转型发展背景下“冷热电联产及前沿技术”课程教学方式改革探索与实践

我国经济转型发展,要求地方本科院校培养与本地区经济发展相适应的应用技术型人才。以此为背景,针对“冷热电联产及前沿技术”课程教学中存在的问题,对该课程的教学方式进行探索与实践。通过有针对性地增设实践操作环节、结合具体工程案例分析等方式,强化学生实践应用能力,提升分析问题、解决问题水平,以达到培养“应用型技术人才”的培养目标。

燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析

分析了现有商业燃气轮机用于热电联产系统和冷热电联产系统时的性能。与常规分产系统相比,两系统在热力学性能上均有较大优势,绝大多数节能率超过20%。功率较小的燃气轮机单位造价偏高,用于冷热电联产系统时经济性较差;随着功率的增加经济性不断改善,冷热电联产系统的经济性受到很多因素的影响,其中运行时间和电价的影响最明显,其次为燃料价格的影响,热价和冷价的影响相对最小;这些因素在燃气轮机功率较小时影响较大,随功率的增加影响逐渐减小。

楼宇级冷热电联产的技术经济分析

分析了楼宇级冷热电联产(BCHP)方案的经济性,并与目前常用的几种空调机房方案进行了比较。对不同电价下不同方案空调机房的运行成本和总成本作出了预测。

冷热电联产技术的探讨

介绍了冷热电联产的原理及特点。现今,冷热电联产系统越来越广泛的被应用在为单个建筑物及区域内多个建筑物提供能源上。该系统不仅具有节能环保效益,而且在供电安全、缓解电力短缺及改善能源结构等方面上提供了有效的措施。

分布式冷热电联产技术在新建三级医院中的应用

医院是重要的公共服务性场所,也是能源消耗的大户。有关资料表明,医院建筑能耗是一般建筑的1.6-2.2倍,其中电力消耗占了各项能源消耗总量中相当大的比例。作为上海郊区新建的三级医院,我院在设计之初就确定建设分布式冷热电联产系统,自2012年12月投入使用以来,此系统在降低能耗上优势明显,但也发现仍存在可以不断改进的地方。现就我院分布式冷热电联产技术的应用现状,就其概念、原理、特点、存在问题和解决措施作一介绍。

燃气内燃机冷热电联产系统的技术经济性分析

本文针对分布式冷热电联产系统(CCHP)在市场化推广中的计费方式和能源定价等经济性问题,建立了内燃机冷热电联产系统的热力学模型,并确立了以年折算费用、年净收益、投资收益率为基础的技术经济评价体系。以长沙某大型公建的能源站三联供方案为例(额定制冷量23,098 kW,制热量16,445 kW,发电量2320 kW),选取制冷(热)量相同的直燃分产方案以及常规分产方案作为参照,基于协商式交易模式下的冷热电计费方式,综合比较了三种方案的各项经济性指标,并从投资方与用户方的利益出发,将天然气价、冷热电价与联产方案经济性指标的关系做了敏感性分析。本文研究结果为冷热电联产方案的市场化推广应用提供了重要参考依据。

一种压缩空气储能与内燃机技术耦合的冷热电联产系统

为探索可再生能源的高效利用方法,基于热力学定律和能量按品质利用的原则,提出了一种以压缩空气储能技术为基础的与内燃机技术耦合的冷热电联产分布式能量系统,建立了该系统的热力学模型并自编程序对系统进行了热力学分析,重点研究了系统中的压气机、换热器、透平膨胀机、内燃机等主要设备性能以及关键节点参数,如透平膨胀机入口压力和温度以及压气机压比对系统性能的影响规律。研究结果表明:所提系统具有较高的能量效率和效率,其中透平膨胀机、内燃机及换热器是系统关键设备;增加系统设备的效率可以提高系统的能量效率、折合发电效率及效率,增加内燃机发电效率获得的效果更加明显。该结果可为系统的工程应用提供理论依据。

燃气能源分布式冷热电联产技术

文章根据上海市目前的用能情况,并结合分布式冷热电联产的特点及发展趋势,分析了发展冷热电联产将给上海市所带来的经济及环保效益。事实证明分布式冷热电联产符合上海市可持续能源生产、供应和消费的战略目标,能达到合理用能、节约能源、调节电力、燃气、油品等能源的供需状况和峰谷矛盾的目的。

城市区域冷热电联产应用分析

城市区域人口密集,有较大较稳定的冷、热、电负荷,在调整能源结构、减少环境污染的大环境下,冷热电联产的发展有着很大的潜力。以北京为例说明了冷热电联产系统在城市区域的发展潜力,分析了系统运行方式对经济性的影响,以山东某办公建筑为例对系统的运行费用进行了经济性比较,并对目前冷热电联产系统的发展情况进行了讨论。

冷热电联产(CCHP)技术的研究

介绍了冷热电联产的工作原理、特点、国际发展现状及广阔的发展前景。通过实际案例分析了在上海发展的可行性,并阐明了发展冷热电联产技术存在的问题。

分布式冷热电联产系统应用于建筑节能的技术经济分析

介绍了分布式冷热电联产技术的特点,重点介绍了分布式冷热电联供系统中发电机组与余热利用装置的匹配,并通过某酒店建设工程实例对冷热电联产系统的应用进行了技术经济分析,认为分布式能源系统应用于酒店建筑节能经济环境效益明显。

生物质能与冷热电气联产耦合系统研究进展

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、可储存特点,可轻松实现冷热电的高效稳定输出,克服当前太阳能、风能等可再生能源利用时,由于可再生能源自身固有的时间不稳定性、空间不稳定性所带来的系统稳定性差的问题。凭借高能源利用率、低污染、运行稳定等优点,将生物质能利用技术与冷热电联产系统耦合越来越受到研究人员的青睐。该文综述了耦合生物质资源能源化利用的冷热电气联产系统的发展基础、系统集成、系统运行模式、系统多维评价及系统优化,结合当前研究现状,从多方面预测了相关系统的发展方向,为相关系统的推广与发展提供参考。

多能源互补的分布式冷热电联产系统理论与方法研究

分布式能源是能源系统的未来发展方向。针对分布式冷热电联产系统当前存在的燃料化学能直接燃烧不可逆损失大,微小型动力循环效率低,动力变温余热缺乏有效利用方法,以及系统变工况性能差等技术难题,文中围绕燃料化学能与热能综合梯级利用原理、多能源互补机理与全工况性能调控机制2个关键科学问题,从能的梯级利用、多能源互补、系统全工况性能主动调控3个方向开展研究。初步建立了能的综合梯级利用理论,在化石燃料与太阳能热化学互补、对转冲压发动机、热声发电等核心技术方面取得突出进展,并指导完成了兆瓦级分布式冷热电联供系统工程示范。研究成果可以为我国分布式能源的发展提供理论基础和自主创新技术支撑。

冷热电联产CCHP综合评价模型的研究

为了科学评价冷热电联产系统,本文提出了一种考虑工程多方面属性的综合评价方法—混合灰色关联多层次综合评价法。该方法综合了几种常用评价方法的优点,建立评价冷热电联产系统的综合评判模型,采用层次分析和灰色关联相结合的方法进行数据分析,并用模糊隶属关系将定性指标定量化,从而提高了优选方案的准确性。

基于全工况性能的冷热电联产系统效率指标比较

冷热电联产(combined cooling,heat and power,CCHP)系统的效率评价指标对其优化设计、经济运行等至关重要。基于小功率燃气轮机为核心的CCHP系统基本元件的变工况典型解析特性,对比分析了CCHP系统当量火用效率、经济火用效率、总能利用率、节能系数等"效率"形式及其影响因素。采用不同的效率指标评价以小功率燃气轮机为原动力的2类CCHP系统的全工况性能,以说明不同效率指标的差异。分析表明,前述效率形式都不能给出完全合理的评价结果。但相对而言,节能系数能比较合理评价文中所述两种CCHP系统的优劣,但部分评价结论仍存商榷之处;CCHP系统的部件匹配及经济运行,可综合按全工况节能系数及经济火用效率来评价。

微燃机冷热电联产系统的经济优化

微型燃气轮机(简称微燃机)冷热电联产系统(combined cooling,heating and power,CCHP)具有极高的能源利用效率,其经济效益明显。首先建立了基于微燃机的冷热电联产系统的仿真模型及经济优化模型,分别分析了冷热电负荷比例、燃料价格、剩余电力上网政策、购电电价等对系统经济性的影响。在分析电价的影响时,分别按固定电价和实时电价进行了分析。算例分析表明微燃机CCHP系统的运行成本不仅跟冷热电负荷的需求有关,还与电网电价、微燃机燃料价格和锅炉燃料的价格有关。

冷热电联产系统新评价准则研究

从冷热电联产系统能量梯级利用的本质特征提出了能量梯级利用率的评价准则。该准则由发电、制冷与供热的能量利用率分别乘以不同的权重系数后累加得到。先确定比较的基准点,然后采用层次分析的方法得出基准点各能量利用率的权重系数。对基准点权重系数根据冷热产品温度及环境温度进行修正可得到其它情况的权重系数值。结合实际的联产系统算例,给出了这种评价准则的使用方法,并与原有的评价准则进行分析对比。结果表明,该评价准则具有合理性,可作为冷热电联产系统评价比较的实用方法。

太阳能与冷热电联产系统集成

本文研究太阳能与冷热电联产系统集成,增加槽式太阳能集热器,利用中低温太阳能。在相对节能率的基础上提出全年相对节能率,并采用全年相对节能率评价新系统,用以确定最佳太阳能集热器面积。用软件Aspen Plus模拟流程,装机容量275 kW时,太阳能集热器面积增加,新系统的全年相对节能率先增加后减少,最大全年节能率值为32.7%,而常规系统的全年节能率为30.7%,新系统较常规系统的全年节能率相对提高了6.5%,最佳太阳能集热面积为350 m^2。对于不同装机容量,设计最佳太阳能集热器面积;对于同一装机容量,讨论太阳辐射强度及日照时间对最佳太阳能集热面积的影响。

燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性

利用单轴恒速燃气轮机典型变工况计算方法和余热锅炉考虑换热系数的变工况计算方法,对冷热电联产系统的变工况进行了分析:高负荷时联产系统有明显的节能优势;但随负荷的降低,优势不断减少;在负荷降低到一定程度之后已经不如参照系统性能。为改善系统全工况性能,可将联产系统与蓄能技术有机结合。依靠对某建筑典型夏、冬季全天冷、热负荷供应进行分析,可以看到蓄能的使用使联产系统的节能率在较高基础上进一步得到提高。