基于冷热电三联供系统的综合能源系统设计与研究

发布时间：2019-11-11 19:02

【摘要】：冷热电三联供系统是能源梯级利用的重要形式,是能源利用的重要发展方向之一。它相比于传统的分产供能系统具有经济效益好,效率高,环境友好等优点。目前冷热电三联供系统的驱动能源多为煤、石油、天然气等不可再生能源,但是因为不可再生能源日益减少以及使用之后产生的一系列能源环境问题使得这种系统显得美中不足。基于此,本文针对综合能源系统做了深入研究。首先,本文以保定市某小区作为研究对象,通过研究该小区一年四季的冷热电负荷特性和光伏发电的可用容量,对冷热电三联供系统和光伏发电系统的运行方案、配置原则以及主要的设备进行了选择,为系统设计方案的设定奠定了良好的基础。然后,介绍了光伏并网发电系统中光伏组件的选型、光伏阵列的设计、逆变器的控制方式以及系统的可用容量。在此基础上,针对于小区的光伏阵列的布局设计以及小区的系统容量进行了详细的分析与计算。给出了将光伏并网系统应用于小区中的理论基础与实际数据分析。从而完成了该小区的光伏并网发电系统的设计。最后,提出了一种基于冷热电三联供系统的综合能源系统,设计出了一个含光伏发电系统的冷热电三联供系统来改善传统三联供系统的不足。并对该小区的综合能源系统进行效益分析,将其与传统能源系统进行对比。计算与分析结果表明,并入光伏发电系统之后的冷热电三联供系统具有更加灵活的运行方式,更好的经济效益,在经济调度、节约能源、环境保护与提高能源利用率等方面都具有重要的意义。
【图文】：

示意图,分布式能源,蒸汽轮机,锅炉

GBQ 为燃气锅炉对外界提供的热量，GB 为燃气锅炉的制热效率，GBF 为燃气锅炉所需的燃料。2.3 冷热电三联供系统的设计2.3.1 冷热电三联供系统的技术方案目前，冷热电三联供系统的技术方案各种各样，并且每一种都各具特点。按照不同的标准可以将其分为很多种类型，然而因为动力设备型号的选择对于整个系统而言具有至关重要的作用，所以根据动力设备的型号不同来对其进行归类受到了很多学者的青睐[45-47]。常见的技术方案有以下几种：（1）锅炉—蒸汽轮机分布式能源系统方案该系统的应用时间比较早，而且技术比较成熟，在很多场合都有过应用。系统在运行的过程中，燃料在锅炉内燃烧所生成的蒸汽会传输到蒸汽轮机内，然后将其用来膨胀做功，从而使得发电机完成发电功能。蒸汽轮机所输出的废气以及锅炉内抽出的部分蒸汽，可以用来寒冷季节的供热以及炎热季节的供冷。图 2-1 为该方案的示意图：

示意图,溴化锂吸收式制冷机组,燃气轮机,余热锅炉

华北电力大学工程硕士学位论文大大提高了能源的利用率。而且天然气属于清洁燃料，其燃烧后的排出的气体中没有 SO2等污染性气体，这样就可以对其产生的水蒸气也循环再利用。燃气轮机具有体积小、功率大、成本低以及污染小等诸多优势，因而在很多场合都具有比较多的应用。燃气轮机根据功率大小的不同可以分成大型、小型以及微型燃气轮机，其功率范围在几百兆瓦与几千兆瓦之间，且排出的烟气温度低则几百摄氏度高则几千摄氏度。对于不用的应用场合，分布式能源系统主要包括以下几种方案。1）燃气轮机—余热锅炉—蒸汽溴化锂吸收式制冷机组方案其工作原理为：将天然气作为燃料使其在燃气轮机的燃烧室内燃烧，产生的高温蒸汽导入至燃气透平内进行做功，从而完成发电过程，产生的尾气由于存在余热可以将其导入至余热锅炉内，可以用来产生高温蒸汽以及高温热水，在冬季里可以用来供暖，在夏季可以用来制冷。另外需要准备一台小型的锅炉来作为供暖或者制冷的备用锅炉。图 2-2 为该方案的示意图。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM61;TK01

【参考文献】