微型燃气轮机冷热电联供系统的热力性能研究

以典型的Capstone C-60微型燃气轮机为例,对其冷热电回热循环系统进行了热力性能计算,并分析了以微燃机为核心的冷热电联产系统的特性,可为微型燃气轮机冷热电联供系统的合理设计、优化提供实用可行的方法和参考依据。     

微型燃气轮机与冷热电联供系统

介绍了微型燃气轮机和溴化锂吸收式冷温水机组直接组成的冷热电联供系统,根据微型燃气轮机的回热器的特性,对系统进行了简要的分类,指出了其利用特点,论述了微型燃气轮机冷热电联供系统在能源利用中的优势。     

基于某百千瓦级微型燃气轮机的HAT循环热力系统设计与分析

为了研究基于微型燃气轮机的湿空气透平(humid air turbine, HAT)循环用于热电联供的热力性能,建立了某百千瓦级回热循环微型燃气轮机及其HAT循环的热力性能模型,优化了循环参数,分析了压损与换热温差对循环效率的影响,并对HAT循环热电联供效率与回热循环进行了比较分析。研究表明基于回热循环微型燃气轮机构建的HAT循环折合发电效率可以达到29.66%,比回热循环提高4.28个百分点。HAT循环的热电比范围为0～2.8,回热循环的热电比范围为0～2.4。当热电比为0～1.6时,HAT循环热电联供效率高于回热循环;当热电比为1.6～2.4时,回热循环效率高于HAT循环。本研究为HAT循环热电联供系统的设计与应用提供参考。     

燃气轮机化学回热循环热力学过程分析

化学回热循环是一种先进的燃气轮机循环方式。为系统研究燃气轮机化学回热循环热力学性能,在循环过程热力学分析的基础上,建立了燃气轮机化学回热循环温熵图,定义了燃料热值相对增加率,推导循环的热效率的数学表达式,对该循环性能进行了分析和计算。结果表明:化学回热循环具有较高的效率,最大效率可达55%以上。化学回热循环效率最佳压比取决于燃气轮机简单循环中的最佳压比,所以化学回热循环是不受压比限制的回热循环。化学回热循环燃料蒸汽转化的深度受排气温度的影响较大,排气温度越低燃料热值的增加率越小。     

微型燃气轮机燃烧室热力性能的实验研究

对一微型燃气轮机燃烧室在不同负荷下的热力性能进行了实验研究,得到了该燃烧室在不同负荷下燃烧效率,出口温度分布,总压保持系数及NOx排放浓度等燃烧室性能指标参数的变化情况.结果表明,该燃烧室在各个实验负荷工况下均具有优异的性能,同时随着负荷的增加,压力损失增大,NOx排放浓度降低.     

微型燃气轮机冷热电联供系统的热力学分析

根据微燃机冷热电联供系统的工作流程,建立了以微燃机为中心的数学模型。通过改变微燃机回热度、温比、压比,分析了不同季节联供系统的系统效率、制冷或供热效率、微燃机发电效率、二次余热回收效率的变化;对影响联供系统一次能源节约率的因素进行了分析,找出了主要因素。对联供系统的火用效率和各部件的[火用]损失系数进行了计算,得出了系统节能的主要努力方向。     

外燃式微型燃气轮机循环

在简要介绍微型燃气轮机结构及其回热循环基础上,重点阐述了外燃式微型燃气轮机循环。举例说明了几种外燃式微型燃气轮机循环结构,并与回热循环进行对比,阐述了其优缺点。重点研究了外燃式微型燃气轮机循环在可再生能源利用中的应用。     

燃气轮机热电联供系统性能评估案例

对某供热厂的燃气轮机热电联供系统进行了研究,将燃煤分产和燃气分产进行了全方面的比较,其性能评价对合理应用CHP有重要作用。在热电分产的节能性方面,以燃气-蒸汽联合循环电厂和燃气锅炉作为比较的基准线,全年平均节能率为8.9%;在运行经济性方面,燃气轮机系统与燃煤锅炉分产相比,每年节省46万元,与燃气锅炉分产相比,每年节省182万元,且节省费用随着电价的增加而增加,随着气价的增加而减少。另外,与燃煤锅炉分产相比时,还随着煤价的增加而增加;在排放物方面,燃气轮机联供系统与燃煤分产和燃气分产对比,NOx减排量并不显著,而其余排放物有明显地减少。燃气轮机系统与燃煤以及燃气锅炉相比具有一定的优越性,在设计合理的情况下具有良好的前景。     

燃气轮机热电联供系统运行经济性分析

通过从各个不同角度对燃气轮机热电联供系统运行数据的具体分析，比较系统运行的经济性，从而得出结论，指导系统的运行和管理。     

微型燃气轮机冷热电联供系统变工况性能研究

设计了以微型燃气轮机为核心的冷热电联供系统并建立了该系统变工况性能分析模型.结合具体算例,对该联供系统在采用"以冷(热)定电"的模式下运行变工况时的热力性能进行了计算分析,揭示了系统在不同调节方式下的变工况性能.结果表明,回热度调节具有较宽的冷热负荷调节范围,因此微型燃气轮机联供系统特别适用于冷热负荷变化大而系统内电负荷较稳定的场合.为使系统变工况时保持较高的性能,当冷热负荷增加时应优先考虑发电功率调节,其次采用回热度调节,最后采取补燃量调节;当冷热负荷减小时宜采用相反的调节顺序.研究结果将对微型燃气轮机冷热电联供系统的设计及运行提供有益的参考和指导.     

纯低温余热发电系统的热力学分析

介绍了能量平衡分析法和(火用)分析法,并将余热发电系统分为AQC锅炉、SP锅炉和汽轮机发电系统3个单元,分别建立了热平衡分析和(火用)平衡分析模型,推导了一套余热发电系统热力学分析的计算方法.根据某水泥厂2 500 t/d的新型干法水泥生产线配套建设的5MW纯低温单压余热发电系统的现场运数据,计算了余热回收热效率和(火...     

基于CO_2跨临界循环的冷热电联供系统热力学分析

基于低品位能源利用冷热电联供技术,以常规燃煤电厂排出温度为150℃的烟气为余热利用对象,提出了CO2跨临界循环冷热电联供系统模型,分析了膨胀机入口压力和温度等参数对系统性能的影响.结果表明:压缩机入口过热度对系统性能系数、经济性能系数的影响很小;系统性能系数随着高压膨胀机入口压力、低压膨胀机入口温度和膨胀机效率的升高而增大,随着高压膨胀机入口温度、低压膨胀机入口压力和制冷蒸发温度的升高而减小;系统总不可逆损失随着高压膨胀机入口压力的升高存在最小值.     

太阳能有机朗肯循环发电系统分析

为高效利用太阳能,提出了太阳能平板集热器与有机朗肯循环相结合的发电系统。本文从太阳能低温发电系统的基本原理、工质选择及系统组成部分入手,分析了影响系统循环效率的因素。发现具有较大潜热与显热之比的干性或等熵有机工质适合本发电系统,并且膨胀机和冷凝器对系统循环效率影响较大。采用增加内部热交换器的再热循环、抽汽回热循环可以降低冷凝器的冷凝负荷,选择合适的再热度、抽汽量及抽汽压力可以提高系统循环效率。     

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%。     

散热器与地热供暖联网供热系统设计

对采用单热源且同时存在散热器与地热供暖系统的联网供热系统进行了研究,分析了两种联网供热系统的特性。     

联合循环供热机组真空严密性试验分析与改进

针对一台9FA燃气-蒸汽联合循环供热机组在投产调试过程中屡次出现真空严密性试验不合格问题,分析认为该机组对外供汽量较小等实际工作条件会造成凝汽器热负荷远超设计值,从而对凝汽器及真空系统严密性状况评判造成较大影响。为此提出并实施了以凝汽器设计热负荷为基准的改进型试验方法,顺利完成了机组真空严密性试验,并根据试验实施效果,提出了对《凝汽器与真空系统运行维护导则》(DL/T932-2005)中有关试验条款进行合理修订的建议。     

供热机组热力系统改造研究及增能降耗分析

为了提高热电联产中因长时间处于低负荷供热状态下给供热机组的发电能力带来的影响,这里提出了对机组热力系统实施加装换热器的改造方案,并通过热力学分析给出改造后机组的新增发电量以及对煤耗等的影响;此外,对由此产生的给水系统阻力特性的改变和因变流量使给水系统处于低效运行时所采取的给水泵优化运行进行了分析;以某企业自备电站为例,对其实施改造后所带来的经济效益做出了综合评价。     

闭式内可逆中冷回热布雷顿循环的功率优化

考虑高低温侧换热器、回热器和中冷器的热阻损失,以功率为优化目标,对恒温热源条件下内可逆闭式布雷顿循环的高低温侧换热器、回热器和中冷器的热导率以及中间压比的分配进行了优化。借助数值计算,分析了一些主要循环特征参数对最大功率及相应热导率和中间压比分配、双重最大功率的影响。     

散热器与低温地板辐射联网供暖系统设计

针对单热源且同时存在散热器供暖与低温地板辐射供暖联网的供暖系统,分析了混水泵并联管网和带旁通的串联管网两种不同形式的供暖系统各自的结构特点、参数选择和优缺点,并给出了两种系统的适用情况。