適用于分布式能源系統(tǒng)的小型燃氣輪機通用模型研究.pdf

1、在分布式能源系統(tǒng)中，小型燃機不僅僅是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的動力設(shè)備，還是余熱的提供設(shè)備。雖然小型燃機的發(fā)電效率并不高，但其在分布式能源系統(tǒng)中的能源利用率很高，對于冷熱負荷較大的用戶而言，選擇小型燃機有其潛在的優(yōu)勢。因此，對小型燃機的發(fā)電、余熱特性進行研究，建立通用的小型燃機模型，可對選擇合適的小型燃機型號和合適的分布式能源系統(tǒng)配置提供一個可靠的參考。本文的主要工作和成果如下:
　　 (1)首先對小型燃機各個主要部件進行模塊化建模，

2、形成壓氣機、燃燒室、透平、管道等部件模塊。并將各部件模塊連接組合成小型燃機完整模型，結(jié)合兩種型號的小型燃機參數(shù)對其穩(wěn)態(tài)模型的準確性和通用性進行驗證。結(jié)果表明，在全負荷或者部分負荷下，穩(wěn)態(tài)驗證的準確性高，可用于小型燃機動態(tài)仿真。
　　 (2)小型燃機模型進行動態(tài)仿真時，當設(shè)定發(fā)電功率以斜坡輸入，空氣質(zhì)量流量、燃氣質(zhì)量流量和排煙溫度也都為斜坡變化，壓比的變化范圍很小，大致仍在在設(shè)計工況范圍內(nèi)，說明壓氣機仍然保持較高的效率運行。

3、>　　 (3)將小型燃機的穩(wěn)態(tài)模型與建立的余熱鍋爐模型組合形成分布式能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型，在環(huán)境溫度15℃時，小型燃機全負荷運行，所以小型燃機的各項模擬輸出數(shù)據(jù)基本不變，而在余熱鍋爐中傳遞的熱量在3278kW左右，分布式能源系統(tǒng)的熱電效率模擬值為76.88％。與設(shè)計總效率77.8％的誤差是1.18％。
　　 (4)對應(yīng)用案例中的用電量情況進行分析，將小型燃機模型用于模擬不同季節(jié)典型日里實際發(fā)電量的變化。并結(jié)合實際用電量情況，確定了

4、小型燃機的全負荷運行時間和部分負荷運行時間。模擬結(jié)果顯示，小型燃機的燃氣流量變化與發(fā)電量變化一致;在全負荷運行時，煙氣流量亦與發(fā)電量變化一致;部分負荷運行時，由于空氣流量會增加，即使燃氣流量減少，煙氣流量仍呈現(xiàn)增加的趨勢;煙氣溫度的基準溫度與當下的環(huán)境溫度有關(guān)，但其變化趨勢與發(fā)電量的大小變化一致。
　　 (5)對小型燃機進行動力性能優(yōu)化運行分析，結(jié)果顯示，在炎熱的氣候條件下，通過對小型燃機壓氣機入口空氣進行冷卻，發(fā)電功率有所增加