熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能

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1、熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能關(guān)鍵詞:熱電冷聯(lián)產(chǎn)供熱供冷節(jié)能Abstract  Accordingtothekindofpocanbedividedintoexternalbustionandinternalbustiontypes.Analysestheconditionsofenergyefficiencyfortheexternalbustionsystems.Explainstheadvantageandenergysavingfortheinternalbustionsystemsbyaexample.Keywords:binedheating

2、coolingandpowerproductionheatingandcoolingenergyefficiency0引言  熱電冷聯(lián)產(chǎn)(trigeneration)是同時(shí)生產(chǎn)電能(或機(jī)械能)、熱能和冷媒水的一種聯(lián)合生產(chǎn)方式,由熱電聯(lián)產(chǎn)(cogeneration)發(fā)展而來(lái),是熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與制冷技術(shù)(吸收式或壓縮式)的結(jié)合。  熱電冷聯(lián)產(chǎn)裝置的選擇范圍很大。就動(dòng)力裝置而言可選擇外燃燒式蒸汽動(dòng)力裝置和內(nèi)燃燒式燃?xì)鈩?dòng)力裝置;就制冷而言可選擇壓縮式、吸收式或其它熱驅(qū)動(dòng)制冷方式,還可以根據(jù)用戶性質(zhì)、條件選擇大規(guī)模熱電冷聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)裝置和設(shè)在用戶現(xiàn)場(chǎng)的三聯(lián)產(chǎn)裝

3、置。熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)流程也有許多優(yōu)選的余地。  在熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用中,背壓汽輪機(jī)常常受到區(qū)域供熱負(fù)荷的限制不能按經(jīng)濟(jì)規(guī)模設(shè)置,多數(shù)是容量相當(dāng)小和效率低的,而燃?xì)廨啓C(jī)則通過(guò)技術(shù)革新已經(jīng)產(chǎn)出了尺寸小、質(zhì)量輕、機(jī)械效率高和排氣溫度高的產(chǎn)品。產(chǎn)品的容量從小于750kW到大于75kW,甚至有容量超過(guò)300kW和小于80kW的。它們用于熱電聯(lián)產(chǎn)時(shí),機(jī)械效率為30%~40%,熱效率為70%~80%。所以在有燃?xì)夂腿加偷牡胤?,燃?xì)廨啓C(jī)正日益取代汽輪機(jī)在熱電聯(lián)產(chǎn)中的地位?! ?0世紀(jì)90年代初建成的日本新宿區(qū)域供熱供冷中心的熱電冷聯(lián)產(chǎn)是一個(gè)大規(guī)模系統(tǒng)的典型實(shí)例。該系統(tǒng)

4、由燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)裝置、汽輪機(jī)拖動(dòng)的離心式冷凍機(jī)、背壓汽輪機(jī)排隊(duì)汽余熱驅(qū)動(dòng)的吸收式冷凍機(jī)等組成。作為基本負(fù)荷制冷機(jī)采用這種"前置式"組合,能適應(yīng)一年中冷、熱負(fù)荷的變化而保持高效運(yùn)行,節(jié)能達(dá)10%。近年來(lái)我國(guó)上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)和上海市黃浦區(qū)中心醫(yī)院也建成了燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。1外燃燒式熱電冷聯(lián)產(chǎn)  外燃燒式熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是由鍋爐產(chǎn)生高壓高溫蒸汽,利用汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,并帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)電;汽輪機(jī)的抽汽或排汽對(duì)外供熱和驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)制冷。此外,該系統(tǒng)還可作如下變化:用制冷壓縮機(jī)取代交流發(fā)電機(jī),或在抽汽式汽輪機(jī)的抽汽處裝

5、第二臺(tái)帶動(dòng)制冷壓縮機(jī)的汽輪機(jī)?! 犭娎渎?lián)產(chǎn)對(duì)于熱電廠來(lái)說(shuō)夏季要供冷從而全年可以多發(fā)電,提高了設(shè)備利用率。但是與凝汽式發(fā)電相比,供熱汽輪機(jī)組電效率降低,所以說(shuō),外燃燒式熱電聯(lián)合生產(chǎn)熱能是以發(fā)電量的減少為代價(jià)的。筆者在文獻(xiàn)[1]中估算了利用汽輪機(jī)抽汽或排汽對(duì)外供熱和驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)制冷情況下的供熱、供冷一次能耗率。方法是在消耗同等數(shù)量燃料熱的條件下,熱電機(jī)組因供熱而比用凝汽式機(jī)組所減少的發(fā)電量,折合成一次燃料熱,作為聯(lián)產(chǎn)供熱消耗的能量。因這種方法固定了發(fā)電能耗率,故可只根據(jù)供熱和供冷一次能耗率來(lái)估計(jì)哪一類熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是節(jié)能的。而且用該法也便于與

6、其它單純供熱和供冷的系統(tǒng)比較。這種方法還能區(qū)別汽輪機(jī)型式、進(jìn)汽參數(shù)及供熱參數(shù)等不同因素的影響。這一點(diǎn)對(duì)于供冷能耗估算是至關(guān)重要的。  估算結(jié)果表明,利用聯(lián)產(chǎn)熱供暖供冷與用鍋爐或直燃熱相比總是節(jié)能的。至于把得用聯(lián)產(chǎn)熱供暖與電動(dòng)熱泵供暖相比,以及利用聯(lián)產(chǎn)熱驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)供冷和電動(dòng)制冷相比的結(jié)果,則不能一概而論。由于汽輪機(jī)型式和進(jìn)、排汽壓力有高有低,制冷機(jī)和熱泵的特性系數(shù)COP也有高有低,還有電廠效率和實(shí)際運(yùn)行情況等等,所以必須全考慮有關(guān)因素具體分析??傮w上,利用外燃燒式熱電聯(lián)產(chǎn)的熱能供熱制冷,需要汽輪機(jī)有較高的進(jìn)汽壓力和熱驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)較高的性能系數(shù),才

7、能與具有較高性能系數(shù)的電動(dòng)制冷機(jī)和熱泵相競(jìng)爭(zhēng)。汽輪機(jī)直接拖動(dòng)的壓縮式制冷一次能耗率取決于制冷機(jī)的COP,與電動(dòng)制冷類似。2內(nèi)燃燒式熱電冷聯(lián)產(chǎn)  在內(nèi)燃燒式熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)通過(guò)一或兩個(gè)軸,向交流發(fā)電機(jī)和/或制冷壓縮機(jī)提供機(jī)械能。由一自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)和制冷壓縮機(jī)提供能量的比例。內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱可以直接或間接(通過(guò)余熱鍋爐)用于供熱及吸收式制冷機(jī)組制冷?;厥张艢庥酂崴谜羝部上葞?dòng)汽輪機(jī)發(fā)電或產(chǎn)生機(jī)械功,構(gòu)成燃所-蒸汽聯(lián)合循環(huán),進(jìn)一步提高熱能動(dòng)力裝置的效率,然后再由汽輪機(jī)的抽汽或排汽供熱及由吸收式制冷機(jī)組制冷。

8、  內(nèi)燃燒式熱電聯(lián)產(chǎn)熱能是從回收燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)排出的煙氣或冷卻汽缸的余熱所得,若未采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán),則不影響發(fā)電量卻提高了熱能利用率。所以可視

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