冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的方案設計及多準則對比評價.pdf

1、本文以更高的能量利用效率、更大的經濟收益和更低的環(huán)境排放為出發(fā)點，以冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)為研究對象，以系統(tǒng)整體全局為審視角度，建立系統(tǒng)的物理模型，給出系統(tǒng)的多準則評價指標，分析系統(tǒng)的性能從而進行對比優(yōu)化。
　　第一，針對冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的設備組成及工作流程，介紹了系統(tǒng)的工作原理和各個設備的工作原理，給出了設備的能量平衡、質量平衡模型和工作介質的物性方程，以及電化學反應的平衡方程，介紹了熱力學模擬軟件Cycle-Tempo，以及運用該軟

2、件建模的方法。
　　第二，對冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)中供熱和供冷方案進行了模擬對比及分析。首先，指出了當前熱電聯(lián)產和冷電聯(lián)產系統(tǒng)中由于低溫余熱的利用率低和長距離輸送困難的問題，針對該問題，提出了相應的解決思路和策略，給出了供熱和供冷系統(tǒng)的熱力學評價指標和經濟性評價指標，并建立了對應的評價模型。然后，在現(xiàn)有電廠的基礎上，針對當前存在的各種供熱配置方式，提出了四種天然氣熱電聯(lián)產集中供熱方案并進行對比分析。采用Cycle-Tempo軟件建立了這

3、四種熱電聯(lián)產的系統(tǒng)熱力學模型，對聯(lián)產系統(tǒng)進行熱力學模擬，分析對比每個系統(tǒng)的熱力學和經濟性，并討論了天然氣價格、電價格、供熱負荷和供熱距離的變化對系統(tǒng)經濟性的影響。最后，通過Cycle-Tempo軟件建立了電廠集中供冷系統(tǒng)的熱力學模型，先在固定電價條件下，將電廠集中供冷方案與傳統(tǒng)的電壓縮制冷方式進行了對比，并分析了供冷距離對系統(tǒng)的成本的影響;然后考慮峰谷電價政策，將集中供冷、電壓縮供冷和冰蓄冷三者結合起來，建立了8個供冷方案，并分析了在不

4、同距離條件下各個方案的經濟性。
　　第三，以進一步提高冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的能量利用率為目標，將燃料電池應用到三聯(lián)供系統(tǒng)中并進行對比分析。首先，通過Cycle-Tempo軟件建立了固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的模型，并分析了燃料電池壓力、溫度以及電流密度對系統(tǒng)性能的影響。然后，將燃料電池與燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結合起來，針對燃料電池與燃氣輪機的三種耦合方式，分別建立了三個耦合系統(tǒng)，將其以發(fā)電效率為指標進行對比以選出最優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)方案，

5、并分析了最優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)的電池參數(shù)對混合系統(tǒng)的發(fā)電量以及效率的影響。最后，建立了最優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)的三聯(lián)供系統(tǒng)的模型和常規(guī)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)三聯(lián)供系統(tǒng)模型，以熱力學效率和年度化成本為目標，將其進行對比并分析。
　　第四，對多種三聯(lián)供系統(tǒng)方案進行優(yōu)化設計和多準則對比分析。根據(jù)不同的能源種類和不同的能量轉換方式以及不同的供熱和供冷的配置方式，給出了冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的方案設計方法和發(fā)電設備容量的確定方法。分別針對常規(guī)天然氣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)三聯(lián)