關于熱電聯產，熱水和蒸汽是熱電聯產系統中經典的發動機輸出，但并不是唯一的。它們可以轉換為其他形式以適應其他用途，今天再來細致的

關于熱電聯產，熱水和蒸汽是熱電聯產系統中經典的發動機輸出，但并不是唯一的。它們可以轉換為其他形式以適應其他用途，今天再來細致的講一講熱電聯產 / 冷熱電三聯供的其它應用。如今的發動機輸出可以包含以下三項：

• 干燥熱風應用
• 通過吸收式冷水機組產生冷凍水
• 通過凈化廢氣產生二氧化碳

換句話說，一臺發電機組可以一次產生兩個、三個甚至四個有利用價值的輸出。借助當今的發電技術，可實現高達 45% 的電效率和高達 90% 的綜合能源效率。而且，熱電聯產系統不一定需要全時滿負荷運行才能具有成本效益——低成本且簡單的配置可以在許多應用環境中帶來可觀的回報。

1. 熱源

現代的稀薄燃燒往復式燃氣發動機具有豐富的熱源。根據用戶的熱量需求（表 1），可以捕獲大量原本浪費的熱源用于生產用途。

發動機排氣提供了迄今為止最高的溫度和最大的熱量輸出。典型的排氣溫度約為 460℃（860°F）。廢熱可以產生用于鍋爐給水加熱等用途的中壓蒸汽，以及用于滅菌、空間加熱、罐加熱、加濕等過程的低壓蒸汽。此外，用天然氣補充燃燒可以提高排氣溫度和熱量輸出，以產生更大體積和壓力的蒸汽，獲得更多可能性。

此外，還可以從發動機缸套水中提取熱量，以產生溫度高達 99℃（210°F）的溫水或熱水，用于空間加熱和各種工業過程。低品質的熱量可從油冷卻器（如果它未包含在缸套水回路中）和二級中冷器獲得，以滿足額外的低品質熱水應用。

如開篇提到，熱水和蒸汽是熱電聯產系統中發動機的常規輸出，但并不是唯一的能源，它們可以轉換為其他形式以適應各種用途。

2. 熱源的多種轉換形式

2.1干燥熱風

蒸汽或熱水可以通過熱交換器以產生干燥熱風，為窯爐和烘干機等設備提供熱風。并且加熱的空氣與新鮮的外部空氣混合以擴大體積并實現精確的溫度控制。

2.2冷凍水

蒸汽、熱水或廢氣可以通過吸收式冷水機組產生用于空間或工藝冷卻的冷水。吸收式冷水機組使用的是熱量而不是電力作為能源。它們的效率通過性能系數（COP）來衡量。簡單、成本相對較低的單效吸收式冷水機組可在低至 93℃（200°F）的溫度下啟動；COP 通常在 0.7 到 0.9 的范圍內。更復雜的雙效裝置在 175℃（347°F）下激活，可提供更高的 COP（1.05 至 1.4），但前期成本更高。

熱回收系統可以將一些熱量用于生產水和蒸汽，并利用吸收式冷水機組制冷——這一概念稱為冷熱電三聯供。換句話說，系統可以在冬季制暖，在夏季制冷。

在巴西圣保羅一家能源公司，為一座商業辦公綜合體提供服務，該綜合辦公體占地 8,000 平方米，包含幾座辦公樓。該能源公司總共使用四臺卡特彼勒 G3520C 燃氣發電機組，總功率為 6.4 MW，帶有缸套水和廢氣熱交換器，用于捕獲發動機的熱能并將其轉移到一個公共水回路，該回路供給四個 540 噸（TR）額定熱水吸收式冷水機組。吸收式冷水機與兩臺 340 噸電動冷水機、三臺 450 噸電動冷水機和一臺 320 噸天然氣冷水機并行運行，以維持設施的冷卻需求。Cat?（卡特）發電機組產生的所有電力隨后通過并聯開關設備輸送到園區。該能源公司還采用了兩臺 G3512B 柴油發電機組，每臺備用發電機組的額定功率為 1,500 ekW，為設施提供應急或峰值電力。

2.3更多電力

一個設施一般需要持續的主用電源并且幾乎沒有或沒有熱負荷，發動機廢氣熱量可用于通過有機朗肯循環（ORC）提高電力輸出。通常來自多個發動機的廢氣供給鍋爐，將工作流體轉化為蒸汽，然后蒸汽進入透平機膨脹做功，從而帶動發電機。這種配置類似于聯合循環發電廠，可將發電量提高約 10%，并將電效率提高 5 至 6 個百分點。

山西晉城煤礦開采公司從地下煤層收集瓦斯氣發電，為四個獨立的發電廠供電，每個發電廠裝有 15 臺 Cat G3520C 高壓燃氣發電機組。每個發電廠都設計有一個聯合循環系統，可回收廢熱為 3,000 kW 的蒸汽輪機提供動力。該熱回收計劃的結果是為當地電網增加了 12 MW 的電力，相當于發電廠 120 MW 總電力輸出的 10%。

2.4更多熱量

熱泵技術可以從低品質熱源中提取有用的熱量：發動機中冷器回路、廢氣余熱回收鍋爐下游的廢氣余熱，甚至是發動機缸體的輻射熱。該熱量可用于預熱發動機缸套水熱回收回路或用于低溫空間或工藝加熱。這種熱泵裝置實際上可以將整個系統的熱效率提高到略高于 100%（基于燃料低熱值），同時回收由于燃燒過程中的汽化潛熱而損失的熱量（低熱值和高熱值燃料的差別）。

2.5利用廢氣 CO2

除了熱回收，廢氣中的二氧化碳是發電過程產生的可用副產品：富含二氧化碳的發動機廢氣可以在催化劑反應器中進行清潔、冷卻并送入工藝流程。例如，在溫室中，二氧化碳施肥有助于作物更快地生長，將產量提高 10% 到 20%。廢氣還可以為工業應用，甚至為碳酸軟飲提供低成本的二氧化碳來源。將效率提升到極致，單臺發電機組可以提供電力、空間或過程加熱、空間或過程冷卻以及二氧化碳——一個被稱為四聯供的概念。

在比利時的一個溫室大棚，95% 的發電量根據高效電力的溢價出售給當地電力公司。來自兩臺 G3516A（單臺 1,070 ekW）發電機組和一臺 G3520E（2,070 ekW）燃氣發電機組的缸套水、廢氣、一級中冷器和油冷卻器熱量以熱水的形式收集和存儲，熱水用于保持溫室恒溫。

發電機組排出的廢氣中含有氮氧化物、一氧化碳和未燃燒的碳氫化合物。選擇性催化還原（SCR）和氧化催化劑系統將這些氣體轉化為純 二氧化碳。其中，75% 排放的二氧化碳作為有機肥料通過管網重新引入種植蔬菜的根部，有助于將作物重量提高 20%。

3. 簡單設計的熱電聯產系統同樣可以帶來經濟效益

簡單且精心設計的熱回收也可以幫助許多電力項目提高經濟。幾乎任何需要大約 1,000 或更多年運行小時的應用都具有經濟熱回收的潛力。

從發動機冷卻回路中回收熱量非常簡單：管殼式或板式熱交換器可以產生 82° 至 99℃（180° 至 210°F）的熱水。這種熱水的用途包括空間或生活用水加熱、輕型生產過程加熱、鍋爐冷凝水或補充水預熱，以及空調、過程冷卻和干燥劑除濕。

下面舉一些例子：

商業地產

辦公樓可以在營業時間內經濟高效地運行發電機組，避免峰值電價市電。如果從缸套水熱交換器中回收的熱量可以部分抵消用于空間加熱、水加熱或除濕的能源成本，那么投資回報率就會提高。

輕工業

擁有發電機組的中小型制造商可以在發動機冷卻系統回路中安裝熱交換器，并帶有恒溫控制的分流閥來調節流向廠內負載的流量。

服務業

酒店可以很容易地將熱回收用于生活熱水、洗衣房、廚房或游泳池加熱。

食品加工

食品生產商可以回收廢氣和缸套水的熱量，以產生低壓蒸汽，用于烹飪或發酵面團等輕量加工負載，或用于清潔和消毒的熱水。