燃氣輪機冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能及運行優(yōu)化研究.pdf

1、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)是一種建立在能量梯級利用概念基礎之上，將制冷、供熱及發(fā)電過程一體化的多聯(lián)產能源系統(tǒng)，目的在于提高能源利用效率，減少碳化物及有害氣體的排放，以天然氣為一次能源的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)更是實現(xiàn)建筑節(jié)能減排和天然氣高效利用的最佳選擇。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)被世界廣泛認為是解決能源、經濟以及環(huán)境問題最好的選擇之一，各發(fā)達國家都在積極推進冷熱電聯(lián)供的應用。目前，基于燃氣輪機、內燃機、燃料電池等為發(fā)電裝置的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在美國、英國、日本

2、等國廣泛應用，起到了良好的示范作用。在此背景下，本文首先介紹冷熱電聯(lián)產系統(tǒng)的基本概念和配置模式，確定本文的研究對象；然后以燃氣輪機冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)為例，介紹了其組成及主要設備特性，根據燃氣輪機冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)能流結構，以熱力學理論為基礎，主要分析了系統(tǒng)回熱度、補燃率和電制冷率在能量數量、能量品質及能量節(jié)約方面對聯(lián)供系統(tǒng)的影響。結果表明：從能量的數量方面來看，增大回熱度、電制冷率對于能量的利用是不利的，而增大補燃率在一定的條件下對能量的利用是

3、有利的；從能量的品質和節(jié)約方面來看，增大回熱度對于能量的利用是有利的，增大電制冷率和補燃率對于能量的利用是不利的。
　　 其次本文還根據最優(yōu)化設計理論，針對“以電定熱”、“混合模式”兩種不同的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運行模式，以發(fā)電、制冷和供熱設備的性能特征作為優(yōu)化約束條件，以年運行費用最低為優(yōu)化目標函數建立了聯(lián)供系統(tǒng)設備配置與運行策略的數學優(yōu)化模型，并以上海某辦公樓為例，在給定的能源價格和冷熱電負荷條件下，應用模式搜索法對聯(lián)供系統(tǒng)數學優(yōu)

4、化模型進行求解計算，得出了系統(tǒng)優(yōu)化配置和運行策略，并與分供系統(tǒng)作比較，分析了聯(lián)供系統(tǒng)在經濟、節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)勢；最后針對已經得出的系統(tǒng)優(yōu)化配置，分析了電價、天然氣價格變化對聯(lián)供系統(tǒng)經濟性、節(jié)能性和環(huán)保性的影響。結果表明：聯(lián)供系統(tǒng)采用“混合模式”策略較“以電定熱”策略在經濟性、節(jié)能性和環(huán)保性方面更具有優(yōu)勢。當聯(lián)供系統(tǒng)建成投入運行后，電價降低，其經濟性不受影響，節(jié)能性和環(huán)保性變差，但仍優(yōu)于分供系統(tǒng)，而電價上漲，其節(jié)能性和環(huán)保性均不受影響，