一种高效燃气轮机分布式能源冷热电联产系统研究

摘要

本文以燃气轮机分布式能源系统为对象，针对传统吸收式机组在区域型分布式能源供冷供热系统中，不能实现区域高温供热和高温热源热量利用不充分的问题，提出一种由第一类单效-双效回热机组和第一类单效回热机组组成的新型高效吸收式供冷供热系统。燃气-蒸汽联合发电系统和新型吸收式供冷供热系统组成了高效燃气轮机分布式能源冷热电联产系统。 基于整个高效分布式能源系统，建立了系统各主要部件设计工况和燃气轮机不同部分负荷率下的变工况数学模型，并详细介绍了第一类单效-双效回热机组和第一类单效回热机组的工作流程和热力计算方法，通过MATLAB软件编制了数学计算程序。选取某生态园区建筑群为分布式能源系统的应用对象，首先根据不同季节不同典型日的热电冷需求进行分布式能源系统设计，研究了设计工况下新型吸收式供冷供热系统性能特性，并将其与常规吸收式机组进行对比，结果表明新型吸收式供冷供热系统在供热工况下节能率为15.3%，供冷工况下制冷量提高46%。同时研究了变工况条件下燃气轮机不同部分负荷率对燃气轮机排烟温度、排烟流量和余热锅炉参数的影响。其次根据建筑群6种典型日逐时负荷需求情况，在并网不上网的条件下，以“以热定电”的运行策略进行分布式能源系统典型日逐时运行模拟，分析其逐时一次能源利用率与节能率。最后为了实现最优一次能源利用率与节能率，对燃气轮机机组容量与台数进行配置优化，结果表明容量负荷比在0.3～1.5范围内，容量负荷比为1.5，机组台数配置3台时，实现典型日最优平均节能率 32.8%。容量负荷比为 0.7，机组台数配置 2 台时，实现典型日最优平均一次能源利用率82.1%。

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