池中，大家最關(guān)心的問題是經(jīng)濟上有沒有好處，能不能節(jié)約能源費用。進行經(jīng)濟性研究的基本前提條件如下。

基本條件

1、 微型燃氣輪機：微燃機在游泳池中應(yīng)用的主要投資是設(shè)備造價，其他方面只需要利用現(xiàn)有系統(tǒng)即可。影響設(shè)備造價的因素很多，由于設(shè)備小可以布置在現(xiàn)有天然氣鍋爐房內(nèi)，也可以放置在水泵間等地方，或者布置在室外。如果能夠從天然氣高壓調(diào)壓站接氣，壓力只要超過5.5公斤，就可以減少天然氣壓縮機的投資；如果是學(xué)�；蜓芯繂挝�，可以申請減免進口稅。  

TG80全額設(shè)備價格

   微型燃氣輪機2002年的造價加進口稅和運輸安裝費用，預(yù)計造價最高在100萬人民幣之內(nèi)。該設(shè)備每年還會逐步大幅度降低，預(yù)計2003年將下降到800美元/kW，2004年將降至700美元，如果在中國組裝生產(chǎn)，造價將下降到500美元以下。設(shè)備大修周期為3萬小時，總壽命20年，因此造價對成本的影響不大。影響最大的因素是天然氣成本，1268號文件《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中要求城市燃氣部門對熱電聯(lián)產(chǎn)項目的氣價給予優(yōu)惠。北京燃氣集團公司已經(jīng)召集了相關(guān)會議，準備對熱電聯(lián)產(chǎn)項目給予優(yōu)惠氣價，冬季5個月1.8元/立方米，夏季7個月氣價為1.4元/立方米。

熱電聯(lián)產(chǎn)項目天然氣應(yīng)用價格

微燃機經(jīng)濟性分析

   微型燃氣輪機盡管造價比較高，每年平均可以節(jié)約10-20萬元人民幣，完全可以消除由于能源費用帶來的虧損問題。但是，就設(shè)備利用而言，供熱量越大，效率越高，經(jīng)濟性越好，所以最好由燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備擔(dān)任供熱的基本負荷。

TG80 工況變化與設(shè)備投資回收關(guān)系分析

2、 燃氣外燃機：外燃機體積更小，應(yīng)用更為簡便易行。STM的價格每年都會大幅度下降，2002年國際價格為1000美元/kW，2003年預(yù)計下降到800美元，2005年估計將會下降到500美元。STM公司計劃在2003年在中國生產(chǎn)這一設(shè)備，價格下降余地將會更大。
   STM適用于大型游泳池的淋浴水加溫系統(tǒng)，或者小型游泳池的池水加溫。可以2-4臺以上聯(lián)合使用，提高調(diào)節(jié)靈活性。由于發(fā)電效率高，大修周期更長，經(jīng)濟性更突出。

外燃機全額設(shè)備價格

外燃機經(jīng)濟性分析

研究結(jié)論：
   將游泳池項目采用微型燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)可以大幅度節(jié)約能源費用，經(jīng)濟效益明顯。采用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)環(huán)境效益也非常突出，微燃機的氮氧化物排放25ppm，外燃機8ppm，而燃氣鍋爐在150ppm以上。使用微型燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)需要一個社會化的服務(wù)系統(tǒng)，對安全運行提供保障和技術(shù)支持。目前，北京群鷹公司和北京燃氣集團正在籌建這類公司，為客戶提供運行服務(wù)。國外已經(jīng)有不少體育中心和游泳池采用了這一技術(shù)，經(jīng)濟效益良好。
上述兩種設(shè)備都不能完全滿足游泳池的全部需求，可以采用部分太陽能熱水器和利用游泳池排水中余溫的水源熱泵來生產(chǎn)和回收熱能，對不足部分進行補充。同時，采用蓄熱技術(shù)，使能源需求與供應(yīng)實現(xiàn)平衡。

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