天然气冷热电联供系统工业案例应用

根据自身生产车间及办公楼的用能需求,江苏某造纸公司新建厂房采用了天然气冷热电联供系统,该项目为国内首例工业领域内燃机天然气冷热电联供项目。该项目系统设计发电容量为600 k W、制冷量/制热量为1 725/217 k W,平均年能源利用率达75%以上,与传统供能方式相比较,不仅提高供能的稳定性,每年还节约能源费用约120万元,节约标煤约480 t,经济性与环境保护效果显著。     

太阳能冷热电联供分布式能源系统的研究

以太阳能应用为背景，讨论了能够实现独立建筑冷热电联供的两种分布式能源系统的原理。以太阳能作为唯一热源，用于加热气体工质，进行闭式Brdyton循环发电。其透平释放的余热通过余热制冷方式供冷或通过换热器直接供热．可实现独立建筑的冷热电联供。当把燃料电池系统和该热动力系统组合起来，则可实现白天和夜间连续的独立建筑冷热电联供。该系统不消耗化石能源，无污染，能源利用效率高，具有进一步理论研究的价值和推广应用潜力。     

基于热经济学代数模式的太阳能-燃煤机组性能分析

采用热经济学的代数模式,以太阳能辅助某600MW超临界燃煤机组为例。建立了太阳能-燃煤机组系统性能分析评价模型,以系统中的损率、效率和热经济学参数为指标,对太阳能-燃煤机组系统的耗散状态进行研究,并分析了太阳能设计辐射强度以及太阳能单价对该机组发电成本和太阳能集热系统热经济系数的影响,将相关数据绘制成曲线图加以分析。结果表明,引入太阳能辅助能源后,机组的效率为42.51%,煤耗从281.7g/(k W·h)降至268.5g/(k W·h),发电成本降为0.3449元/(k W·h),为太阳能-燃煤机组系统的应用提供了科学性的理论支持。     

分布式冷热电联供系统变工况性能实验研究

在分布式冷热电联供系统试验平台上,实验分析了系统各单元设备及系统随内燃机输出功率变化的变工况运行特性。该实验平台动力机采用柴油机,额定功率为50 k W,随着柴油机输出功率的增加,系统一次能源利用率和相对节能率先增加后减少,存在最大值。当柴油机输出功率为40 k W左右,一次能源利用率达到最大为76.0%,相对节能率最大达到29.5%;当负荷过低时,相对节能率为负值,系统相对于分产系统不节能。探讨了提高冷热电联供系统变工况性能的措施。     

太阳能辅助加热户用沼气池系统设计

沼气开发利用是发展可再生能源的重要选择,户用沼气是我国农村能源的重要组成部分.文中介绍了沼气的产生原理及发展现状,针对北方寒冷地区冬季气温低,沼气产气少利用率低问题,在调研常规保温增温方法的基础上提出了家用太阳能热水器辅助加热户用沼气池系统,并对系统经济性进行了分析.     

太阳能辅助加热户用沼气系统的瞬时计算分析

设计了太阳能辅助加热户用沼气池系统.太阳集热器集热通过螺旋管换热器加热沼液.为了评价系统的加热效果,对系统进行优化设计,建立了系统数学模型,对系统冬季运行情况进行计算分析.结果表明,太阳能辅助加热户用沼气系统能有效提高沼气池内温度.     

严寒地区利用太阳能加热制沼气的试验研究

为解决北方地区由于冬季气温、地温低,沼气生产存在产气率低、使用率低、原料分解率低、沼气使用综合效益差等问题,文章介绍了一种利用太阳能加热制取沼气的方法,建立了太阳能加热制取沼气的试验系统,研究了换热器的加热量、进出口温差以及沼气池周围土壤温度场的变化情况,并给出了换热器的传热系数.最后结合试验数据分析,认为在北方地区冬季利用太阳能加热制取沼气是可行的.     

菲涅尔太阳能集热器驱动的冷热电联供系统热力性能分析

为了提高冷热电联供系统的灵活性和热力学性能,将线性菲涅尔集热器、吸收式热泵、有机朗肯循环、地源热泵相结合,提出了一种基于线性菲涅尔太阳能集热器的新型冷热电联供系统。在EES软件中建立了提议系统和参考系统的热力学模型,将提议冷热电联供系统和参考系统的性能进行比较,并分析了一些关键参数对系统性能的影响。结果表明：该系统在设计工况下,一次能源利用率可达到78.04%,太阳能发电效率为8.2%,热电比为10.13;与参考系统相比,节约了一次能源11.8%,提高了系统满足用户负荷的灵活性;夏季辐照强度每增加100 W/m²,一次能源利用率约增加0.95%,太阳能发电效率增加2.73%;在热分配比为0.2时,系统一次能源利用率最大为80.5%;热电比随着辐照强度和热分配比的增大而减小,当热分配比增大0.4时,夏季系统热电比下降了86.2%,冬季热电比下降了84.9%。     

以太阳能为热源的冷热电联合循环研究综述

常规的冷热电联供技术是提高能源利用率的有放手段。但是仍然不能完全解决消耗化石能源存在污染的问题。以太阳能作为热源驱动冷热电联供则能从根本上解决这一问题。分析太阳能冷热电联产的原理和实现形式,以及各种不同实现形式的优缺点和应用前最。以太阳能为热源,通过光电转换并驱动制冷机组制冷,或者通过光热电转换。以动力循环的方式实现同时发电和供暖,制冷是太阳能冷热电联产的技术途径之一。发展太阳能冷热电联产是解决目前能源紧张和污染问题的有效手段。尽管目前的技术水平还不能使其在实际领域进行大规模应用,但该技术是将来能源技术的主要发展方向之一。     

内燃机、燃气轮机和微燃机在冷热电联供系统中的性能分析

首先对内燃机、燃气轮机以及微燃机在发电效率、余热特性、变负荷特性、环境影响以及经济性能等方面进行了分析,通过分析,得出了不同动力装置的适用场合;以北京市某小型宾馆为应用对象,拟采用内燃机冷热电联供系统和微燃机冷热电联供系统作为该宾馆的供能系统,在满足宾馆用能需求的前提下,分析比较了这两种系统在变负荷条件下的天然气耗量、一次能源利用率等方面,最后分析了冷热电联供系统高效发展的瓶颈问题,通过分析得到以下结论:从燃气耗量和一次能源利用率两方面来看,内燃机冷热电联供系统在该类型的建筑中更具优势;冷热电联供系统与用户间的供需不匹配问题是制约其高效率发展的重要瓶颈。     

蜡油加氢装置换热网络分析与优化

洛阳石化蜡油加氢装置由反应、分馏、富氢气体脱硫、热回收和产汽系统以及装置公用工程部分等组成,设计年加工能力220×104t/a,以减压蜡油、焦化蜡油和脱沥青混合油为原料,采用抚顺石油化工研究院开发的FFHT蜡油加氢处理工艺技术,催化剂采用FF-18型,主要生产低硫含量的精制蜡油,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后送至制氢装置作原料.利用换热网络优化软件PINCH2.0,对蜡油加氢装置换热网络进行模拟,得出现行工艺条件下换热网络最小冷却公用工程和最小加热公用工程用量,提出以现行换热网络的操作工艺为基础,停运分馏塔进料加热炉,提高反应进料加热炉热负荷,在不增加装置换热网络换热器换热面积前提下,充分利用装置现有换热器换热面积余量,增大换热器的换热负荷.实施换热网络优化方案后,降低蜡油加氢装置耗能105.5kg标油/h,年运行时间以8400h计算,年实现节能886.2t标油,标油价格按照3600元/t计算,年实现经济效益319万元;装置进料量按照295t/h计算,则降低装置综合能耗0.358kg标油/t原料.     

生态村分布式供能系统分析

针对广大农村沼气和太阳能利用率低的问题,提出了一种生物质能与太阳能互补综合利用的生态村分布式供能系统。该系统将太阳能光伏发电、太阳能光热转换、生物质气化与常规燃气发电整合,实现生物质能与太阳能的供电、供暖、制冷、供燃气和供热水五联产,可有效缓解新农村含碳能源利用带来的环境和安全性问题,有效解决生物质利用效率低和太阳能利用不稳定等技术瓶颈问题。以唐山市沙河驿镇唐庄子村为例,优化生态村分布式供能系统方案,其研究结果可为生态村的建设提供技术支撑。     

延迟焦化装置的能耗分析及节能优化实践

中国海油惠州炼油分公司420× 104t/a延迟焦化装置通过停用解吸塔上重沸器3.5MPa蒸汽、停用柴油汽提塔1.0MPa汽提蒸汽、降低循环比、采用先进控制(APC)提高加热炉热效率、降低高压水泵和罐区减渣原料泵电耗、提高水的回用率、加大装置处理量等工艺优化措施,装置综合能耗比设计能耗39.03kg标油/t原料降低3kg标油/t原料.为了进一步降低装置能耗,达到国内其他先进装置的能耗水平,该装置在2011年利用检修时机,通过加热炉节能改造降低排烟温度、利用柴油低温热发生0.45MPa蒸汽、焦化富气压缩机叶轮更换、焦炭塔区特阀汽封线改造等节能改造措施.加热炉热效率由89％提高至91.5％,节约3.5MPa蒸汽用量约6.5t/h,同时减少了燃料气、蒸汽和电的消耗,使装置能耗总体降低3.16kg标油/t原料.装置节能改造每年可增加4000万元的经济效益.     

Solar enhanced natural draft dry cooling tower for geothermal power applications

This paper presents a new concept of hybrid cooling, named solar enhanced natural draft dry cooling tower (SENDDCT), in which solar collectors are added to traditional natural draft dry cooling towers to increase their performance. The purpose of using solar energy in this new cooling system is to increase the suction through the tower so that more air flow is achieved through the compact heat exchangers that cool condensers of a geothermal power plant. For the same size of the cooling tower, more air flow across the heat exchangers means more heat can be rejected by the system. The governing equations for the SENDDCT are similar to those of a conventional natural draft dry cooling tower except that solar heating is added after the heat exchanger bundles. Performance comparisons show that SENDDCT has substantial advantages over conventional natural draft dry cooling towers for geothermal power plants as well as standalone solar chimney power plants.     

建筑节能新方向:太阳能光伏-地源热泵系统

减少我国冬季采暖所造成的大气污染,降低供暖系统的能耗,节约能源一直是建筑节能追求的目标.目前太阳能光伏发电已经成为人类利用太阳能的最主要方式之一,地源热泵已被作为一项旨在解决建筑冷热源问题的新技术,日渐受到人们的重视.将光伏转换与热泵循环有机结合在一起,从而形成了太阳能光伏-地源热泵系统.该系统提高了光电转换和光热吸收效率,光电/光热综合利用,极大地提高了单位面积太阳辐照的利用效率,同时可提高热泵系统在寒冷地区运行的适用性;利用光电效应把太阳能中高能带区域的光能直接转化成电能,可大大提高太阳能的可用能效率;在增加能量储存装置和逆变器的条件下,可以使系统脱离公用电网运行,从而增加了系统的适用性和灵活性;与普通的空气源热泵相比,太阳能地源热泵具有较高的热性能,具有一机多用的功效;与建筑物相结合的太阳能热泵系统,可以增加建筑物的隔热效果,起到减少建筑物冷暖负荷的作用,同时可极大地减少环境污染.     

分布式冷热电联供能源系统与经济发展的关系

“十二五”期间中国15.7万亿元的增量经济大部分将在新规划的新区实现,但从各地正在规划和建设的新区情况来看,缺少从一次能源到终端需求的冷、热、电、汽全过程高效联供的分布式供能规划.据推算,若“十二五”期间新区能效不变,工业和建筑物燃料需求将增加3×108t标煤/a,而这显然是不可能的.新规划区域能源模式创新、提高能效是“十二五”中国经济发展的关键,采用天然气分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP),可使能源终端供应能效成倍提高.“十二五”期间中国必须从区域经济发展的能源保障高度来规划分布式冷热电联供,规划决策中要按照具体情况,以经济性、能效和碳排放指标是否最优为判据.CCHP可以调峰换取电价,实现互利双赢.制订区域DES/CCHP规划时应注意区域能源规划先行,摆脱热电联产的思维定势,树立冷热电联供的科学理念,不可忽视向居民供应生活热水起到的提高能效的作用,以及如何确定电力负荷、装机容量和节能减排指标等问题.     

不同有机工质下的燃气分布式能源光热补偿供能系统研究

为了提高能源利用率,实现节能减排,以总能系统概念为基础,采用燃气和太阳能为能源,水蒸气与有机工质为工作介质,建立燃气分布式供能系统的热力模型和能效模型,对其热经济性和有机工质进行了计算与筛选。以国内某机场分布式能源站机组为例,基于太阳能的能源补充作用以及有机工质气化潜热小的特性,建立燃气分布式能源光热补偿供能系统,经热经济性计算与分析,结果表明:在100%、75%、50%制冷(制热)工况时、新模型在维持原机组总热耗的情况下,机组冷源损失减少,热经济性提高;经过对3种有机工质的筛选,R245FA是较适合于新模型的有机工质。     

Energy,exergy and exergo-environmental impact assessment of a solid oxide fuel cell coupled with absorption chiller & cascaded closed loop ORC for multi-generation

A novel solid oxide fuel cell (SOFC) multigeneration system fueled by biogas derived from agricultural waste (maize silage) is designed and analyzed from the view point of energy and exergy analysis. The system is proposed in order to limit the greenhouse gas emissions as it uses a renewable energy source as a fuel. Electricity, domestic hot water, hydrogen and cooling load are produced simultaneously by the system. The system includes a solid oxide fuel cell; which is the primary mover, a biogas digester subsystem, a cascaded closed loop organic Rankine cycle, a single effect LiBr-water absorption refrigeration cycle, and a proton exchange membrane electrolyzer subsystem. The proposed cascaded closed-loop ORC cycle is considered as one of the advanced heat recovery technologies that significantly improve thermal efficiency of integrated systems. The thermal performance of the proposed system is observed to be higher in comparison to the simple ORC and the recuperated ORC cycles. The integration of a splitter to govern the flue gas separation ratio is also introduced in this study to cater for particular needs/demands. The separation ratio can be used to vary the cooling load or the additional power supplied by the ORC to the system. It is deduced that net electrical power, cooling load, heating capacity of the domestic hot water and total energy and exergy efficiency are 789.7 kW, 317.3 kW, 65.75 kW, 69.86% and 47.4% respectively under integral design conditions. Using a parametric approach, the effects of main parameters on the output of the device are analyzed. Current density is an important parameter for system performance. Increasing the current density leads to increased power produced by the system, decreased exergy efficiency in the system and increased energy efficiency. After-burner, air and fuel heat exchangers are observed to have the highest exergy destruction rates. Lower current density values are desirable for better exergy-based sustainability from the exergetic environmental impact assessment. Higher current density values have negative effect on the environment.     

如何保证地源热泵式沼气池加温系统长期稳定运行

针对地源热泵式沼气池加温系统中出现的冬夏季取排热不平衡从而影响其长期稳定运行的问题,本文在采取控制运行方式、增加辅助热源和蓄热系统解决方法的分析基础上,从充分利用可再生能源和地源热泵设备的角度出发,提出热泵供热和制冷互补模式与太阳能-地源热泵多功能互补模式,并对其可行性进行分析。