300MW抽汽-凝汽式机组采用冷电联产的热经济性分析

根据热水二段型溴化锂吸收式制冷机的性能参数和太原市城区集中供热系统的参数,计算分析了300MW抽汽-凝汽式机组采用冷电联产的热经济性。计算结果表明,在溴化锂吸收式制冷机的热力系数不低于0.825、电网的供电煤耗率不低于0.388kg/(kW·h)、线损率不低于6.98%、电动式制冷机的制冷系数不高于3.5时,300MW抽汽-凝汽式机组采用冷电联产节能效果显著。

低温热源喷射式冷电联产系统经济性分析

建立了低温热源喷射式冷电联产系统热力学模型,提出以换热器的总面积与输出有效能之比值Rap以及膨胀机入口比体积与输出有效能之比值Rvp为目标函数,对系统的经济性进行了分析,并对所选5种有机工质进行比较筛选.结果表明:在电冷比r=0.5的情况下,存在最佳冷凝温度tc=30℃左右和最佳制冷蒸发温度te=8℃左右,且有机工质R600为最优工作工质;低温热源喷射式冷电联产系统适宜电冷比较低的场合.

增强型CO_(2)跨临界冷电联产系统性能分析

二氧化碳(CO_(2))作为一种天然制冷剂,越来越受到人们的重视,但CO_(2)制冷循环效率低,限制了其应用范围。为提高CO_(2)制冷循环效率,提出了一种增强型CO_(2)跨临界冷电联产系统。该系统以有机朗肯循环(ORC)回收CO_(2)跨临界循环的部分冷凝热,将其转换成电能,达到提高系统COP的目的。在不同蒸发温度、CO_(2)冷凝压力和CO_(2)过热度条件下,分别对比分析了增强型CO_(2)跨临界循环和传统CO_(2)跨临界循环COP变化。结果表明:增强型CO_(2)跨临界循环可以有效提高系统COP,在分析范围内,最大提高率为22%。此外,分析了ORC循环部分使用6种不同有机工质条件下系统COP变化,结果表明:采用R227ea时,系统整体COP值较高。

Allam循环-跨临界CO_(2)循环冷电联产系统的热力学分析

为了实现碳中和目标和液化天然气冷能的充分利用,提出了一种由Allam循环-跨临界CO_(2)循环所组成的冷电联产系统。对联产系统中所涉及的热力设备进行了详细建模,并对系统进行了热力学分析和参数敏感性分析。仿真结果表明,在设计工况下,冷电联产系统的净输出功率比单独的Allam循环提高了9.54%,而且可以输出5.15 MW制冷量。参数分析的结果表明,联合循环的净输出功率随顶循环透平入口温度和透平出口压力的增高先增大后减小,即存在最佳的顶循环透平入口温度和透平出口压力使得联合循环净输出功率最大;当底循环透平出口压力增高时,系统的输出功率和制冷量都明显减小。本文所提出的联产系统具有模块化设计的特点,可以灵活调节容量参数以适应不同的设计条件,且可以实现碳捕集,具有良好的工程前景。

燃气轮机驱动的冷电联产系统性能研究

实验研究了微型燃气轮机驱动的冷电联产系统的性能,证实了系统的可靠性和稳定性。利用一次能源利用率和当量电效率对冷电联产系统的性能进行了分析,结果表明当量电效率能准确地反映联产系统的能源利用状况;补燃虽然提高了联产系统的冷量供应调节能力,但补燃的燃气并未实现能源的梯级利用。

风冷式PV/T空调系统日间冷电联产性能实验研究

提出了一种风冷式PV/T空调系统,对系统在夏季日间的冷电联产性能进行了实验测试,分析了环境因素、运行参数等对系统发电和制冷性能的影响。结果表明:光伏板温度随太阳辐照度的升高而升高,光伏板输出电效率随光伏板温度的升高而降低;太阳辐照度、室外温度和室外风速都对系统制冷性能有影响,其中室外温度对制冷量和COP的影响最大,当室外温度从23.6℃升高到32.8℃时,制冷量增大1.6倍,COP降低38.8%。该风冷式PV/T空调系统在夏季日间具有一定的冷电联产性能,可进一步优化以拓展其使用时间和应用范围。

集成有机朗肯循环的Allam-LNG冷电联产系统的热力学分析

为实现我国“碳达峰和碳中和”的目标,化石燃料的低碳发电甚至零碳发电是未来发电技术的重要发展方向。该文提出一种包含Allam循环和有机朗肯循环(organicRankine cycle,ORC)的冷电联产系统,并利用液化天然气(liquefied natural gas,LNG)的冷能使Allam循环透平排气液化。对系统中的设备进行建模,并比较分析4种有机工质,同时进行详细的参数敏感性分析。结果表明,相比于不包括ORC作为底循环的Allam-LNG系统,该系统具有更好的热力学性能。采用R170作为有机工质的联合循环能够获得最高的发电效率和㶲效率,分别为64.90%和45.29%。参数分析结果表明,ORC底循环参数的变化不会影响顶循环的热力学性能,并且增加ORC最大压力和有机工质流量,均能提高联合循环的㶲效率和比功。提出的冷电联产系统有效利用了LNG再气化过程中释放的冷能,提升了Allam循环的发电效率。

热电厂夏季采用冷电联产的优势分析

本文针对目前多数热电厂冬、夏两季热负荷不平衡的问题，以国产C12－50／10型次高压12MW抽汽凝汽式供热机组为例，分析计算了热电厂在夏季利用机组的富余抽汽，作为澳化锂制冷机的动力去制取冷量，开发热电厂的夏季热负荷，实行热、电、冷联产的节能效益及综合优势。

LNG接收站冷电联产工艺方案研究

为提高液化天然气(LNG)接收站冷能利用率,实现经济效益、社会效益和环境效益最大化,对不同冷能利用方案的工艺效率进行分析并提出可行的工艺方案。结合国内某大型LNG接收站的工程实际,选取C2H6,C2H2F2,CClF3,CHF3,C2F6,CF4和CH4作为工质进行模拟计算,最终选用C2F6作为循环工质,并选择氯化钙溶液作为载冷剂。采用有机朗肯循环低温发电技术和30%(质量分数)氯化钙溶液外输冷量相结合的方式,对满发电和部分发电工艺方案进行对比研究,发现采用满发电工艺方案的净发电量和制冷量大于部分发电工艺方案,能够产生更大的经济效益。

LNG卫星站冷电联产系统的热力学分析

提出了一种LNG卫星站冷电联产新型系统,主要包括LNG气化制冷技术、蒸气动力发电循环技术、太阳能制热技术和空调水系统技术。同时,对该LNG卫星站冷电联产系统进行了热力学第一定律和系统热效率的计算分析,并对LNG的供气压力与冷凝器出口温度,蒸汽动力发电循环工质R1270的汽轮机出口压力、加压泵出口压力、预热器出口温度与再热器出口温度进行调整优化,以求系统整体效率达到最优水平。

模块化冷电联产机组在移动式数据中心的应用

移动式数据中心对供电、供冷的容量和可靠性有较高要求。简要介绍了模块化冷电联产机组在移动数据中心的应用,并结合实际案例,提出了配置时所需注意的问题和相关建议。

冷、热、电联产系统的能源分析

本文首先探讨热电联产相对于热电分产的热力学优势。然后分析冷电联产与电动压缩制冷枪比一次能耗较高的原因。最后针对某企业实际冷、热负荷分布，比较了热电分产、热电联产、冷热电联产三个方案的一次能源消耗量。本文认为：由于吸收式制冷机的性能系数较低，冷电联产或冷热电联产还不具备热力学上的优势。

斯特林型冷电联产系统耦合方式研究

为了探索斯特林型冷电联产系统高效可靠的耦合结构,基于热声分析方法和数值模拟,重点考察了串接电机、旁接电机和谐振管三种谐振耦合方式在斯特林型冷电联产系统的工作性能并开展了其对关键参数的敏感性分析。计算结果表明:谐振管耦合型斯特林冷电联产系统的效率小于串接电机型耦合系统,而大于旁接电机型耦合系统。但相比于串接电机型与旁接电机型,谐振管耦合型斯特林冷电联产系统性能对电机等效机械阻尼、运行压力和热端温度的敏感性小,能在较大的工况范围内保持高效运行。

新型热驱动斯特林冷电联产系统数值模拟研究

为解决现有热驱动斯特林冷电联产系统存在的系统性能对直线电机参数敏感性高、匹配难度大的问题,创新性地提出一种热驱动斯特林冷电联产装置,即采用声学谐振管和旁接直线电机实现自由活塞斯特林发动机和自由活塞斯特林制冷机之间的阻抗匹配、声功分配和传递。基于热声理论和商业计算软件Sage对系统进行理论分析和数值模拟,考察了发动机加热温度、制冷机制冷温度和平均压力等对系统性能的影响规律。计算结果表明:在平均压力5 MPa,加热温度833 K时,该热驱动斯特林冷电联产系统在制冷温度110 K下,能获得1000 W制冷量和800W电功,整机效率达29.4%。发动机、制冷机和直线电机能实现较好的功率匹配,电机输出电功的变化对系统热效率影响较小。

燃料电池-冷、热、电联产系统的经济性分析

基于冷、热、电联产的燃料电池（Fuel Cell- Based Combined Cooling, Heating, and Power, FC-CCHP）系统可以极大地满足数据中心的降温、供暖需求。同时还能为数据中心提供部分电力。对一个向数据中心供能的FC—CCHP系统进行经济性分析，建立合理的经济指标模型，并采集国内某大型数据中心的实际运行数据进行仿真研究。结果分析表明，提高能源价格比和延长FC运行寿命都会给CCHP系统带来更好的经济效益。

楼宇式热(冷)电联产系统的热经济性分析

利用天然气为能源的楼宇式热(冷)电联产系统对缓解我国能源结构单一、环境污染严重等问题大有裨益。以北京某办公大楼作为目标建筑物,通过对联产系统和分产系统的分析比较,说明联产系统高效的原因在于能源的梯级利用,尤其是对低品质热能的有效利用程度将成为决定目标建筑物能量系统采取热(冷)电联产系统是否节能的关键。并提出以"产品分级等价法"建立成本方程,进而计算了联产系统产品的成本,结果表明:当天燃气价格低于电价的3.2倍时,采用联产系统的年度化费用低于分产系统,反之亦然。

基于预测控制的冷、热、电联产型微电网能量管理

由于可再生能源出力特性和微电网运行约束等限制,如何进一步提高微电网中可再生能源消纳量已成为研究热点。本文在冷、热、电联产型微电网中引入用于提高可再生能源消纳量并承担部分热、冷负荷的电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置,提出了基于预测控制的微电网能量管理方法。综合考虑网内各单元的工作特性,建立满足实际运行约束的冷、热、电联产型微电网能量管理模型。在孤网运行模式下,兼顾储能装置容量期望以及各单元运行特性,构建微电网能量管理优化目标。利用预测控制滚动优化策略以及可再生能源输出和冷、热、电负荷需求的预测结果,建立带有逻辑变量的有限时域优化问题,实现基于预测控制的微电网最优能量管理。仿真结果表明:引入电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置可以达到提高微电网中可再生能源的消纳量、减少燃料消耗、降低运行成本的目的,预测控制中的滚动优化策略能够有效消除可再生能源输出的不确定性和冷、热、电负荷需求波动性带来的影响。

计及冷、热、电联产的气电互联网络最优调度

能源互联网的发展提高了系统的能效、经济性和安全性。储气备用不仅维护了气网自身的安全运行,还能支持燃气轮机出力快速变化,提供电网额外的灵活备用,这对平衡电网中的可再生能源和多能源负荷具有重要意义。此外,气电网络间的高效协调互补,与包括冷、热、电三联产设施在内的多能源应用的运行也有赖于充足的储气备用。为促进气电互联网络安全高效地运行,创新地将储气备用纳入调度优化,提出了一种含有三联产设施的气电互联网络的多目标最优调度模型,并使用NSGAII进行求解。算例分析显示了所提方法的有效性。

以液化天然气为冷源的超临界CO_2-跨临界CO_2冷电联供系统

为了提高超临界CO2布雷顿循环(SCO2循环)的低温余热回收效率,采用跨临界CO2循环(TCO2循环)作为底循环对再压缩式SCO2循环进行余热回收,并采用液化天然气(LNG)为冷源对工质进行冷凝,建立了以LNG为冷源的再压缩式SCO2-TCO2冷电联供系统,以同时输出电量和制冷量。对系统进行火用分析比较,并研究了关键热力参数对系统净输出功率、制冷量、系统热效率和系统火用效率的影响。结果显示:使用LNG作为冷源,降低了TCO2循环的冷凝温度,提高了低温回收热效率,系统的热效率(动力)在给定的条件下达到54.47%;提高LNG的入口温度,可以减小系统火用损;高温回热器换热效率增加,系统热效率和火用效率均增加;SCO2透平膨胀比增加,系统热效率降低,但火用效率增加;TCO2透平进口压力升高,系统热效率和火用效率均呈现先减小再升高后减小的变化趋势;随着冷凝温度升高,系统热效率降低,但火用效率先减小后增加。

吸收式热泵在135MW热电联产空冷机组上的试验研究

针对135MW带吸收式热泵回收利用乏汽余热供热的热电联产空冷机组进行性能试验,并分析其运行经济性。试验结果表明当热网首站热水出口温度为定值时,汽轮机真空变化对机组整体经济性影响较少,汽机真空运行约在-65.0k Pa(背压25.0k Pa)时,整体经济性相对较好;当热网首站热水出口温度随汽轮机真空变化而变化时,汽机真空越低机组整体经济性将越好。