燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)熱源優(yōu)化配置研究.pdf

1、近年來(lái)，區(qū)域供熱系統(tǒng)在我國(guó)供熱系統(tǒng)中所占的比例逐步提高，同時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組作為一種主要的熱源形式在區(qū)域供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。機(jī)組設(shè)備的類(lèi)型、容量和性能都在變化，但對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)熱源的優(yōu)化配置、規(guī)劃設(shè)計(jì)研究存在一定的滯后，特別是熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)的熱化系數(shù)，未能隨著熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的性能變化從理論上給出確定方法。本文針對(duì)燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)，通過(guò)節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性分析，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)的最佳熱化系數(shù)與熱源優(yōu)化配置進(jìn)行了研究

2、。
　　首先，論文分析比較了國(guó)內(nèi)外常用的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中一次能源相對(duì)節(jié)約率和不可逆損失相對(duì)減少率這兩個(gè)指標(biāo)更適于表示熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相對(duì)于熱電分產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能效果，建議引入到我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，并建立了熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)熱源的一次能源相對(duì)節(jié)約率和不可逆損失相對(duì)減少率計(jì)算數(shù)學(xué)模型。
　　第二，建立了凝汽供暖兩用型和背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱力系統(tǒng)模型。針對(duì)不同型號(hào)的機(jī)組，確定了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組總能耗、發(fā)電功率與機(jī)

3、組供熱能力之間的關(guān)系。對(duì)于凝汽供暖兩用型機(jī)組，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)影響熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組綜4個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行了因素分析。結(jié)果表明：對(duì)綜合熱效率影響最大的因素是汽輪機(jī)進(jìn)汽量和供熱抽汽量，而對(duì)最大的是供熱抽汽壓力。分別以一次能源相對(duì)節(jié)約率和不可逆損失相對(duì)減少率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)凝汽供暖兩用型機(jī)組的熱力特性進(jìn)行分析，提出了節(jié)能最小抽汽比的概念。對(duì)于NC145、NC200和NC300機(jī)組，基于一次能源相對(duì)節(jié)約率和不可逆損失相對(duì)減少率的節(jié)能最小抽汽比在0

4、.14~0.2之間。
　　第三，基于一次能源相對(duì)節(jié)約率，建立了熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)節(jié)能性熱化系數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。對(duì)于凝汽供暖兩用型機(jī)組，供暖氣象參數(shù)和區(qū)域鍋爐熱效率對(duì)最佳熱化系數(shù)的影響較大。以2臺(tái) NC300為基本熱源時(shí)，寒冷 A區(qū)的節(jié)能性最佳熱化系數(shù)取值范圍為0.57~0.7，寒冷 B區(qū)為0.66~0.73；嚴(yán)寒 A區(qū)為0.53~0.62，嚴(yán)寒B區(qū)為0.55~0.65，嚴(yán)寒C區(qū)為0.57~0.65。區(qū)域鍋爐熱效率對(duì)最佳熱化系數(shù)的影

5、響有限，以區(qū)域鍋爐平均熱效率70％時(shí)最佳熱化系數(shù)作為最終結(jié)果是可以接受的。對(duì)于背壓式機(jī)組，機(jī)組型號(hào)對(duì)最佳熱化系數(shù)影響不大，氣象參數(shù)的影響也不如對(duì)凝汽供暖兩用型機(jī)組那么明顯。僅有供暖熱負(fù)荷時(shí)，機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)熱化系數(shù)的影響較大，機(jī)組臺(tái)數(shù)從2臺(tái)增加到4臺(tái)，最佳熱化系數(shù)也逐漸增大，從0.74~0.89變?yōu)?.84~0.94。對(duì)于B80機(jī)組，考慮了常年性熱負(fù)荷之后，寒冷地區(qū)的最佳熱化系數(shù)在[0.6,0.7]之間，且與供暖室外計(jì)算溫度高度相關(guān)，常年性熱

6、負(fù)荷比越大，最佳熱化系數(shù)越大。嚴(yán)寒地區(qū)的最佳熱化系數(shù)在[0.5,0.65]之間，與供暖室外計(jì)算溫度及常年性熱負(fù)荷比相關(guān)性小。
　　第四，建立了熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性熱化系數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供熱成本分?jǐn)偙仁谴_定熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)供熱成本的關(guān)鍵因素。在已有的分?jǐn)偡椒ɑA(chǔ)上，本文提出了改進(jìn)的熱電聯(lián)合法，并以該方法作為供熱成本分?jǐn)偟囊罁?jù)。常見(jiàn)的熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱系統(tǒng)熱源中，供熱固定成本最高的是凝汽供暖兩用型機(jī)組，最低的是燃煤鍋爐；而

7、可變成本最高的是燃煤鍋爐，最低的是背壓式機(jī)組。從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看，大容量凝汽供暖兩用型機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于小容量機(jī)組，而小容量背壓式機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性卻好于大容量背壓式機(jī)組?？傮w而言，背壓式機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于凝汽供暖兩用型機(jī)組。NC300和B80機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性最佳熱化系數(shù)的變化范圍分別為0.65~0.86和0.57~0.8。
　　最后，應(yīng)用上述研究成果，針對(duì)一實(shí)際熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供熱項(xiàng)目，對(duì)供熱系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)供熱系統(tǒng)遠(yuǎn)期規(guī)劃的熱源配置