王柏盛
西安秦华燃气集团有限公司，陕西 西安 710075
摘要：天然气三联供技术是建立在能源阶梯式利用的基础上，将制冷、供暖和发电集合为一体的综合联产系统。随着经济的不断发展和社会的不断进步，天然气三联供技术以其能源利用率高，降低资源损耗及减少污染物排放的优势被我国广泛利用，在城市综合体中，其可缓解供电压力，还可以利用余热提供生活所需的采暖等，经济效益十分巨大，也符合我国可持续化发展的要求。
关键词：天然气三联供技术；城市综合体；应用
引言：随着城市化进程的推进，我国人民的生活水平不断提高，对于能源的要求也越来越高，如何提高能源的利用率，降低环境污染一直是我国相关部门不断探索的问题，在这个基础上，天然气三联供技术以其经济效益和生态效益并存的优势被我国广大地区所利用，本文将简述天然气三联供技术的原理及运用，探索其优势，以期推动其在我国的更大范围内的推广。
一、天然气三联供技术具体内容
天然气三联供技术是一种最新的能源综合利用模式，我国传统供能方式为集中供能，是指利用分布式能源系统的终端，向末端提供各种能量的方式。其中，天然气的分布式系统是通过内燃机和轮机等相关设备来产生动能，带动天然气等各种可燃气体产生电能的一种系统，在产生电能的同时，轮机等设备会产生大量余热，可利用这些余热为建筑提供供暖和生活所需热水等，还可为生产和生活提供所需冷气资源。天然气的发电原理是热能、化学能、机械能和电能的互相转化，每个温度段所产生的能源品质不同，可利用的方式也不同[1]。
天然气三联供技术建立在能源阶梯式利用基础上，将供热、制冷和发电的过程集合为一体，随着我国城市化进程的推进，形成了大量城市综合体。在城市综合体中，商业区、办公区和住宅区组合为一个整体，各个区域相互依存，互相推动，在城市综合体之中，存在大量商用写字楼及住宅区，对能源的需求十分巨大，且对能源需求十分稳定，住宅区和商业区包含大量交通通讯系统，人们活动量大，对制冷供暖及用电需求十分稳定，促使了天然气三联供技术的广泛运用。
在天然气的三联供系统中，制冷、供热和发电均需依靠动力装置进行，发电时，轮机和内燃机等相关动力装置能够回收发电时产生的余热，可利用余热驱动各种制冷设备，如空调或者各种除湿设备等，还可通过中央空调等进行供暖。这种利用天然气燃烧产生电能、热能及制冷的转换供应系统，就是天然气三联供系统。其是分布式能源系统的重要组成部分，与传统燃烧能源后分别供应取暖或发电等相比，三联供技术可极大的提升资源使用率，降低能源消耗，在城市综合体中有着广泛的应用，顺应了我国可持续发展的要求。
二、天然气三联供技术具体应用
（一）负荷分析。设计能源系统时，必须考虑到在季节不同温度下，电力的负荷情况。只有合理根据建筑的冷热电负荷情况来设计发电机容量，才能达到经济效益和生态效益的最大化。在我国，选择发电机的装机容量有以热定电和以电定热这两种方法。
以电定热是根据调查项目在不同时间的用电情况，来确定发电机装机容量，根据发电机能产生的余热提供的冷热电负荷，和项目的冷热负荷相比较，最终确定调峰供能设备的容量。
以热定电一般在并网上网项目中应用较多，是根据建筑物自身的冷热电负荷来合理配备电机设备。但在实际应用中，易造成所配电机容量过大，浪费资源的同时也加大了生产成本，因此在城市综合体中，一般都选择以电定热的方式来确定电机设备容量[2]。
（二）设备配置。天然气能源站一般由发电机组、制冷机、燃气锅炉和制冷空调等设备组成，利用计算机技术和通信程序对设备之间的运行进行操作和控制，从而实现天然气能源分布站的正常运行。
（三）电力运行。为保证天然气能源站的安全合理运行，供电系统采取的是并网但不上网的运行模式。将输出电压设置为0.4kv，引至变电室接入到母线中，和市区电网并网运行，将并网点设置在变电室的低压母线上，在配电室中10kv馈线上安装反向功率保护装置，来防止发电机向市区电网反向输电。
（四）控制系统。在应用天然气三联供技术时，需注意引入先进的控制技术，优化制冷、供热及供电流程，来保证供应过程持续稳定和安全。在天然气的分布能源站中，监控系统是重要的组成部分，其由监测设备、数据传输、可编辑程序逻辑控制器和工业用等级计算机来组成。控制系统可在能源供应设备在全功率运行时降低能源消耗，最大限度减少设备运行时间和运行次数，提高能源利用率及设备使用寿命，保障系统运行安全。
三、天然气三联供技术优势
（一）节能经济。天然气的三联供技术使得天然气在动力设备中充分燃烧，从而进行各个阶段的充分利用，结合了供电，取暖和制冷三种形式，使得天然气的利用效率得到最大化。在城市综合体中，可根据季节的不同同时进行生产和生活所需的发电和中央空调集中制冷或城市集中供热，降低了能源的投入成本，提升了资源利用率，也节省了能源的消耗，提高能源企业的经济效益。
（二）环保低碳。传统供能方式，因燃料无法得到充分利用，导致大量燃烧后的气体被排放到空气中，且传统供能方式以烧煤为主，会产生大量二氧化硫，这些二氧化硫排放到空气中，导致了酸雨的出现，对环境造成极大危害。而采用三联供技术后，天然气燃烧所产生的气体可再次被利用来进行供暖或制冷，降低了二氧化碳的排放。且天然气是一种清洁能源，充分燃烧后不产生二氧化硫等有害气体，对环境影响极小，符合环保要求。与传统方式相比，同样供给用户1.2kw.h热量和1kw.h电量，天然气三联供技术排放的二氧化碳量仅为460g，而传统锅炉和市政电网的二氧化碳排放量可达1147g，极大的降低了煤炭的消耗及温室气体的产生，充分体现了经济效益和生态效益的结合。
（三）稳定可靠。三联供技术中所利用到的分布式供能系统，可与城市供电系统连接，形成能源网。系统一般都配备有常规电源及备用电源，常规电源应用自平时正常供电中，保障人们日常生产和生活的用电需求。在出现停电等故障时，常规电源无法正常工作，这时备用电源可以及时与城市能源网进行连接供应，保障各级部门的用电需求和用电安全。尤其是在医院等特殊部门，保障电力正常运行十分重要。相关部门应对电力系统进行定期的检修与维护，将天然气出现故障的概率降到最低。
（四）智能调峰。分布式供能系统还可根据季节温度的不同，智能调控电力和燃气的利用。例如，夏天人们对电力需求大，制冷需求大，但是对燃气和供热需求低，这时，分布式供能系统可利用燃烧天然气来进行制冷和发电，增加燃气消耗，减轻电力负荷；在燃气需求大的冬季，可利用燃烧燃气所产生的余热来制造电能和进行供暖，降低燃气消耗，从而实现错峰使用，减轻负荷的同时也节约能源的消耗[3]。
结语：在经济不断发展的同时，环境及能源危机在全球日益突出，探索经济发展与生态平衡成为全球关心的重要问题。在此基础上，我国大力推行天然气的三联供技术，极大的缓解了能源压力，降低了环境污染，取得了极大的经济效益和社会效益。然而，受技术条件的限制，我国在相关方面也有其不足之处，这就需要在今后加大资金投入与研究力度，来完善其中不足，更好的推进可持续化发展。
参考文献：
[1]陈鑫,单明珠,张珣珣. 天然气冷热电三联供技术及其应用[A]. 中国石油学会天然气专业委员会.2018年全国天然气学术年会论文集（05储运、安全环保及综合）[C].中国石油学会天然气专业委员会:中国石油学会天然气专业委员会,2018:6.
[2]阮春海.建筑中天然气分布式冷热电联供技术的应用探讨[J].建材与装饰,2016(52):114-115.
[3]张磊,刘昌盛.天然气三联供技术在城市综合体中应用分析[J].建筑节能,2014,42(08):52-55+96.