计及多重热能利用的冷热电联供系统优化配置与运行研究

发布时间：2021-09-18 09:01

　　面对严峻的能源形势及演变趋势,升级供能及用能模式和推进对可再生能持续性利用是提升系统能源利用率的核心要求,实现可持续发展战略中关键一步。挖掘具有可控性和热利用潜质的出力机组已成为解决上述问题的思路之一,以进一步提升综合能源系统的能源利用率。大多数供能机组只是简单局限在输入输出角度,对高温及放热反应过程中废弃热量并未得到充分重视,导致热排放增加,能源利用率下降。因此,针对可再生能源利用方式和资源利用率不足的问题,本文提出了一种包含甲烷化装置和固体氧化物燃料电池的多重热能利用的冷热电联供系统优化配置模型,对系统各机组容量大小的确定展开研究,在该模型的基础上进一步引入光热机组,并对其所在系统的优化运行问题进行分析。主要工作内容如下:首先,给出了计及多重热能利用的冷热电联供系统具体结构,包括多重热能利用机组和冷热电联供系统。阐述了多重热能利用机组中各设备的热能利用特性与优势,并对上述系统中各个出力单元建立了模型。然后,提出了一种计及多重热能利用冷热电联供系统优化配置模型,分析了冷热电联供系统运行方式对系统综合运行成本的影响。通过仿真计算对系统各出力单元容量大小的优化配置进行了深入研究,验证了模... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

能量梯级利用示意图

燕山大学工程硕士学位-6-能得到有效利用，且反应尾气中也加剧了温室效应。甲烷化装置在促进热利用的前提下还可以实现对碳的循环利用，更好的提升了环境效益。固体氧化物燃料电池高温反应的特性，使其具有可观的热量排放。CSP可以更好利用光热资源且具有良好的可控性。1.3.1针对燃料电池的热能利用研究现状英国物理学家威廉·格鲁夫爵士被称为“燃料电池之父”。燃料电池（FuelCell,FC）是一种将化学能转换成电能的装置。与铅蓄电池相比，工作运行时需要时时刻刻都有燃料供应。理论上只要燃料不断，FC可以持续工作持续供电。FC通常以氢气、甲醇等物质作为燃料，且不受卡诺循环的限制[13]，具有污染孝噪声低、高可靠性等特点[14]。但是在燃料电池的发展中也存在一些问题，如投资成本高、技术门槛高，并且需要建设相应配套的基础设施。燃料电池内部电池堆核心反应的实质燃料的氧化反应。燃料和氧气分别在阳极和阴极同过得失电子是自身结构发生了变化，生成氢离子和氧离子。电子经过外电路由阳极到到达阴极，与其电子结合生成水并产生大量的热[15]。燃料电池反应原理如图1-2所示。图1-2燃料电池反应原理电极具体反应过程如下[16]：阳极：H2e2H2阴极：OHe2O21H222总反应：OHO余热电能21H222燃料电池的种类十分丰富，相对于其他燃料电池，固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell,SOFC）是一种固态发电设备，反应场景通常在中高温下进行且产生

传统的冷热电联供系统结构示意图


本文编号：3399856