天然气电能互补分布式高效制冷系统热力学性能分析

天然气分布式能源是一项高效且低碳的综合能源利用技术。尽管我国天然气分布式能源系统已提出并发展近二十年,但分布式能源系统依旧面临总体效率低、运行时间短以及经济性低等问题。基于此,本文提出了一种天然气电能互补分布式高效制冷系统,针对该系统进行了热力学性能分析。结果表明:该系统不仅能提高制冷系统的整体性能,另一方面极大提高一次综合能源的利用效率;气电互补的高效制冷系统的一次能源综合利用率为2.20,要远高于分布式能源系统(0.75)和热电联产系统(0.8)。     

基于分布式能源的工业园区能源规划

分布式热电联产的能源系统在经济效益、能效和碳减排方面都有较大的优势,因此,针对目前工业园中普遍存在的能量利用效率低、温室气体排放严重等问题,本文建立了基于分布式能源的工业园区综合能源规划模型。根据园区的热、电、蒸汽、冷等各个时段的负荷需求、当地的可利用资源以及备选的能源转换技术,以最小化规划期内整个园区系统的总费用最少为目标,确定出园区内能源转换装置的类型和尺寸、各种能源的供应量及CO2排放量。同时将本文所建立的模型用于求解某工业园区的能源规划问题,验证了其有效性。     

基于质子交换膜燃料电池的微型天然气热电联产研发进展

基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的微型天然气热电联产系统有着广阔的市场发展前景。这种系统将千瓦级天然气制氢、燃料电池发电及余热利用有机的结合在一起,可以将天然气的一部分高品质的化学能通过氢气这个中间介质转化为电能,其余的低品位的能量用于采暖及生活热水供应,可有效提高系统的可用能利用程度,实现天然气这种清洁能源的"温度对口、梯级利用"。介绍了微型燃料电池热电联产系统的技术路线,并对国内外微型制氢技术的研发及热电联产系统的产业化状况进行了介绍和分析。     

基于斯特林发动机的微型热电联产系统

斯特林发动机具有能源利用率高,废气的排放量少,燃料来源广等优点。将其运用于微型热电联产系统中,能够实现能量的梯级利用,缓解当今世界能源危机和环境问题。文章介绍了斯特林发动机的工作原理及结构,以及它在运行过程中的优缺点。叙述了基于斯特林发动机的热电联产系统的原理及其在国内外的研发进展。展望了基于斯特林发动机的热电联产的应用前景。     

基于沼气的热电气联供系统全工况模型与性能分析

为了解决我国城镇化进程中日益增长的能源需求,高效循环利用有机废弃物,缓解农村环境污染问题,构建了基于沼气的内燃机热电气联供系统,将生物质厌氧发酵、内燃机热电联产、补充热源、用户侧需求等有机联系起来建立系统全工况动态数学模型,并以兰州地区5户建筑面积226.8 m²的新农村建筑为例,进行系统全年逐日供需能量平衡分析及性能分析。结果表明：寒冷地区新农村建筑负荷与商业建筑存在明显不同,冬夏季热负荷差异大,全天电负荷波动很明显;在充分考虑厌氧发酵生物质能源转化效率、热量传输及换热效率和火电厂发电效率的情况下,联供系统全年一次能源利用率为37.85%;与传统农村分供系统相比,系统一次能源节约率为17.12%。系统性能分析结果可为我国生物质沼气集中热电联产在村镇的规模化应用提供一定理论依据。     

基于沼气的热电气联供系统全工况模型与性能分析

为了解决我国城镇化进程中日益增长的能源需求,高效循环利用有机废弃物,缓解农村环境污染问题,构建了基于沼气的内燃机热电气联供系统,将生物质厌氧发酵、内燃机热电联产、补充热源、用户侧需求等有机联系起来建立系统全工况动态数学模型,并以兰州地区5户建筑面积226.8 m2的新农村建筑为例,进行系统全年逐日供需能量平衡分析及性能分析。结果表明:寒冷地区新农村建筑负荷与商业建筑存在明显不同,冬夏季热负荷差异大,全天电负荷波动很明显;在充分考虑厌氧发酵生物质能源转化效率、热量传输及换热效率和火电厂发电效率的情况下,联供系统全年一次能源利用率为37.85%;与传统农村分供系统相比,系统一次能源节约率为17.12%。系统性能分析结果可为我国生物质沼气集中热电联产在村镇的规模化应用提供一定理论依据。     

煤制天然气与燃煤发电的煤炭能量利用能效研究

本文综合考虑煤炭一次生产转化过程能效、二次运输能效和终端使用能效,计算煤制天然气和燃煤发电两种利用途径中,终端为照明、炊事、供暖、热电联产、工业驱动和交通时,煤炭的全周期能量利用效率。通过对比可知:居民供暖是煤制天然气的最优利用方式;其次为煤制天然气作为居民炊事使用。而煤炭作为照明、热电联产、工业驱动和交通动力使用时,从煤炭利用效率来看,煤制天然气的利用方式低于煤直接发电的煤炭利用方式。     

“热电联产热能梯级利用”技术

一、“热电联产、热能梯级利用”技术的意义能源使用中,尤其是节能工作者,首先,应弄清能源的可用程度到底有多少?除注意减少能量的数量损失外,更应重视减少能量的品位上的损失,对高品位的能源要珍惜使用,杜绝“大材小用”。现有企业中,在进行能源潜力分析时,仅仅分析能量平衡还远远不够,它往往掩盖一些不合理的用能现象,不足以说明能源     

多产品工业系统的能值分析

介绍了起源于生态领域的能值分析方法. 为了扩展能值分析方法的应用范围,根据能值分析的基本思想,并以能量守恒和能值守恒为依据,建立了多产品工业系统能值分析模型. 将能量分率作为分配系数,提出了评价多产品工业系统的评价指标：共生指数. 为了获得对比结果,还对相应的单产物系统提出了数均指数. 若共生指数优于数均指数,则多产品联产系统优于单产系统. 通过垃圾焚烧热电联产方案的能值分析,验证了多产品的能值分析模型. 并与常规燃煤热电联产系统进行了比较,以说明能值分析方法的优势.     

联产系统环境(火用)经济学综合评价

通过对能源系统增加虚拟排放治理单元,以排放火用小成本和火用小经济学成本的形式量化终端排放的环境影响,从而来统一产品输出相同、终端排放不同的系统间热力、环境和经济(TEE)性能比较基准;其次,把排放火用小成本和火用小经济学成本按照各单元排放占联产系统终端排放的比例分摊,来考虑联产系统不同产品对应环境影响的差异,建立了一种适合联产系统的环境火用小经济学综合评价分析方法;最后,以煤气化F-T合成燃料/电联产系统为例介绍该方法应用。与常规基于热力学第一定律的技术经济方法分析结果对比表明：该方法能够以环境火用小成本的形式分析联产系统的产品能耗、成本和TEE综合效益来源。与常规火用小经济学方法分析结果对比表明：该方法可以体现联产系统终端排放对不同产品的影响差异以及联产系统TEE综合性能潜力。     

从电荒、天然气合理利用论分布式能源

天然气调峰电厂的能源利用率为42%,天然气热电厂的能源利用率为62%,而天然气热电冷联产技术可使能源利用率达到85%.可是,火力发电的能量转换率才30%,而且输电过程电损严重.认为我国应发展小型热、电、冷联产系统.     

从电荒、天然气合理利用论分布式能源

天然气调峰电厂的能源利用率为42％，天然气热电厂的能源利用率为62％，而天然气热电冷联产技术可使能源利用率达到85％。可是．火力发电的能量转换率才30％。而且输电过程电损严重。认为我国应发展小型热、电、冷联产系统。     

微型分布式冷热电联产系统的热力过程综合优化

运用热力过程分析理论,对微型分布式冷热电联产系统的户式示范工程的典型工况进行热力过程分析。其中的夹点分析（PA）理论对系统中的换热网络（HEN）进行了最优化的改进设计,换热网络的改进能实现最小公用事业这一能量目标以及相应的经济目标。在夹点分析的基础上,进一步运用分析,对微型冷热电联产系统的能量梯级利用原理展开讨论,并结合热机与热泵的热力学特性,得出它们在换热网络系统中最佳的设置方法。通过热力过程最优分析及其再设计,改进后的分布式冷热电联产系统获得了更佳的热力学性能与经济效益。     

基于建筑负荷的微型热电联产系统性能分析

微型热电联产是节能减排的有效途径。主要针对微型热电联产系统,通过设定参照对象建立热力学模型分析用能效果,并在微型热电联产机组匹配用户负荷条件下分析用户热电比及电网购电比例对联产系统节能潜力的影响。同时结合实测某办公楼供热季度的热电负荷特征确定微型热电联产系统方案,计算发现供热季联供方式日均节能率可达22.76%~23.16%,联供系统中原动机的效率可达48.06%。     

煤制天然气的能源网络分析图

能源网络图作为能源统计数据分析的有效工具和方法,是评价企业用能效率、发掘能耗薄弱环节、科学制定能源管理政策的重要手段。本文以国内某煤制合成天然气企业为研究对象,并以美国大平原项目为参照,基于能量平衡建立能源网络图对两者能量转化的4个重要环节——购入储存、加工转换、输入分配和最终使用的能量转换效率进行详细地对比分析。结果表明,大平原项目能量转换效率为53.16%,而国内该企业能量转换效率为48.20%,主要体现在终端环节中4个系统的用能效率偏低,需进一步挖掘节能瓶颈和改善用能水平。     

基于燃料电池微型热电联产系统的集成与能量平衡

设计加工了一款集天然气制氢、CO脱除、燃料电池发电、热水生产为一体的微型热电联产系统样机,测试了典型工况下样机的性能,利用能量平衡方法对各组成单元能量损耗进行详细分析。测得样机的电效率为23.6%,热效率为24.7%,系统的能量损失主要由于驰放气和烟气排放等造成。     

热电联产装置低温余热利用节能优化改造

基于中韩(武汉)石油化工有限公司(以下简称"中韩石化")全厂能级利用现状,对热电联产装置进行升级改造,提出了一种低温余热利用节能优化系统。该系统投用后,不仅可以最大限度地利用芳烃及裂解单元难以回收的低温余热,锅炉供电标煤耗也降低到295 g/kWh(减少20 g/kWh),实现了能量的多级有效利用。     

煤基化工CO2回收多联产系统探讨

随着社会的进步，能源利用在人类社会发展中的作用越来越重要。但是，当前存在着资源的开发，能源的利用以及环境的保护等各方面的相互独立。煤基化工一动力多联产系统实现了能源利用，化工生产以及环境保护的有机结合，从而为能源的可持续发展与利用提供一条新的道路。介绍了多联产系统，阐述了二氧化碳的分离；同时，从介绍了不同分离方式下，二氧化碳的能量的利用。最后，介绍了基于二氧化碳回收的多联产系统，通过系统能耗分析和二氧化碳的产出发现，回收二氧化碳的多联产系统的二氧化碳产量最少。     

有机朗肯循环热电联供系统的实验研究

有机朗肯循环低温热力循环性能优越,易于小型化和自动运行,非常适合于分布式热电联供系统。依托已有的ORC-CHP实验平台,对热源温度101℃,膨胀机乏汽余热利用温度21.6～48.7℃时系统的热力性能进行了实验研究。在该温度范围内,ORC-CHP系统的综合能量效率96%～97%,其中热功转换效率4.4%～5.1%,乏汽余热利用效率91%～92%;从可用能角度出发,系统综合可用能效率50.0%～75.3%,其中热功可用能效率24.4%～19.2%,乏汽余热可用能效率25.7%～56.2%。实验表明该系统可以高效利用膨胀机乏汽余热,明显提高了有机朗肯循环的综合利用效率。     

能量梯级利用理论下煤基液体燃料-动力多联产系统的集成与优化

在我国能源结构中,化石燃料占据主体地位,具有“富煤、少气、贫油”的特点,此种背景下,转化及传递煤炭资源时,需综合优化物质及能量的利用情况。集成煤基化工-动力多联产系统后,实现高效、低碳利用煤炭资源,且有利于将能源短缺等一系列问题有效解决,促进社会、环境及经济的和谐发展。能量梯级利用理论是集成煤基化工-动力多联产系统的基础,其可将物质转化及能量传递中多联产系统节能潜力的关键之处及基本规律真实的反映出来。基于此,在能量梯级利用理论基础上,分析了集成与优化煤基液体燃料-动力多联产系统的思路及方法。