基于GT25000燃气轮机的冷热电参数优化及性能分析

摘要

目前我国能源应用主要以煤炭为主,采取集中供电的方式进行能源输送。对于人口密度相对集中的城市地区而言,以天然气为燃料的供能方式可以极大的改善城市空气质量;同时,采取区域性的冷热电联供方案,不但可以减少能源传输转换损失,同时也可以极大的提高效率。
　　本文利用美国GE公司的GATECYCLE软件,以GT25000燃气轮机为基础,分别搭建了单压双压余热锅炉下的全供冷热负荷、纯凝、抽背、抽凝以及背压式汽轮机共10个系统配置方案,并对全供冷热负荷、纯凝、抽背以及抽凝方案应用不同的优化目标进行了约束条件下的蒸汽段参数优化;研究表明系统采用双压余热锅炉时其总体效率高于利用单压余热锅炉时的配置方案;同时在配置不同类型的汽轮机时其优化后的蒸汽参数也有不同。
　　依据以上模型,对蒸汽参数变化时各系统模型的相关参数的变化量进行了分析,并给出了GT25000燃气轮机的无补燃联合循环性能区域图。对于GT25000型燃气轮机的冷热电联供系统,给出了大气环境温度变化时系统参数的变化趋势;同时,分别对各系统模型进行了热电比的比较计算,并对余热产汽全供冷热、抽凝以及抽背方案进行了变工况分析;通过对抽凝系统的仿真运行,得出对于抽气供冷热机组,得出了在以冷热定电方案运行时降工况运行与减少抽气量俩种变工况运行方案的总热效率临界点,并给出了运行方案推荐。
　　同时,基于某园区的设计方案与负荷需求,以GT25000联合循环性能区域图为基础,通过分析得出了适合园区的冷热电联供方案为GT25000配置双压余热锅炉与抽凝机组。最后通过上文模型的计算数据,给出了GT25000冷热电联产系统在不同负荷条件下时的系统推荐配置。

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2 国内外发展现状及问题的提出

1.3本文的主要工作

第二章 联合循环与冷热电系统模型

2.1 总体模型建立思路

2.2冷热电分布式供能系统的工作原理

2.3 联合循环系统部件模型的建立

2.4 系统模型配置

2.5 设计工况下的参数选取

2.6 本章小结

第三章 GT25000燃气轮机余热利用系统性能分析

3.1蒸汽参数的影响

3.2联合循环性能区域图

3.3基于热电比的联产系统配置方案选择

3.4大气环境温度的影响

3.5余热锅炉全供冷热负荷时热电联供的性能区域

3.6抽背机组联合循环的性能区域

3.7抽凝机组联合循环的性能区域

3.8 本章小结

第四章 系统模型参数优化

4.1 联供系统的约束条件

4.2 燃气轮机余热全部供冷热负荷的参数优化

4.3 配置纯凝气式汽轮机的联合循环参数优化

4.4 抽凝抽背机组余热供冷热电多种负荷的参数优化

4.5 工程应用对比

4.6 本章小结

第五章 某工业园区的实例计算

5.1工程整体方案与负荷要求

5.2 方案对比与选择

5.3 性能区域图的应用

5.4 经济效益对比

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录(一) 读研期间取得的科研成果