【《冷热电联供系统热力性能分析和数学模型建立分析案例》2400字】

冷热电联供系统热力性能分析和数学模型建立分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u1282冷热电联供系统热力性能分析和数学模型建立分析案例 1258561.1燃气轮机 1178321.1.1定压加热理想循环 113381.1.2燃气轮机数学模型 3142291.2余热锅炉 4195161.3蒸汽透平 5200491.4溴化锂制冷机组 6323551.4.1设计参数的选定 6102231.4.2设备热负荷计算 71.1燃气轮机在研究过程中我们对燃气轮机做出合理假设：燃气轮机处于稳态过程，不考虑启停影响；不考虑设备运行热损失；回热器中传热温差相等；空气和燃气为不可压缩流体。1.1.1定压加热理想循环在这个循环中，我们引入空气标准假设，燃气轮机装置的工作循环就可以简化为四个过程组成的理想循环，如下图所示：图1.1定压加热理想循环Fig1.1Idealcycleofconstantpressureheating其中，1-2为绝热压缩过程；2-3是定压加热过程；3-4是绝热膨胀过程；4-1是定压放热过程。对改进的流程其热力循环图如下：图1.2带回热器的燃气轮机T-S图Fig1.2GasturbineT-Sdiagramwithheater在回热器中，若燃气能够冷却到最低温度T2，预热到最高温度T4则称为极限回热理论循环。燃气轮机装置的实际循环为1-2’-3-4’-1，采用回热器可以提高装置的热效率，但是回热器的换热面积必须考虑实际情况和经济效应不能够无限的增大，实际上压缩气体的加热很难达到T4’,只能达到比T5温度低的T7。这时我们就需要考虑回热度对燃气轮机的影响。σ=此时装置加热量q=h3-h7，较无回热时少了h7-h2’。这样热效率的分子不变而分母减小，装置的热效率就大大提高了。如果采用更高的回热度，则可以更大的提高装置内部效率，但随之需配备较大的回热器，此时需要考虑回热器的经济效益。实际应用时，应权衡得失选用适当的σ。1.1.2燃气轮机数学模型压气机部分：压缩机所耗的功为技术功，在实际的情况下，有相当大的摩擦损失，我们引入ηc来衡量其工作优劣。Wc式中：Wc为压气机理论耗功，KWma为空气的质量流量，Kg/scp,a是空气的定压比热容，Kj/(kg·K)T1，T2分别是压气机进出口温度，T2'为压气机实际出口温度，Kηc由式（3-1）可推导出压气机实际出口温度表达式为：T2'燃烧室部分：燃烧室的作用是将压气机压缩后的高压空气与燃料充分地混合燃烧，向透平提供高温高压的燃气。 mg式中：mg为烟气质量流量，Kg/scp,g为烟气的定压比热容，Kj/(Kg·K)T3为烟气在燃烧室的出口温度，Kmf为燃料的质量流量，Kg/sηbLHV为燃料的低位发热值，Kj/Kg；透平部分：高温高压的燃气经过透平膨胀做功，带动转子高速旋转，将热能转化为机械能。 Wt式中：T4为透平出口温度，KT4'为透平实际出口温度，Kηt由式（3-4）可推导出透平实际出口温度： T4'回热器部分：冷热流体在回热器中有热量传递的过程，热流体与冷流体的换热效率为回热度。 σQ当然，我们知道热流体为来自燃气透平出口的烟气，冷流体来自压气机的空气，假设来自燃气轮机排出的烟气中，有α（α取0-1）的热量进入换热器，我们将其表示为： σαq式中：qm,gt为燃气轮机的出口烟气质量流量，Kg/s cp,gt为排气烟气的定压比热容，Kj/(Kg.K) c,in1.2余热锅炉本系统中余热锅炉没有补燃装置，可视为烟气换热器，做经过回热器的烟气与汽水的换热。图1.3余热锅炉T-Q图Fig1.3T-Qdiagramofwasteheatboiler从热量的角度出发，利用能量平衡关系，燃气轮机排出烟气的热量有（1-）进入余热锅炉。进入余热锅炉烟气的热量应该为排出烟气的热量和蒸发水蒸汽所需热量之和：Qin式中：qm,s为锅炉中水蒸气的流量，Kg/shs为高温蒸汽焓，Kj/Kghw为给水焓，Kj/kgTg,out为锅炉排气的出口温度，1.3蒸汽透平理想状态下蒸汽对汽轮机做功为：Wst=qm,s(式中，为蒸汽在汽轮机进口、出口的比焓，kJ/kg；考虑机械损失和摩阻损失后，机组实际输出功率为：Wst'=ηst,s式中：ηst,sηm燃机的排气余热是汽轮机装置循环的热源，则其吸热量为：Qst忽略给水泵的耗功可得汽轮机效率为：ηst1.4溴化锂制冷机组1.4.1设计参数的选定（1）吸收器出口冷却水温度tw1和冷凝器出口冷却水温度冷却水的总回温一般取7~9℃，依据冷却水的进水温度来确定。因为吸收器的热负荷ϕa比冷凝器的热负荷ϕk要大，所以通过吸收器的温升Δtw1比通过冷凝器的温升Δttw1tw2=t式中：Δtw1为吸收器的温升，Δtw2为冷凝器的温升，（2）冷凝温度tk及冷凝压力冷凝温度高于冷凝器冷却水温度2~5℃，即tk根据tkpk（3）蒸发温度t0及蒸发压力蒸发温度一般较冷水出水温度低2~4℃。如果txt0蒸发压力p0根据tp01.4.2