分布式生物质能冷热电联产系统架构及能效研究

发布时间：2018-01-29 01:32

  本文关键词： 分布式 生物质能 冷热电联产 架构 能效　出处：《华北电力大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着世界范围内化石能源的日益紧缺和环境污染的加剧，开发新能源、提高能源的利用率已成为世界各国重点关注的课题。分布式能源是一种新型的综合能源系统，它实现了能源的阶梯利用，可有效的提高系统的能源利用率，具有较高的环境友好性、可靠性和经济性；生物质能属于可再生能源，在利用过程中理论上基本可以实现二氧化碳的零排放和其他污染物的减量化，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。分布式生物质能冷热电联产是以生物质为燃料，以燃气轮机或内燃机为动力，将发电、供热及制冷综合为一体的新型供能系统，其能量转换和利用效率高，经济性好，是未来新能源冷热电联产系统重要的发展方向，具有良好的市场前景和社会综合效益。 本文在查阅大量国内外相关文献资料的基础上，以分布式生物质能冷热电联产系统架构和能效研究为出发点，介绍了生物质能的利用现状及技术手段，分析了分布式冷热电联产系统工作原理及主要组成，对冷热电联产系统几种主要的运行模式做了详细阐述，在此基础上，探索性的提出了一种生物质能冷热电联产系统架构模式，并进行了可行性分析。从能源阶梯利用的角度出发，，对生物质能冷热电联产供能系统的主要评价指标作了深入地研究分析；以某农村社区为研究对象，在分析了该区域冷热电负荷特性基础之上，以热效率、经济性和环境效益为优化目标，建立了系统整体多目标优化函数模型，应用并列遗传算法对模型参数进行了优化计算，得到Pareto最优解集，基于优化计算结果，进一步对该生物质能冷热电联产供能系统的能效特性作了评估分析，结果表明：联产系统运行方式对系统能效状态有一定的影响，在系统不同的负荷时段采用不同的运行策略，可以提高系统的整体能效特性；在冷热电联产系统设计时需要考虑系统的具体负荷特性，根据系统的用能情况来确定系统的设备组合，系统的最小负荷率应保证在50%以上。
[Abstract]:With the increasing shortage of fossil energy and the aggravation of environmental pollution in the world, the development of new energy. It is a new comprehensive energy system to improve the utilization efficiency of energy. Distributed energy is a new comprehensive energy system, which realizes the ladder utilization of energy, and can effectively improve the energy efficiency of the system. High environmental friendliness, reliability and economy; Biomass energy is a kind of renewable energy. In the process of utilization, zero emission of carbon dioxide and reduction of other pollutants can be realized theoretically, which has good environmental benefits. Social benefits and economic benefits. Distributed biomass energy cooling, heat and power cogeneration is a new type of energy supply system, which uses biomass as fuel, gas turbine or internal combustion engine as power, power generation, heat supply and refrigeration as a whole. Its energy conversion and utilization efficiency is high, and its economy is good. It is an important development direction of the new energy, cooling, heat and power cogeneration system in the future. It has a good market prospect and comprehensive social benefits. On the basis of consulting a large number of related literature at home and abroad, this paper introduces the status quo and technical means of biomass energy utilization based on the framework of distributed co-generation system of biomass energy, cooling, heat and power generation and energy efficiency. The working principle and main components of the distributed cogeneration system are analyzed, and several main operation modes of the cogeneration system are described in detail, on the basis of which. In this paper, a model of biomass energy cooling, heat and power cogeneration system is put forward, and the feasibility is analyzed. From the point of view of energy ladder utilization. In this paper, the main evaluation indexes of biomass energy, cooling, heat and power cogeneration system are deeply studied and analyzed. Taking a rural community as the research object, based on the analysis of the characteristics of the cooling and heating load in this area, and taking the thermal efficiency, economy and environmental benefit as the optimization objectives, the overall multi-objective optimization function model of the system is established. The paratactic genetic algorithm is used to optimize the parameters of the model, and the optimal solution set of Pareto is obtained, which is based on the result of optimization calculation. Furthermore, the energy efficiency characteristics of the system are evaluated and analyzed. The results show that the operation mode of the co-generation system has a certain effect on the energy efficiency of the system. The overall energy efficiency characteristics of the system can be improved by adopting different operation strategies in different load periods of the system. The specific load characteristics of the system should be considered in the design of the cogeneration system. According to the energy consumption of the system, the equipment combination of the system should be determined, and the minimum load rate of the system should be guaranteed to be more than 50%.
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU83;TK6

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本文编号：1472127