冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)及多準(zhǔn)則對(duì)比評(píng)價(jià).pdf

1、本文以更高的能量利用效率、更大的經(jīng)濟(jì)收益和更低的環(huán)境排放為出發(fā)點(diǎn)，以冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)為研究對(duì)象，以系統(tǒng)整體全局為審視角度，建立系統(tǒng)的物理模型，給出系統(tǒng)的多準(zhǔn)則評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析系統(tǒng)的性能從而進(jìn)行對(duì)比優(yōu)化。
　　第一，針對(duì)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)備組成及工作流程，介紹了系統(tǒng)的工作原理和各個(gè)設(shè)備的工作原理，給出了設(shè)備的能量平衡、質(zhì)量平衡模型和工作介質(zhì)的物性方程，以及電化學(xué)反應(yīng)的平衡方程，介紹了熱力學(xué)模擬軟件Cycle-Tempo，以及運(yùn)用該軟

2、件建模的方法。
　　第二，對(duì)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)中供熱和供冷方案進(jìn)行了模擬對(duì)比及分析。首先，指出了當(dāng)前熱電聯(lián)產(chǎn)和冷電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中由于低溫余熱的利用率低和長(zhǎng)距離輸送困難的問(wèn)題，針對(duì)該問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決思路和策略，給出了供熱和供冷系統(tǒng)的熱力學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并建立了對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)模型。然后，在現(xiàn)有電廠的基礎(chǔ)上，針對(duì)當(dāng)前存在的各種供熱配置方式，提出了四種天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方案并進(jìn)行對(duì)比分析。采用Cycle-Tempo軟件建立了這

3、四種熱電聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)熱力學(xué)模型，對(duì)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)模擬，分析對(duì)比每個(gè)系統(tǒng)的熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性，并討論了天然氣價(jià)格、電價(jià)格、供熱負(fù)荷和供熱距離的變化對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響。最后，通過(guò)Cycle-Tempo軟件建立了電廠集中供冷系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，先在固定電價(jià)條件下，將電廠集中供冷方案與傳統(tǒng)的電壓縮制冷方式進(jìn)行了對(duì)比，并分析了供冷距離對(duì)系統(tǒng)的成本的影響;然后考慮峰谷電價(jià)政策，將集中供冷、電壓縮供冷和冰蓄冷三者結(jié)合起來(lái)，建立了8個(gè)供冷方案，并分析了在不

4、同距離條件下各個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)性。
　　第三，以進(jìn)一步提高冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的能量利用率為目標(biāo)，將燃料電池應(yīng)用到三聯(lián)供系統(tǒng)中并進(jìn)行對(duì)比分析。首先，通過(guò)Cycle-Tempo軟件建立了固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的模型，并分析了燃料電池壓力、溫度以及電流密度對(duì)系統(tǒng)性能的影響。然后，將燃料電池與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，針對(duì)燃料電池與燃?xì)廨啓C(jī)的三種耦合方式，分別建立了三個(gè)耦合系統(tǒng)，將其以發(fā)電效率為指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比以選出最優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)方案，

5、并分析了最優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)的電池參數(shù)對(duì)混合系統(tǒng)的發(fā)電量以及效率的影響。最后，建立了最優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)的三聯(lián)供系統(tǒng)的模型和常規(guī)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)三聯(lián)供系統(tǒng)模型，以熱力學(xué)效率和年度化成本為目標(biāo)，將其進(jìn)行對(duì)比并分析。
　　第四，對(duì)多種三聯(lián)供系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和多準(zhǔn)則對(duì)比分析。根據(jù)不同的能源種類和不同的能量轉(zhuǎn)換方式以及不同的供熱和供冷的配置方式，給出了冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)方法和發(fā)電設(shè)備容量的確定方法。分別針對(duì)常規(guī)天然氣燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)三聯(lián)