基于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)與吸收式制冷機(jī)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)研究.pdf

1、能源是人類社會(huì)生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接推動(dòng)著人類文明和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的每一次巨大變革都伴隨著能源的改進(jìn)與更替。當(dāng)今世界資源與環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，各國對節(jié)能減排問題都格外重視。在解決這個(gè)問題時(shí)，除了大力研發(fā)新能源外，如何節(jié)約常規(guī)能源，提高單個(gè)設(shè)備效率，特別是系統(tǒng)能源綜合利用率也是當(dāng)務(wù)之急。分布式能源系統(tǒng)由于在燃料的多元化、能量高效利用化、組成系統(tǒng)多樣化等方面的優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)受到廣泛重視。本文對聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的各主要設(shè)備（天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)

2、、煙水換熱器和溴化鋰吸收式制冷機(jī)組）的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和仿真分析，具體研究內(nèi)容如下：
　　1）通過實(shí)驗(yàn)研究天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡，分析各余熱能流特性及其回收潛力。發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的最大值出現(xiàn)在最大扭矩轉(zhuǎn)速(1400r/min)附近，熱效率接近40％，并且在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的中高負(fù)荷下，有效功的效率都高于30%。排氣余熱能量在標(biāo)定轉(zhuǎn)速的全負(fù)荷工況下達(dá)到最大值217.6kW，此時(shí)排氣能量約占燃料總能量的28%。排氣效率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大

3、，在高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷情況下將近20%。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水能量總體上隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加，在標(biāo)定轉(zhuǎn)速的全負(fù)荷工況下，達(dá)到最大值約為189.9kW，約占燃料總能量的24%，整個(gè)工況下冷卻水的?效率只有5%左右。發(fā)動(dòng)機(jī)中冷器能量百分比隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下達(dá)到最大值，約為5.4%，整個(gè)工況下中冷器的效率均在2%以下。
　　2）計(jì)算不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)煙氣的熱物理性質(zhì)，然后建立煙水換熱器的模型，用Fluent軟件對其流場和溫度場進(jìn)行模

4、擬分析。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷率的提高，進(jìn)出水溫差與煙水換熱器的換熱量均逐漸增大。在2100r/min時(shí)，煙水換熱器進(jìn)出水溫差與換熱量最大，最高溫差為7.3℃左右，換熱量將近50kW。
　　3）利用計(jì)算機(jī)軟件編程得到溴化鋰水溶液以及水和水蒸汽的熱物理性質(zhì)方程。在此基礎(chǔ)上，建立了溴化鋰吸收式制冷機(jī)的模型，根據(jù)仿真結(jié)果分析熱源水進(jìn)口溫度與冷卻水進(jìn)口溫度變化對機(jī)組制冷性能的影響。隨著熱源水進(jìn)口溫度的增大，換熱器的熱負(fù)荷略微減小，其余部件的

5、熱負(fù)荷均呈線性增長，機(jī)組cop從0.65增大到0.75。隨著冷卻水進(jìn)口溫度的增大，各換熱設(shè)備的熱負(fù)荷趨勢正好與上述趨勢相反，機(jī)組cop從0.84減小到0.33。
　　4）建立分產(chǎn)系統(tǒng)和聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，在供應(yīng)的冷、熱、電相等情況下，分析冷熱電系統(tǒng)的節(jié)能率及二氧化碳排放率。針對試驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)分析計(jì)算可以看出，同一轉(zhuǎn)速下，系統(tǒng)的節(jié)能率基本隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增加而升高。系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速的低負(fù)荷情況下都不節(jié)能，而且在低轉(zhuǎn)速情況下節(jié)能效果好于