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《分布式能量系统》课程考核
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一、作业题目
设计以燃气轮机发电机组为主机的冷热电联产系统并进行相应的热力计算。
（一）、已知条件：
（1）燃料——天然气（热值50000kJ/kg）
（2）发电设备——燃气轮机发电机组
（3）空调冷（热）生产设备——烟气型溴化锂冷水机组（远大产）
（4）生活热水生产设备——管壳式换热器
（5）生活热水输出/回水温度——55 ℃/10℃
（6）排烟温度——（80 ℃——100℃）
环境温度288K时，标定工况燃气机有关性能参数功率kW 效率
% 压比 初温
℃ 排烟温度
℃ 烟气流量
Kg/s 9810 36.2 15 1288 575 30 环境温度288K时，变负荷工况燃气机有关性能参数要求：
（3）主机在100%、67%和44%负荷工况运行时，计算系统的输出电功率、空调冷量/热量、生活水热量以及夏季和冬季系统的一次能源节约率（分供系统：供电效率0.36，电制冷系数5，供热效率0.。
上式中：
机组出口烟气温度
二、作业完成情况
（一）系统原理图
根据燃气轮机发电机组，经初步设计画出系统原理图如下：
（二）配套设备的选择
1、制冷机的选择
（1）、冷水机组的选型
根据主机烟气额定参数，查远大空调产品手册，选用远大空调烟气机BE烟气500℃-800，机组数量2台，其主要参数如表二。
表二
制冷量kW 制热量kw 烟气流量Kg/h 烟气入口温度℃ 烟气出口温度℃ 9304 6137 61381 500 160 （2）、冷水机组输出参数修正
，
冷水机组排烟温度：
℃
所以就有冷水机组修正后
制冷量：
制热量：
即有冷水机组修正后参数结果如表三：
表三：
制冷量kW 制热量kw 烟气流量Kg/h 烟气入口温度℃ 烟气出口温度℃ 10948 7221 54000 575 165.6
2、换热器的选择
（1）换热器的选型
选择两台换热器串联。
1）烟气的物性参数：
假设烟气出口温度为85℃，
烟气平均温度：
查表得：运动粘性系数 ；
导热系数 ；
普朗特数
2）水的物性参数
水的平均温度：
查表得：运动粘性系数 ；
导热系数 ；
普朗特数 ；
3）水的流量及热量
4）平均温压
5）根据经验估计传热系数
6）传热面积
7）根据初步计算，选择公称直径1200mm的立式虹吸式重热器，两台。
管材： 20#碳素钢 管径/壁厚： 正三角排布
管数： 711 管间中心距： 48
管程流通面积： 0.5715 折流板间距：
8）烟气平均流速和Re
烟气平均体积流量
烟气平均速度
雷诺数
9）管内烟气平均对流换热系数
10）管外平均对流换热系数
碳素钢的传热系数
当量直径
流速：
11）传热系数
12)传热面积
13）换热器的型号
查《换热器设计手册》，可知换热器应选择型号为：BEM1400-1.0-204-3/38-1，两台串联。
（2）换热器的校核
1）假设换热器出口烟温为85℃
2)第二次再以上面的排烟温度再进行计算
3）第三次再以上面的排烟温度再进行计算
通过迭代，烟气出口温度基本稳定在83.7℃，所以校核出口烟温完成，出口烟温为83.7℃。
4）换热器输出参数 如表四
表四：
传热量kW 生活水流量Kg/h 生活水出口温度℃ 烟气出口温度℃ 1240.55 23400 55.8 83.7
3、主机在不同负荷工况运行
（1）100%负荷工况时
输出电功率,空调制冷量，空调制热量，生活热水量
1）一次能源节约率
夏季：
冬季：
2）能源综合利用率
夏季：
冬季：
（2）67%负荷工况时
1）在100%工况时求出相对内效率
有
相对内效率
2）在67%工况时燃气轮机排烟温度
燃气轮机排烟温度为：
，
冷水机组排烟温度：
℃
所以就有冷水机组修正后
制冷量：
制热量：
即有冷水机组修正后参数结果如表五：
表五：
制冷量kW 制热量kw 烟气流量Kg/h 烟气入口温度℃ 烟气出口温度℃ 8567.1 5651.0 54162 504.02 151.8 输出电功率,空调制冷量，空调制热量，生活热水量
3）一次能源节约率
夏季：
冬季：
4）能源综合利用率
夏季：
冬季：
（3）44%负荷工况时
同67%工况可求得
表六：
制冷量kW 制热量kw 烟气流量Kg/h 烟气入口温度℃ 烟气出口温度℃ 654
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