热电联产机组与热泵供热节能效应理论研究

热泵已成为分散供热及小范围集中供热的主要形式之一。为此,本文以某330 MW热电联产机组为例,研究热电联产机组相比热泵供热、锅炉供热的节能效应。通过改变热泵COP值、机组电负荷率及热电比,获得不同工况下热电联产系统的节煤率。结果表明,对于某一特定工况,热电联产的节煤率随热泵COP值的增大而减小,随机组电负荷率的增大而增大,随热电比的增大而增大;在电负荷率较大、热电比较高、热泵COP较低时,热电联产机组才具备节能效果。     

褐煤抽汽预干燥发电系统变负荷特性仿真研究

燃褐煤发电机组投资大、效率低,采用汽轮机抽汽为热源对褐煤进行预干燥,是提高褐煤发电效率的有效手段。本文结合某600 MW机组,采用Aspen plus建立了系统变工况仿真模型,验证了模型的准确性,并基于此模型仿真研究了系统的变工况特性,结果表明:褐煤预干燥使得锅炉燃烧温度升高,烟气量降低,烟气酸露点下降;褐煤抽汽预干燥发电系统发电标准煤耗率随着机组负荷下降而增大,并且增大速度较直接燃褐煤发电机组快,在机组负荷下降至50%左右时,采用汽轮机抽汽对褐煤进行预干燥便不再节煤。     

基于特征值的电–热综合能源系统扰动分析

电–热综合能源系统中,热力、电力子系统间耦合日益紧密,单一系统扰动不仅在该子系统内传播,还会演化至其他子系统,使得系统整体稳定问题更加复杂。由于热力系统传输约束的复杂度且与电力系统分析方法的不兼容性,现有综合能源系统的稳定性分析难以准确考虑热量传输延迟特性及建筑围护储热特性对系统整体动态响应特性的影响。本文建立了包含热电联产装置和电热泵等电热耦合元件,考虑热量传输延迟与建筑围护结构储热特性的电–热综合能源系统整体动态模型,导出了系统状态微分方程。基于特征值分析方法,判断小扰动下系统的稳定性,并结合时域仿真进行了验证。同时,定量分析了系统结构参数及运行参数对电–热综合能源系统稳定性的影响规律。     

抽凝机组和热泵联合运行系统变工况特性的研究

抽凝机组和热泵联合运行系统变工况特性的研究任浩仁，史挺进，胡美丽，顾晃（浙江大学能源工程系杭州３１００２７）金晶（杭州锅炉厂杭州３１０００４）关键词：抽凝机，热泵，变工况一、引言热电联产以其无可否认的节能作用，得到了越来越多的重视和推广。然而一直有一...     

集成热泵干燥的褐煤发电系统理论研究

对褐煤干燥提质是提高褐煤发电系统发电效率的有效手段,热泵干燥是一种节能干燥技术。因此,本文考虑在褐煤发电系统中集成热泵干燥技术,设计了系统流程,并建立了该系统热效率、分析模型。进而,结合某600MW直接燃褐煤发电机组实例,对该系统的节能潜力进行了计算,结果表明:燃烧过程损降低是褐煤预干燥节能的本质,而通过热泵干燥在基准工况下可以降低机组供电标准煤耗率达11.54 g.kWh~(-1)。最后,分析了主要系统参数对系统能效的影响规律,结果表明:干燥机热效率、热泵热力完善度越高,褐煤干燥程度越大,系统供电标准煤耗率的降低量越大。     

考虑变负荷能耗特性的技术经济最佳热化系数研究

最佳热化系数可指导热电联机组容量配置,实现热电联产经济效益的最大化。本文提出了考虑变负荷能耗特性的技术经济最佳热化系数确定方法,建立热电联产系统变工况分析模型,计算获得了案例机组的变负荷能耗特性,优化得到了技术经济最佳热化系数。结果表明：不考虑、考虑变负荷能耗特性的技术经济最佳热化系数分别为0.750、0.702,不考虑变负荷能耗特性年节约费用的偏差达22.0%,考虑变负荷能耗特性后可获得更加精准的热电联产技术经济效益。     

中型直膨式太阳能PVT热泵系统性能实验研究

对一种中型直膨式太阳能PVT(光伏/光热)热泵热电联产系统进行了实验研究。通过对PV(光伏)组件与直膨式集热/蒸发器的合理耦合构建PVT热泵系统,直膨式背板可吸收太阳能电池废热,降低太阳能电池温度,有效提高光伏组件发电效率,同时提高了热泵循环蒸发温度和蒸发压力,改善了热泵系统的运行性能。背板采用新型直膨式集热/蒸发器流道结构,结合PVT组件阵列管路设计,有效提升了冷媒分布均一性和PVT组件工作温度的均匀性。实验结果表明系统在热水模式下的平均COP(Coefficient of Performance)可达6.45,供暖模式的平均COP达4.24。系统所发电量可用于自身压缩机、水泵运行或并入电网,且提供55?C以上的热水,从而实现太阳能PVT热泵系统高效热电联产。     

带喷射式热泵的回热系统热经济性研究

目前在所有电厂中普遍采用给水回热加热系统来提高机组效率,且机组效率随回热级数的增加而提高,但受汽轮机结构等因素的制约,现有机组一般采用7~9级回热.本文研究在不改变汽轮机结构的情况下,采用喷射式热泵技术增加回热级数,从而提高机组效率.通过对某660 MW机组进行计算,结果表明采用喷射式热泵可使该机组热效率提高0.13%,发电标准煤耗率下降0.35 g/kWh,每年节省标准煤1617.6 t以上,机组热经济性显著提高.     

基于电动汽车V2B模式的多联产系统两阶段优化

随着电动汽车接入造成建筑动态负荷变化,致使传统面向建筑的分布式多联产系统无法适用于电动汽车大规模接入情景。本文提出一种基于电动汽车V2B模式的可再生分布式多联产系统两阶段优化模型。第一阶段调度电动汽车参与V2B模式进行充放电,第二阶段提出谷时蓄电运行策略,运用多种群遗传算法进行优化。选择模型关键参数为优化变量(原动机容量、地源热泵输出冷/热量占总冷/热负荷的比例、蓄电池容量),以一次能源节约率、年总成本节约率和二氧化碳减排率为指标评价系统综合性能。经与参比系统对比分析,结果表明该多联产系统的能源、环境、经济性指标分别为：48.68%、43.04%和44.87%。本文为考虑电动汽车V2B模式的多联产系统集成与优化研究提供了新思路。     

利用相变储热提升电力系统可再生能源消纳

由于波动性和间歇性,可再生能源的大规模引入对电力系统灵活性提出了更高要求。然而目前以"以热定电"模式运行的热电联产厂在供热期的调节能力低,限制了电力系统灵活性,导致可再生能源消纳困难。本文针对一个含有风电厂的电-热综合能源系统,研究了一种应用相变储热装置提升热电联产系统灵活性的方法。基于(?)耗散热阻理论,将其热力子系统构建为热阻网络模型,进而将电-热综合能源系统构建为整体能量流模型,并依此对系统的调度策略进行了优化。结果显示:引入储热装置实现了用户热负荷与热电厂热出力的解耦,提高了系统灵活性;当热电联产机组的热电比保持恒定时,储热装置在日间(风电资源缺乏)时储热、在夜间(风电资源丰富)时放热,可使系统风电消纳达到最大。     

一种新型余热联产系统的性能优化研究

为满足用户夏季制冷冬季供热的多目标需求,本文提出了一种适用于中低温余热的新型冷电/热电联产系统。考虑经济收益,定义了系统在冷电联产和热电联产两种工作模式下的循环总效率,并以之为目标函数,采用蚁群优化算法,针对系统的关键运行参数,分别进行了自编程优化计算。结果表明:新系统在冷电联产和热电联产时,最优摩尔浓度分别为0.525和0.500,循环总效率分别为19.9%和20.0%;在相同余热工况下,与传统系统或已有联产系统相比,新系统循环总效率更高,是一种适用于低品位热源的多目标能源供应形式。     

内燃机冷热电联产系统典型变工况特性

根据恒转速内燃机典型变工况解析式,结合产饱和蒸汽的单压余热锅炉的变工况解析式及溴化锂吸收式制冷机组的变工况修正DOE-2模型,研究内燃机冷热电联产系统变工况特性.内燃机负荷减少,总能利用率Z、当量(火用) 效率ηex、经济(火用)效率θ、相对节能率FESR及制冷机组性能系数COP先增加后减少,存在最大值;当负荷过低时,...     

再热蒸汽调温方式对机组变负荷能耗特性的影响

再热蒸汽温度是机组变负荷过程中需准确控制的参数之一。本文针对两种再热汽温控制方式的控制效果及其对机组变负荷过程能耗特性的影响展开了研究。结果表明:与改变尾部烟道烟气挡板开度相比,以摆动燃烧器调节再热汽温具有较好的控制效果;变负荷过程具有较低的平均标准发电煤耗率。升负荷过程中,随着变负荷速率升高,控制方式引起的平均标准发电煤耗率差值逐渐减小,差异最大值为0.59 g·kW~(-1)·h~(-1);降负荷过程中,变化规律相反,差异最大值为0.11 g·kW~(-1)·h~(-1)。     

集成SCO_2动力循环的燃煤电站余热回收系统研究

低温烟气热能的高效梯级利用是火电厂节能减排的重要方向之一。本文结合某1000 MW超临界机组,对常规低温省煤器烟气余热利用系统进行了热力学分析,发现该系统可使系统发电标准煤耗率降低2.50 g·(kW·h)~(-1),但分析发现,空气预热器耗散占输入媚的22.03%,多于锅炉排烟所携带的。为此,本文提出了集成SCO_2动力循环的火电厂低温烟气热能利用系统,旨在减少空气预热器中的耗散。对SCO_2动力循环参数进行了优化,在优化参数下该系统可以使发电标准煤耗率降低3.62 g.(kW·h)~(-1),进一步集成低温省煤器可使发电标准煤耗率降低达5.58 g·(.kW·h)~(-1),最后采用分析结果解释了系统节能的本质原因。     

内燃机及其热电联产系统的典型变工况解析特性

通过大量实测数据总结出发电内燃机的典型变工况特性曲线,并给出相应的公式.结合饱和蒸汽余热锅炉的变工况特性解析解,对内燃机热电联产系统的变工况特性进行了分析:逼近温差ΔTa和相对蒸汽产量随负荷降低而减小,总能利用率、当量(火用)效率和经济(火用)效率随负荷减小先增后减,存在一个最佳值,该值对应内燃机最佳工作状态.余热锅炉蒸汽参数越高,变工况时ΔTa越低.与单轴燃气轮机热电联供装置相比,内燃机联产系统的ΔTa在低工况下更易变为负值,原因为前者在降负荷时烟气流量略增加,而后者降低.ΔTa变负会对余热锅炉有重要影响,内燃机进行热电联产时要注意其安全运转问题.     

650℃超超临界1000 MW机组回热系统的参数优化

发展更高参数超超临界汽轮机组是提高发电热效率和降低燃煤消耗量的主要方向。随着高温合金材料技术的发展,目前已具备发展主蒸汽650℃超超临界机组的条件,主蒸汽和再热蒸汽温度的提高,对回热系统的设计也提出了新的要求。本文设计了超超临界1000 MW汽轮机组的回热系统,分析了主蒸汽和再热蒸汽压力对机组热力性能的影响规律,采用遗传算法优化了各级抽汽参数,汽轮机发电热耗率低于6940 kJ·(kW·h)^-1。     

基于遗传算法的光伏–热电耦合系统多目标优化研究

多因素共同作用下的系统优化设计是光伏–热电耦合系统研究的难点之一。本文建立了光伏–热电耦合系统与单一光伏系统的理论模型,以最高耦合效率与相对于单一光伏系统的最大效率差值为优化目标,采用多目标遗传算法,开展了耦合系统优化设计研究。结果表明,最高耦合效率与最大效率差值两个优化目标是负相关的,且其负相关性是由光伏参考效率所导致,需综合考虑系统经济性,确定最高耦合效率和最大效率差值的折中方案,从而获得耦合系统最佳设计。     

新型热电热泵冷风机的性能研究

设计了一种新型热电热泵冷风机,建立了基于热阻网络法和换热器理论的热电热泵冷风机的数学模型,推导得出了能够有效表征该热电风机制冷性能的多参数耦合方程,并利用该模型分析了制冷片工作电流、散热热阻和新风流量的影响。然后以最大效率和最大制冷量、最小制冷片冷热端温差为综合最优为目标,对以上影响因素提出了最优控制方案,并进一步讨论了热电热泵风机的性能优化方法。该多参数耦合分析方法,对于热电冷风机的研究具有很好的参考价值。     

褐煤热泵预干燥超临界CO2循环发电系统理论研究

褐煤含水量高,直接燃烧发电存在效率低、投资大的问题。为此,本文提出了一种集成褐煤热泵预干燥的超临界二氧化碳循环发电系统,并建立了超临界二氧化碳循环发电系统和褐煤热泵预干燥系统的耦合计算模型,以某660 MW发电系统为例,对直燃褐煤发电系统和褐煤热泵预干燥发电系统进行对比分析。结果表明：褐煤发电系统通过热泵干燥褐煤可以使系统发电效率提高1.44%,发电标准煤耗率降低8.06 g·(k Wh)^-1;分析发现,预干燥褐煤使得锅炉燃烧损降低高达4.47%,排烟耗散降低0.35%,从而使系统效率提高1.29%,燃烧损和排烟耗散降低是系统节能的主要原因;干燥机效率、褐煤干燥程度和热泵COP越高,褐煤热泵预干燥发电系统节能效果越显著。     

微型燃气轮机热力系统的设计分析

对典型的100kw微型燃气轮机系统进行了热力设计及分析,包括对微型燃气轮机回热循环、热电联产和电冷联产热力系统的分析研究。计算了不同压比和温比条件下系统的性能特性,探讨了燃气轮机余热分别应用于供热和制冷时的系统特性,为微型燃气轮机热力系统的设计和参数选择提供了参考依据。