联合循环冷热电联供系统优化

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:libra163
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发展冷热电联供技术不仅可以实现能源的梯级高效利用,还可以增强对环境的保护。所以,加强对冷热电联供技术的研究、发展具有重要的现实意义,加大对冷热电联供技术的推广与实施也势在必行。虽然目前已经存在针对基于冷热电联供技术的集成方案及运行策略的优化研究,但是针对不同的工程,具有不同的最佳集成方案与运行策略。因此,本文根据所研究的工程需求进行集成方案设计与运行策略优化。论文首先通过对冷热电联供系统中的发电系统、供热系统和制冷系统中的不同设备的优缺点进行分析,结合实际的工程需求进行系统的集成方案设计,设计的新系统集成方案为:燃气-蒸汽轮机联合循环+补燃型双压余热锅炉+溴化锂吸收式制冷机组,使用在余热锅炉中抽汽来实现简单的调峰。然后,使用Aspen Plus平台对系统进行计算,根据计算结果进行(火用)损分析,得出系统的主要(火用)损来自于燃气轮机与烟气的余热部分,其中燃烧室的(火用)损失最大,约占总损失的75%。根据分析结果对系统进行结构优化,将传统的空气压缩机改为一次间冷、二级压缩,并且使用烟气的余热来加热燃料。使用热效率、(火用)效率以及单位能耗收益三个评价指标分别从热力学第一定律、热力学第二定律和经济性的角度对优化前后的集成方案进行对比分析,优化后的系统的热效率相对提高了约5%,(火用)效率相对升高了约2%,单位能耗收益相对提高了约0.3元/GJ。对比的过程中发现系统的热效率、(火用)效率和单位能耗收益会随着压缩机的级间压力、出口压力及级间冷却温度的变化而改变,通过敏感性分析,得出结论:系统的热效率、(火用)效率以及单位能耗收益随着压缩机级间压力的增大而降低、随着压缩机出口压力的增大而升高,但当高压压缩部分的压比增大到约为8的时候,它们反而会开始降低,此外,还随着级间冷却温度的升高而减小,但当高压部分压比较小,大约低于8.5的时候,它们反而会先升高再降低。最后,论文对工程所在地区的气候与负荷特征进行分析,并基于节能性、经济性和环保性三个方面,对CCHP系统的运行策略方案进行优化,得出:在该地区,只有在夏季的中午11:00到晚上的18:00之间是基于“以热定电”的运行策略方案运行的,剩余的时间段和其他季节都是基于“以电定热”的运行策略方案运行的。
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