【《冷热电联供系统性能分析案例》2200字】

冷热电联供系统性能分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u1502冷热电联供系统性能分析案例 176481.1冷热电联供系统热力性能分析模型 1265691.2两种方案性能分析 1151581.3优化方案系统性能分析 4144991.3.1压比对系统性能的影响 4306381.3.2温比对系统性能的影响 5310501.3.3进气温度对系统性能的影响 71.1冷热电联供系统热力性能分析模型本文研究的是改进后的冷热电联供模型，其以带回热器的燃气轮机为动力设备，提高装置的循环热效率，烟气再经过余热锅炉加热循环水至过热蒸汽通过蒸汽透平做功，做功后的乏气驱动蒸气型溴化锂制冷机组提供冷量或驱动换热装置提供生活热水。在冷热电联供系统中通过基于热力学第一定律的能量平衡法来衡量系统的热经济性，目前常用的是一次能源利用率（PrimaryEnergyRate,PRE），也称系统热效率或总能利用效率，它的定义是系统输出能量与输入能量的比值，并且把电量、热量、冷量等同看待，可以直接相加。因此，冷热电联供系统的一次能源利用率越高，表明系统的热力性能越好。PERCCHP式中，PERCCHPPel表示系统发电量，KWQcooling_load表示系统制冷量，KWQheat_load表示系统供热量，KWQin表示系统消耗天然气所产生的热量(按低位发热量计算)，KW1.2两种方案性能分析本文通过ASPEN软件分别对常规流程和改进流程进行模拟分析，得出各状态点如下表所示。对比表1.1和表1.2，改进系统余热锅炉排烟温度为130℃，而原系统的排烟温度在252℃，较原系统温度降低很多，实现了废热的利用。单效溴化锂制冷机组的适宜进气温度在200℃左右，改进流程非常符合这一要求，而原流程的进气温度在341℃远远高于适宜温度，造成能量的浪费。表1.1原流程系统方案a各点状态参数表Table1.1Stateparametertableofschemeaoforiginalprocesssystem状态点温度（℃）压力（bar）质量流率（kg/s）1251302589353032510.754359350.75515203530.7567111.530.7572521.530.758401.55.593411.55.510801.35.511401.15.5表1.2改进流程系统方案b各点状态参数表Table1.2Stateparametertableofschemebofimprovedprocesssystem状态点温度（℃）压力(bar)质量流率(kg/s)125130258935303621353042510.755359350.75615473530.7577271.530.7586691.530.7591301.530.7510401015.5116861015.51216415.5138015.5144015.5采用目前技术水平的典型数据,燃气轮机等熵效率、机械效率分别取0.88和0.99。单效溴化锂吸收式制冷机组的制冷性能系数取0.7[23]，改进流程系统余热锅炉排气温度取130℃[24]。表1.3冷热电联供系统流程a和流程b性能指标对比Table1.3ComparisonofperformanceindexesbetweenprocessaandbofCCHPsystem项目流程a流程b发电量(KW)31983.538008.06制冷量(KW)10902.649548.56供热量(KW)648.40648.48燃料压缩机耗功(KW)700.181700.181空气压缩机耗功(KW)18182.818182.8泵耗功(KW)075.2218燃料发热量(KW)37526.2537526.25系统供电效率(%)31.9150.76系统制冷效率(%)29.0525.45系统供热效率(%)1.731.73一次能源利用率(%)65.6979.84表1.3给出了冷热电联供系统流程a和流程b的性能指标，通过对比我们可以看出，流程a的发电量为31983.5KW，系统供电效率为31.91%。流程b的发电量为38008.06KW，系统供电效率为50.76%，与流程a相比，流程b余热锅炉冷股流温度能够达到600摄氏度，可利用蒸汽透平发电，实现较高品位热能的利用，发电效率较流程a增加了15.85%；同时，流程b因为增加了回热器，实现了能量的充分利用。一次能源利用率较流程a增加了11.15%。因此改进后的冷热电联供系统由于原系统。1.3优化方案系统性能分析从上文中我们了解到改进流程的性能较为优越，本节对该流程进行热力性能分析，通过第三章对燃气轮机的数学模型的研究，讨论压比、温比和进气温度对系统性能的影响。1.3.1压比对系统性能的影响讨论压比对系统性能影响时，压气机进口温度压力取常温常压，压比取25~75，燃烧室绝热且压力恒定。通过ASPEN软件进行模拟，得到下表数据表1.4计算数据Table1.4Calculatingdata压比发电效率(%)一次能源利用率(%)2549.904279.83553050.530079.84013550.764179.84414050.915479.82474551.013179.79415051.073579.76705551.195379.75576051.386379.75356551.518279.74907051.648979.74267551.763679.7348我们可以得到系统一次能源利用率、发电效率随压比变化的曲线，如下图所示：1.1热力性能随压比变化规律Fig1.1Variationofthermalperformancewithpressureratio由图1.1可以看出发电效率随压比的增大而增大，一次能源利用率随压比的增大先增大后减小。随着压力的增加，燃气轮机透平发电量增大，这样发电效率就随着压比的增大而增大；但是透平做功多排气温度也就随之降低，系统后续的制冷量和供暖量就降低，进而一次能源利用率就随压比的增加而降低。1.3.2温比对系统性能的影响讨论温比对系统的影响时，取压比为35，燃机进口温度为环境温度，通过ASPEN软件模拟得到下表数据。表1.5计算数据Table1.5Calculatingdata温比发电效率(%)一次能源利用率(%)5.537.870963.32035.639.920665.99845.742.001968.70625.841.112771.42525.946.251271.15476.048.415476.89436.150.603879.64346.252.574281.98086.351.320883.92586.456.007285.87236.557.826487.8204通过ORIGIN软件，我们可以得到系统一次能源利用率和发电效率随温比的变化曲线如下图所示。图1.2热力性能随温比变化规律Fig1.2Variationofthermalperformancewithtemperatureratio由图1.2可以看出，系统发电效率和一次能源利用率随温比的增加而增加，温比是透平进口温度与压气机进口温度的比值，压气机进口温度取常温298K，温比越大，透平进口温度就越高，透平做功也就越大，这样系统的发电效率和一次能源利用率就随温比的增大而增大。1.3.3进气温度对系统性能的影响讨论进气温度对系统热力性能的影响时，压比取35，燃烧室定压绝热，通过ASPEN软件得到数据如下表表1.6计算数据Table1.6Calculatingdata进气温度发电效率(%)一次能源利用率(%)2550.764179.84413050.765880.09053550.578880.00264050.393379.91544550.209079.82885050.026179.74295549.844979.65776049.664379.57326549.485479.48947049.307879.40647549.131279.3239我们可以得到系统一次能源利用率和发电效率随进气温度的变化曲线如