分布式能源冷热电多联产系统能效分析与可比性方法研究

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1、密级：么吁加密论文编号：嚎辦政摩博士学位论文论文题目：分布式能源冷热电多联产系统能效分析与可比性方法研宄学号作者吴波专业名称热能工程年月日分布式能源冷热电多联产系统能效分析与可比性方法研究研宄生姓名：吴波指导教师姓名：王立北京科技大学机械学院北京，中国：：分类号：密级：么吁：单位代码：北京科技大辦士学位论文目分布式能源冷热电多联产系统能效分析与可比性方法研宄作者：吴波指导教师：王立教授单位細根鮮指导小组成员单位：单位：论文提交日期：年月日学位授予单位：北京科技大学北京科技大学博士学位论文致谢本论文的研宄工作

2、是在王立老师的悉心指导和耐心帮助下完成的。在此论文完成之际，首先要衷心感谢我的导师王立教授。导师开阔敏捷的思维、精深的专业知识、广博的知识面、认真的科研态度、严谨的学术作风，乐观豁达的生活态度都让我受益匪浅。在课题的幵展过程中，王立老师给予我细心的指导，同时也为我提供了良好的科研环境，启发和引导我深层次探讨工程实际中遇到的难题，让我在学到专业知识的同时，掌握了系统的科研方法。导师平易近人、朴实而幽默的人格魅力令我敬仰。在此，谨向王老师致以崇高的敬意，再一次感谢王老师本论文中的研究工作得到国家自然科学基金的资

3、助，才可以顺利完成，在此表示诚挚的谢意！在课题的开展过程中，课题组的老师们在各方面都给予我无私的帮助。学术汇报过程中，你们的反馈和建议让我受益匪浅。在此，向吴平老师、童莉葛老师、孙淑凤老师、尹少武老师、刘传平老师、岳献芳老师、张培昆老师以及郑莉芳老师表示最诚挚的感谢！感谢研宄室的全体成员，有你们的陪同，让我原本枯燥乏味的科研生活变得有趣、精彩和充实。同时，对李延辉博士、杨福明博士、陈夏博士、栗凤超博士、张富翁博士、沈鉴彪博士、贾超博士、黄建博士、杨文言博士、郑星龙博士、黄若琳博士、罗春欢博士和何坤博士等同学

4、在课题的开展过程中给予的热情帮助表示衷心的感谢！感谢机械工程学院热科学与能源工程系的全体老师，感谢您们的辛勤培养和指导！感谢爱人的理解和陪伴，感谢家人、亲友和同学对我的支持，并对在课题开展和论文完成过程中给予我无私帮助的人致以崇高的敬意和衷心的感谢！向百忙之中抽出时间参加本论文评阅和答辩的各位老师表示衷心的感谢！北京科技大学博士学位论文摘要当前我国城市供热系统能耗大、污染严重。我国政府正在努力发展城市天然气区域供热系统，替代传统的燃煤供热，以减少采暖季煤炭燃烧排放物对于城市大气环境造成的严重影响。但是大量使

5、用天然气供热锅炉的做法造成了天然气高能级清洁能源被低能级供热利用的严重问题。本文针对天然气这种清洁能源如何在分布式能源系统中按质梯级利用问题，采用能量和畑分析方法来研究提高天然气分布式能源系统供热能力和调峰能力的措施，优化天然气区域供热系统性能。在此基础上，分析传统的能效比较方法的特点和这些传统方法在我国分布式能源冷热电多联产系统能效分析运用中遇到的问题，研宄适合于分布式能源的冷热电多联产应用的可比性能效分析方法。通过对不同环境温度和原动机负荷率等条件下各种天然气区域供热系统的研宄，本文得出使燃机在整个采暖

6、季保持高负荷率运行的有效措施。使用热泵供热调峰措施可以既有效降低燃机和整个系统的畑损失，又减少供热高峰期的天然气消耗量。热泵供热按需经济运行，可以使釆用热泵供热调峰的分布式能源达到本文研宄的不同天然气区域供热方案中最高的釆暖季平均烟效率。通过对我国六个特征城市的釆用热泵供热调峰的天然气区域能源系统的研究，本文揭示热泵供热调峰负荷比对的一次能源利用率、烟效率和热电比的显著影响。当调峰负荷比在的范围内时，可优化的采暖季平均畑效率。通过对基于分布式能源的各种供冷供热系统所消耗不同能源的能级研究，本文认为当燃机联合

7、循环机组提供低压蒸汽和热水用于供冷供热时，燃机联合循环机组的发电量相比纯发电工况的下降量，是燃机联合循环机组提供热水和低压蒸汽用于供冷供热所付出的能量代价。本文提出了一种以发电量为基准的供冷供热可比性能系数法。可比性能系数法将基于分布式能源的各种供冷供热系统消耗的不同能源统一到等效电耗，通过可比性能系数供冷供热量与供冷供热等效能耗和直接电耗之和的比率直接比较冷热电多联产和分产方式的供冷供热性能。可比性能系数法不需要参考外部分产发电效率。本文发现当提供相同的供热量时，基于分布式能源的蒸汽和热水供热系统能够比天

8、然气锅炉节省大约和的可比能耗等效电耗和直接电耗之和。基于分布式能源的、热水和蒸汽驱动的吸收式制冷系统可以分别达到和的可比性能系数，高于分布式能源纯发电驱动的压缩式制冷方式。通过对我国上网型分布式热电联产系统的可比性能系数法研宄，将电能、分布式能源冷热电多联产系统能效分析与可比性方法研宄低压蒸汽和热水等多种供热能耗统一能级后，计算供热可比能耗，研究釆用热泵供热调峰的天然气区域能源系统的供热可比能耗和供热可比系能随供