西部多能源互补利用的分布式能源系统供热子系统分析

摘要

能源是人类生存的基本条件和发展的原动力，随着人类社会经济的发展和文明的进步，人类对资源和能源的需求不断增长，供需之间的矛盾日益显著，同时人类对资源和能源的利用不合理，造成资源的浪费和环境的污染。因此，提倡节能和科学用能的新一代能源系统的研究与开发势在必行。 在深入了解国内外分布式能源系统的发展及研究状况的基础上，结合我国西部地区能源分布状况与特点及利用现状，本文提出一种新颖的适合西部的可再生能源与化石能源组合的多能源互补利用的分布式能源系统方案。在系统中引入了沼气产生系统、水合物存储系统。本方案不仅能解决当地用电、取暖、生活用气的问题，而且可显著改善西部生态环境，提高生活质量，更符合我国目前构建资源节约型环境友好型的社会主义和谐社会的战略要求。 本文在建立系统数学模型的基础上，以甘肃省兰州市某建筑面积为50 000m2的住宅小区为例，利用大型化工流程模拟软件ASPEN PLUS对供热子系统的热力过程进行了稳态模拟，得到烟气温度的梯级变化及相应温度区间下的利用结果，并根据模拟结果，对热力系统进行了热经济性能及环保性能分析，得出供热子系统效率为0.77。在提供住宅小区相同冷、热、电负荷的情况下，通过与电网+锅炉房及热电联产分布式能源系统两种参比对象的比较，得出本文所提出的系统污染物排放仅为CO2，且排放量最少。结果表明，文章所提出的多能源互补利用的分布式能源系统在满足较高热效率的同时具有较好的环保性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1分布式能源系统研究的背景

1.2分布式能源系统的核心、特点及国内外研究、应用现状

1.2.1分布式能源系统的核心、特点

1.2.2分布式能源系统国内外研究、应用现状

1.3课题主要工作及创新

第2章分布式能源系统主要子系统的工作原理及节能性的数学模型

2.1供冷子系统的工作原理及节能性的数学模型

2.2供电子系统工作原理

2.3供热子系统工作原理及节能特性的数学模型

2.3.1太阳能热水系统的年节能量

2.3.2太阳能热水系统的节能费用

2.3.3太阳能热水系统增加的初投资回收年限

2.3.4太阳能热水系统的环保效益

2.4本章小结

第3章分布式能源系统的集成机理及热经济性、环保性评价

3.1分布式能源系统的集成机理

3.2分布式能源系统的主要集成方式及其特点

3.3分布式能源系统热经济性评价指标

3.3.1一次能耗率

3.3.2(火用)效率或(火用)损耗

3.4分布式能源系统环保性评价指标

3.5污染物排放系数的确定

3.5.1中央电站二氧化硫的排放系数

3.5.2中央电站二氧化碳排放系数

3.5.3中央电站氮氧化物和粉尘的排放系数

3.5.4锅炉房污染物排放量系数

3.5.5内燃机为原动机的分布式能量系统污染物排放系数

3.6本章小结

第4章西部多能源互补利用的分布式能源系统

4.1 Aspen过程模拟软件简介

4.1.1 Aspen Plus简介

4.1.2流程物性方法选择

4.2系统流程、工作原理及特点

4.2.1系统流程

4.2.2系统工作原理及特点

4.3热力子系统模拟分析

4.3.1用户所需冷热负荷参数

4.3.2沼气池参数

4.3.3太阳能集热器参数

4.3.4太阳能光电参数

4.3.5系统模拟结果分析

4.4热力子系统热经济性及环保性分析与评价

4.5本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录