冷热电联供系统燃机性能分析.pdf

产业与科技论坛 2016 年 第 15 卷 第 24 期 冷热电联供系统燃机性能分析 □王维娜　 任鸿远 【内容摘要】分布式冷热电供能系统因效率高、污染小、灵活性强等优点,目前正逐渐被广泛使用,而在分布式系统运行过程中, 小型燃气轮机的优化配置与优化运行直接关系到系统的集成优化程度,以及整个机组的经济性与安全性。 本文以 冷热电三联供分布式供能系统的热机为研究对象,通过分析MW级燃气轮机工作原理与燃机的压缩、回热、燃烧、 膨胀过程,对小型燃机效率的影响因素进行了细致探究,所取得的性能参数分析方法对其它再建同类机组具有一 定指导意义和参考价值。 【关键词】电力系统;冷热电联供系统;燃机性能 【基金项目】本文为“分布式冷热电联供系统在蒙西地区的应用研究”(编号:HYZQ201404)成果。 【作者简介】王维娜(1984 ~),女,内蒙古赤峰人;河套学院讲师;研究方向:电力系统节能 任鸿远(1983~),男,河北承德人;北京中恒博瑞数字电力科技有限公司工程师;研究方向:电力系统节能降损 　 　 一、引言 着非常重要的意义,对于实现能源一体化发展总供能系统提 在国民经济快速增长的同时,世界能源利用形势日益严 供了技术支持。 实现天然气高效利用的先进技术,是一种建 峻,由能源利用所引起的全球气温变暖,资源匮乏等环境问 立在能源梯级利用基础上,将制冷、供热和发电一体化的总 题也日益凸显。 发电系统、供热系统与制冷系统作为最主要 供能系统。 的能源消耗系统,直接影响能源利用的程度。 而传统发电、 (一)分布式供能系统原理。 分布式供能系统具体工作 供热、制冷系统在一定程度上存在着类似锅炉的高温热能用 流程如图1所示,在流程图当中可以看到高温烟气在燃气机 于低温做功的能量损失,且由于电能存在的不易储存性使得 中温度和压力骤降,当温度降低到400°C左右的时候,再进 扩大电力生产的同时,会产生能源的不充分利用的问题。 冷 入到余热锅炉完成给水之后使得内部的温度进一步下降,然 热电联供(Combined Cooling Heat and Power—CCHP)系统[1] 后再利用加热器进行加热,最后形成低温烟气经过过滤环保 是直接面向用户,按用户需要直接生产并利用能源,采用高 处理之后才能够排放到大气当中。 对于余热器中的热水一 品位的热能用于发电,低品位的热能用于供热和制冷,实现 部分是用于生活供暖,另一部分才是用于给水加热。 的能的分级利用从而大幅度提高系统的总能效率,因其能够 较好地解决能源的不充分利用问题,已成为欧美多国实现经 济与能源协调发展的一种有效手段。 二、国内外发展现状 美国是最早应用CCHP 的国家,现阶段在美国国内已经 有超过800座分布式功能站,预计到2020 年达到50%的新 [2] 建商业设施与大学设施采用 CCHP 。 欧亚地区各国政府, 如英国、丹麦、荷兰、德国、法国、日本、韩国等国积极采取政 策加以支持,使得国家GDP飞速发展的同时,能源消耗并未 增加,污染物的排放反而大幅下降。 在20世纪的中后期,随着我国经济的发展,我国制定了 符合当时国情的“能源和节能并行发展”的战略思想,现阶段 随着时代的变迁,逐渐将“节能”放在能源开发的首位。 同时 在上海、北京开展试点工程,北京中关村国际商贸城和奥运 村将相继采用分布式能源系统。 上海已在浦东国际机场、黄 图1　 冷热电三联供分布式供能系统流程图 浦区中心医院、交大紫竹院等场所进行“爱能岛”试点,取得 (二)MW级燃气轮机。 了很好的社会和经济效益。 1.工作原理。 操作流程具体如下:由四个物理过程组 三、冷热电联供系统 成,分别为定熵压缩过程,等熵升压过程,等熵膨胀过程和定 冷热电联供系统,是分布式供能系统中最具实用性和发 压放热过程。 如图2,压气机把外界空气吸入并进行增压后 展活力的技术,对于实现天然气最高效益化利用发展来说有