耦合蒸汽喷射器热电联产系统建模及优化

发布时间：2020-10-28 00:20

　　 随着我国城镇化进程的加快,集中供热需求呈指数性增长。热电联产技术(CHP)可降低火电机组冷源损失,提高能源利用效率,因而成为最重要的集中供热方式。目前,我国热电联产机组主要采用抽汽供热、高背压供热和耦合吸收式热泵供热三种模式。一般来说,抽汽供热(?)损较大,吸收式热泵供热的投资和维护费用都比较高,而高背压供热(?)损小,符合能量梯级利用原则,正成为当前供热改造的重点。本文针对高背压供热中由于回水温度高、热负荷小而导致乏汽利用率低的问题,提出2×300MW“高背压-喷射器-抽汽”三级加热供热模式。喷射器的工作汽源为机组抽汽,引射汽源为高背压机组乏汽。在设计工况下,首先利用高背压机组乏汽对热网回水进行第一次加热,再利用喷射器排汽进行二次加热,最后通过热网加热器并达到所需的供水温度。本文首先使用Ebsilon软件对上述热电联产系统进行建模,并通过数学计算得到供热期热负荷特性和热网变工况特性,从而确定了热电联产系统的边界条件;其次根据“等压混合理论”一维模型编写Matlab计算程序,以乏汽利用量最大为优化目标,得到了喷射器的最优压缩比为1.8倍,并在此基础上根据ESDU标准对喷射器进行全尺寸设计;利用Fluent对可调式喷射器进行数值模拟,得到了工作蒸汽压力、引射蒸汽压力和喷射器开度变化时喷射器的性能曲线;结合热网水在喷射器凝汽器内的温升曲线,得到了供水温度变化时喷射器最优的调节策略,并将耦合喷射器热电联产系统与传统的抽-背供热系统进行比较,发现当供水温度低于68℃时,喷射器不投运;供水温度在68℃至82℃时,调整喷射器工作喷射器开度,使其达到最优的运行状态;当供水温度大于82℃时,喷射器在设计工况下运行,此时高背压机组乏汽利用率提高约20%,全厂节煤约9g/kW h。最后,本文对耦合喷射器热电联产系统改造进行技术经济评价,相比于抽-背供热系统,新系统在每个供热期可节约747万元燃料成本,项目动态回收投资期仅为2.9年。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM621;TU995
【部分图文】：

图１－１抽汽供热系统??１－热网加热器；２－热用户??型火电机组来说是一种最简单可靠的供汽式供热机组逐渐暴露出其固有的弊端。对应的最高蒸汽冷凝压力只有０．２ＭＰａ。

电厂耦合吸收式热泵一般以汽轮机抽汽作为高温热源，以溴化锂溶液作为工质，??利用水在低压真空状态下低沸点的特性，回收电厂冷却循环水的余热进行供热［１＇??如图１－３所示；郭中旭［１８１对２Ｘ３５０ＭＷ湿冷机组进行建模，分析了不同供回水温度??下吸收式热泵的性能，并与常规抽汽供热方案进行对比，发现机组发电量提高２．８％，??最大供热面积提高１５％，但回收周期较长；高建强Ｍｌ等对耦合抽汽驱动吸收式热泵??３００ＭＷ机组进行分析计算，结果表明采用热泵技术使机组循环效率和热能利用率??４??

Ｖ?Ａ?ＪＬ??图１－２高背压供热系统??１－供热凝汽器；２－热网加热器；３－热用户??目前国内己有多家电厂拥有高背压机组改造和运行的实例。相比于抽汽供热，??其具有更高的经济效益和环保效益。但是高背压热电联产机组仍有不足，如乏汽利??用率低、不能单独满足热负荷需求等问题。因此，针对高背压机组排汽梯级利用这??一问题，仍值得进一步研究。??３）耦合吸收式热泵供热??电厂耦合吸收式热泵一般以汽轮机抽汽作为高温热源，以溴化锂溶液作为工质，??利用水在低压真空状态下低沸点的特性，回收电厂冷却循环水的余热进行供热［１＇??如图１－３所示；郭中旭［１８１对２Ｘ３５０ＭＷ湿冷机组进行建模，分析了不同供回水温度??下吸收式热泵的性能
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本文编号：2859289