热电冷多联产系统的运行优化与综合设计

发布时间：2017-05-31 13:24

  本文关键词：热电冷多联产系统的运行优化与综合设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着化石燃料的不断使用,随之而来产生的能源和环境问题日益突出,已经越来越成为当前中国乃至全世界所面临的两大难题,采用清洁能源和提高传统能源利用效率是缓解能源和环境问题的两个主要方法。由于能源利用效率高、环境影响小,热电联产和冷热电三联供系统成为工业、建筑等行业的主要供能系统。本文将以热电联产和冷热电三联供系统为背景,进行设备建模、模型验证、评价研究及系统优化。首先,构建一个热电联产系统超结构,其中包含有相互联系的各种不同种类复杂汽轮机,提出系统性的建模方法,建立复杂汽轮机的详细模型,基于Excel开发出来的软件系统进行汽轮机模型的验证,及后续复杂汽轮机网络优化和热电联产系统优化。然后,提出改进网络度电煤耗评价指标,建立汽轮机网络混合整数非线性模型,采用提出的模型和求解方法,基于不同的评价指标进行复杂汽轮机网络优化,提供准确的度电煤耗计算值,利用系统总煤耗来评价提出的网络度电煤耗指标的实用性。接下来,建立热电联产系统混合整数非线性优化模型,该模型能够实现锅炉网络、汽轮机网络、以及厂际参数的同步优化,提出一种基于确定性数学规划方法的求解策略。通过某石油化工工厂的大型热电联产系统来验证上述建立的复杂汽轮机模型的准确性,以及提出的优化模型和优化策略的可行性。最后,构建基于大型公共建筑能源系统的冷热电三联供系统超结构,建立各设备的热力学运行模型、设计投资模型,以及运行费用模型和二氧化碳排放模型,同时考虑峰谷电价和设备启停因素对系统的影响,分别以经济性和环境影响为目标进行设计与运行优化；最后进行天然气价格敏感性分析。以中国北方某机场能源系统设计与运行为例对提出的冷热电三联供系统综合设计与运行优化方法进行验证。
【关键词】：复杂汽轮机 度电煤耗 热电联产 冷热电三联供 集成优化
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM611.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 引言13-14
• 1.2 热电联产系统综述14-16
• 1.3 冷热电三联供系统综述16-17
• 1.4 本课题的研究内容17-18
• 1.5 课题来源18-19
• 第二章 复杂汽轮机数学模型建立与校验19-41
• 2.1 问题描述19-21
• 2.2 复杂汽轮机建模21-28
• 2.2.1 汽轮机分解21-22
• 2.2.2 可调节级抽汽比焓模型22-24
• 2.2.3 非调节级抽汽压力和比焓模型24
• 2.2.4 除氧器模型24-26
• 2.2.5 锅炉给水回热加热器模型26-27
• 2.2.6 负荷约束27-28
• 2.2.7 目标函数28
• 2.3 汽轮机模型校验28-39
• 2.3.1 案例描述28-30
• 2.3.2 汽轮机模型验证30-39
• 2.4 本章小结39-41
• 第三章 复杂汽轮机网络运行优化41-51
• 3.1 问题描述41
• 3.2 汽轮机网络建模41-45
• 3.2.1 产汽网络模型42
• 3.2.2 复杂汽轮机网络水平衡42
• 3.2.3 电需求约束42
• 3.2.4 蒸汽需求约束42-43
• 3.2.5 负荷约束43-44
• 3.2.6 精确单机度电煤耗指标44
• 3.2.7 经验单机度电煤耗指标44-45
• 3.2.8 改进网络度电煤耗指标45
• 3.2.9 复杂汽轮机网络煤耗45
• 3.3 案例计算及结果分析45-49
• 3.3.1 案例分析146-48
• 3.3.2 案例分析248-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 热电联产系统全局优化51-67
• 4.1 问题描述51-52
• 4.2 热电联产系统建模52-54
• 4.2.1 锅炉模型52-53
• 4.2.2 多厂连接模型53
• 4.2.3 热电联产系统汽水平衡53
• 4.2.4 目标函数53-54
• 4.3 模型求解策略54-56
• 4.4 案例计算及结果分析56-65
• 4.4.1 分厂UT1运行优化56-59
• 4.4.2 分厂UT2运行优化59-62
• 4.4.3 总厂优化62-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 冷热电三联供系统综合设计与运行优化67-87
• 5.1 问题描述67-69
• 5.2 冷热电三联供系统建模69-77
• 5.2.1 燃汽轮机模型69-70
• 5.2.2 锅炉模型70-72
• 5.2.3 背压式汽轮机模型72
• 5.2.4 凝汽式汽轮机模型72-73
• 5.2.5 制冷机组模型73-74
• 5.2.6 蒸汽平衡74
• 5.2.7 启停约束74
• 5.2.8 能量平衡74-75
• 5.2.9 目标函数75-77
• 5.3 案例计算及结果分析77-85
• 5.3.1 经济性目标优化79-83
• 5.3.2 环境影响目标优化83-84
• 5.3.3 敏感性分析84-85
• 5.4 本章小结85-87
• 结论87-89
• 参考文献89-95
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果95-97
• 致谢97

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